中国科学院院士龚旗煌领导的北大团队联合北京大学物理学院教授王剑威、研究员魏梦佳和彭可心成功构建了国际首个基于集成光量子芯片的大规模量子密钥分发网络,该成果在2月12日凌晨发表于《自然》杂志。这个网络支持20个芯片用户并行通信,组网能力达到3700公里。给双场量子密钥分发技术赋予了新的生命力,这项技术适用于远距离通信和探测器端资源共享,但对硬件要求极高,之前多停留在点对点的应用中。该团队研发出高性能、全功能集成的光量子芯片,并把它们连成了一个包含20个节点的网络。这个突破是20多年来的第一次。 量子密钥分发利用量子态传输密钥来确保信息安全。给双场量子密钥分发技术在性能上设定了较高门槛,要求光源和调制器件具备极高的表现。不过王剑威表示,这次他们展示的芯片在晶圆级制备中表现出高度均一性,这意味着它有望实现低成本的批量生产。龚旗煌认为这项工作是集成光量子技术推动量子通信发展的范例。 给这个项目提供了关键技术支持的是光量子芯片,它们的开发使得构建更长距离、更多用户的量子密钥分发网络成为可能。审稿人认为这项工作是量子芯片与量子网络技术的重要进展,展示了显著的扩展能力。 给系统小型化、设备实用化提供了重要路径之一是高性能、低成本的光量子芯片。它在推动量子网络大规模应用方面具有很大潜力。记者魏梦佳记录了这一重大进展,彭可心进行了编辑整理。