北大团队研制全球首个集成光量子芯片密钥分发网络

北京大学研究团队于近日宣布，在量子信息领域取得了重要突破，其相关成果已发表于国际权威学术期刊。

该团队成功研制出全球首个基于集成光量子芯片的大规模量子密钥分发网络，并将其命名为“未名量子芯网”。这一成果标志着量子通信在芯片化与规模化发展路径上迈出了关键一步。

网络采用双场量子密钥分发技术路线，已实现二十个芯片用户的并行接入与彼此间无中继通信，单链路最大传输距离超过三百七十公里；整体组网覆盖范围可达三千七百公里。无论在接入用户数量还是网络扩展能力方面，均达到了国际领先水平。

研究团队自主设计并制备了全功能集成的量子密钥发送芯片及光学微腔光频梳光源芯片。系统验证了磷化铟与氮化硅两种材料体系在光量子集成器件中的综合优势。芯片采用晶圆级工艺加工，具备良率高、扩展性强等特点，为未来量子芯片的低成本、批量化制造提供了可行的技术路径。

在系统实现层面，团队创新应用了波分复用技术与双波长信道相位跟踪方法，有效抑制了光源噪声，并实时补偿了量子信号相位漂移。在三百七十公里的光纤链路上，成功突破了无中继条件下的线性成码率理论极限；在四百九十公里的闭合光纤环路中，实现了安全密钥的持续稳定输出。

此项工作是自量子密钥分发芯片概念提出以来，该研究方向首次以全文形式在国际顶级学术期刊上发表的原创性成果。

期刊的四位匿名评审专家一致认为：该研究是量子芯片与量子网络交叉领域的重大进展，所构建的芯片化量子密钥分发网络展现出了突出的大规模可扩展潜力。