在量子通信领域，我国科研团队取得了一项具有里程碑意义的重大突破。北京大学的研究团队成功研制出两款核心芯片，并以此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”，相关研究成果在国际顶级学术期刊《自然》上发表。
双场量子密钥分发（TF - QKD）技术具有独特优势，它既拥有测量设备无关的安全性，又能实现超长距离的传输。此前，我国科学家已经在光纤中实现了千公里级的点对点密钥分发。然而，TF - QKD技术的实现面临着诸多挑战，它高度依赖远程独立激光源之间稳定的单光子干涉，对光源噪声抑制以及全局相位的高精度锁定与追踪提出了极为严苛的要求。目前，大多数相关实验仍基于体块或分立光纤器件，且多为两用户的点对点系统，这在一定程度上限制了量子通信的进一步发展。
量子密钥分发芯片（QKD芯片）是推动量子通信系统小型化、设备实用化和网络规模化的关键路径之一。此次北京大学研究团队研发的两款芯片各具重要功能。其中，服务器端的光学微腔光频梳光源芯片能够产生超低噪声的相干光源，为整个网络提供了统一的“频率基准”，确保了所有用户通信的同步性。而用户端的量子密钥发送芯片则集成了激光器、调制器、密钥编解码等所有关键功能，实现了全功能一体化，大大简化了设备结构。
基于这两款核心芯片，研究团队成功构建了“未名量子芯网”。该网络有效解决了此前量子通信网络存在的用户数量少、通信距离有限以及设备复杂等问题。它可支持20个芯片用户同时并行通信，任意两个用户之间的通信距离能够达到370公里，并且打破了无中继通信的技术界限，组网能力达到3700公里，实现了多用户、长距离的量子通信突破，使量子通信向实用化、规模化迈出了关键一步，相关技术指标达到了国际领先水平。
值得一提的是，该团队研发的光量子芯片在晶圆级制备过程中展现出了高度均一性和高良率的特点，这意味着有望实现低成本批量生产。这对于构建大规模量子通信网络而言具有关键意义，能够为量子通信技术的广泛应用提供有力支撑。
《自然》期刊的审稿人对这一成果给予了高度评价，认为这是量子芯片与量子网络领域的重大突破，所展示的量子芯片网络具备显著的大规模扩展能力，将对量子通信领域产生重要影响。研究团队负责人表示，这是国际上20余年来首次展示基于光量子芯片的量子密钥分发网络。未来，团队还将继续推动量子通信芯片网络与量子计算芯片的融合研究，为构建集成化、实用化量子信息技术体系奠定基础。
