量子芯片與量子網絡技術迎來重要突破。國際學術期刊《自然》2月12日凌晨在線發表一項最新成果：我國科學家成功構建國際首個基于集成光量子芯片的大規模量子密鑰分發網絡。這一量子網絡支持20個芯片用戶并行通信，組網能力可達3700公里，在芯片用戶規模與組網能力上均達國際領先水平。

圖為研究人員展示封裝后的集成光量子通信芯片。（北大團隊供圖）

量子密鑰分發是通過量子態傳輸密鑰，實現信息加密，確保通信安全性。雙場量子密鑰分發因適用于遠距離量子通信、支持探測器端資源共享等優勢，成為量子密鑰分發的一種先進技術。然而，由于對光源與調制器件的性能要求極高，所需要的硬件芯片化集成難以突破，這項技術目前多數用于點對點的量子密鑰分發，多用戶、大規模的網絡系統實現面臨挑戰。

北京大學物理學院教授王劍威、中國科學院院士龔旗煌等所帶領的研究團隊，研發出系列高性能、全功能集成的光量子芯片，并在此基礎上成功構建包含20個量子芯片節點的雙場量子密鑰分發網絡。

王劍威說，這是國際上20余年來首次展示基于光量子芯片的量子密鑰分發網絡。實驗表明，團隊研發的光量子芯片在晶圓級制備中具備高度均一性，有望實現低成本的批量生產，為構建更長距離、更多用戶的量子密鑰分發網絡奠定了技術基礎。

“量子密鑰分發芯片網絡是邁向系統小型化、設備實用化的重要路徑之一。”他表示，高性能、低成本的光量子芯片，在推動量子網絡大規模應用方面極具潛力。

《自然》審稿人認為，這項工作是量子芯片與量子網絡技術的重要進展，所展示的量子芯片網絡具備顯著的大規模擴展能力，“無疑將對量子通信領域產生重要影響”。

“這是集成光量子技術推動量子通信發展的范例。”龔旗煌認為，這項成果為構建大規模量子通信芯片網絡提供了可行方案，對促進量子通信系統的小型化、實用化與規模化發展具有重要意義。（記者魏夢佳）