量子通信领域迎来里程碑式进展——我国科学家成功构建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，相关成果近日发表于国际顶级学术期刊《自然》。该网络由北京大学王剑威、龚旗煌教授团队与研究员常林联合攻关完成，通过自主研发的两款核心芯片，突破了传统量子通信在用户规模、传输距离和系统复杂度上的多重限制。
研究团队针对双场量子密钥分发（TF-QKD）技术面临的核心挑战展开创新。这项技术虽具备测量设备无关的安全性和超长距离传输优势，但传统实现方式依赖分立的光纤器件，仅能支持两用户点对点通信，且对光源噪声和相位锁定精度要求极高。团队历时六年研发出两款突破性芯片：服务器端的光学微腔光频梳光源芯片可生成超低噪声相干光，为整个网络提供统一频率基准；用户端的量子密钥发送芯片则将激光器、调制器、编解码模块等十余个关键器件集成于方寸之间，实现了全功能一体化设计。
基于这两款芯片构建的"未名量子芯网"展现出显著优势。该网络支持20个用户同时并行通信，任意两用户间最远通信距离达370公里，通过创新组网技术将无中继通信范围扩展至3700公里。相较于传统系统，新网络在用户容量、传输距离和系统稳定性方面均实现数量级提升，关键技术指标达到国际领先水平。特别值得关注的是，芯片采用晶圆级制造工艺，在保证高度均一性的同时实现了90%以上的良品率，为低成本规模化生产奠定基础。
《自然》期刊审稿专家高度评价这项成果，指出其"展示了量子芯片网络前所未有的扩展能力，将重新定义量子通信的技术边界"。研究团队透露，该网络已通过第三方权威检测，在真实光纤环境中验证了其稳定性和可靠性。目前团队正推进量子通信芯片与量子计算芯片的融合研究，旨在构建覆盖编码、传输、处理全链条的集成化量子信息平台。
这项突破标志着量子通信技术从实验室走向实用化迈出关键一步。随着芯片化技术的成熟，未来有望构建覆盖城市群乃至跨国界的量子保密通信网络，为金融、政务、国防等领域提供无条件安全的信息传输保障。据研究团队介绍，相关芯片技术已申请多项国际专利，正在与产业界合作推进技术转化。
