国际权威学术期刊《自然》近日在线刊登了一项来自中国的突破性科研成果——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正式问世。该网络支持20个芯片用户同时进行安全通信，组网距离可达3700公里，在用户规模和传输距离两项关键指标上均达到国际领先水平。
量子密钥分发技术通过量子态传输实现信息加密，是保障通信安全的重要手段。其中，双场量子密钥分发技术因其适用于远距离通信、支持探测器资源共享等优势，被视为最具潜力的技术方向。然而，该技术对光源和调制器件的性能要求极高，硬件芯片化集成长期面临技术瓶颈，此前主要应用于点对点通信，难以实现多用户、大规模网络部署。
由北京大学物理学院教授王剑威与中国科学院院士龚旗煌领衔的科研团队，经过多年攻关，成功研发出系列高性能、全功能集成的光量子芯片。基于这些芯片，团队构建了包含20个量子芯片节点的双场量子密钥分发网络，首次实现了基于光量子芯片的多用户量子通信。
实验数据显示，团队研发的光量子芯片在晶圆级制备过程中展现出高度均一性，为低成本批量生产提供了可能。这一特性为构建覆盖范围更广、用户数量更多的量子密钥分发网络奠定了技术基础。王剑威教授指出，量子密钥分发芯片网络是推动量子通信系统向小型化、实用化发展的重要路径，高性能、低成本的光量子芯片将极大促进量子网络的大规模应用。
《自然》期刊审稿人高度评价这项成果，认为其展示了量子芯片网络显著的大规模扩展能力，是量子芯片与量子网络技术的重要突破，必将对量子通信领域产生深远影响。龚旗煌院士表示，该成果为构建大规模量子通信芯片网络提供了可行方案，对推动量子通信系统的小型化、实用化和规模化发展具有重要意义。
