北京大学科研团队实现首个大规模量子通信芯片网络

东苑

2 月 11 日，北京大学物理学院现代光学研究所王剑威教授、龚旗煌教授团队与电子学院常林研究员团队在国际顶级学术期刊《自然》上发表了题为“基于集成光量子芯片的大规模量子通信网络”（Large-scale quantum communication networks with integrated photonics）的突破性研究成果。

研究团队成功研制出全功能集成的高性能量子密钥发送芯片与光学微腔光频梳光源芯片，并在此基础上构建了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 ——“未名量子芯网”。该量子网络支持 20 个芯片用户并行通信，两两通信距离达 370 公里并打破无中继界限，组网能力（客户端对数 × 通信距离）达 3700 公里，在芯片用户规模与组网能力上均达到国际领先水平。



▲ 图 1 基于光量子芯片的“未名号”大规模量子密钥分发网络：a，双场量子密钥分发芯片网络架构。b,20 个 QKD 芯片和微梳光源芯片实物照片。
据介绍，量子密钥分发基于量子力学原理，可实现理论上无条件安全的通信。我国在量子卫星密钥分发及天地一体化量子网络方面已取得一系列重大成果，处于全球引领地位。其中，双场量子密钥分发（TF-QKD）兼具测量设备无关的安全性与超长距离传输优势，我国科学家已实现光纤中千公里级点对点密钥分发。该协议天然适用于星型网络架构，可集中配置昂贵的超导单光子探测资源于中心节点，大幅降低用户端成本，被视为实现规模化量子通信网络的重要方案之一。

然而，TF-QKD 的实现高度依赖远程独立激光源之间稳定的单光子干涉，对光源噪声抑制及全局相位的高精度锁定与追踪提出了极高要求，现有实验大多仍基于体块或分立光纤器件，且多数为两用户点对点系统。

ailixiaoran

果断回帖，如果沉了就是我弄沉的很有成就感

yzszh64

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