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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(fā)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(guī)模量子密鑰分發(fā)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(guī)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(fā)是通過量子態(tài)傳輸密鑰，實現(xiàn)信息加密，確保通信安全性。雙場量子密鑰分發(fā)因適用于遠距離量子通信、支持探測器端資源共享等優(yōu)勢，成為量子密鑰分發(fā)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(shù)用于點對點的量子密鑰分發(fā)，多用戶、大規(guī)模的網絡系統(tǒng)實現(xiàn)面臨挑戰(zhàn)。

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(fā)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(jié)點的雙場量子密鑰分發(fā)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(fā)網絡。實驗表明，團隊研發(fā)的光量子芯片在晶圓級制備中具備高度均一性，有望實現(xiàn)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(fā)網絡奠定了技術基礎。

“量子密鑰分發(fā)芯片網絡是邁向系統(tǒng)小型化、設備實用化的重要路徑之一?！彼硎?，高性能、低成本的光量子芯片，在推動量子網絡大規(guī)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(guī)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(fā)展的范例?！饼徠旎驼J為，這項成果為構建大規(guī)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(tǒng)的小型化、實用化與規(guī)?；l(fā)展具有重要意義。（記者魏夢佳）