来源：科技日报 科技日报记者 张格连 目标是实现大规模量子通信，芯片集成将是一个重要方向。北京大学王建伟教授、宫启璜教授、常林教授团队经过六年多的技术攻关，研发出两款核心芯片，并成功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“匿名量子核心网络”。北京时间2月12日，相关论文发表在《自然》杂志上。双场量子密钥分发 (TF-QKD) 结合了超长距离传输的优点和独立于测量设备的安全性。中国科学家通过光纤实现了数千公里点对点密钥分发。然而，TF-QKD 的实现很大程度上依赖于远距离光子之间的稳定单光子干涉。d个独立的激光源，这对源噪声抑制和高精度全局锁相跟踪提出了非常高的要求。大多数现有实验仍然基于离散或大规模光纤设备，其中大多数是两个用户点对点系统。量子密钥分配芯片（QKD芯片）是实现量子通信系统小型化、实用化设备和网络规模化的重要手段之一。研究团队开发了两种芯片。一是服务器端光学微腔光频梳光源芯片，产生超低噪声相干光源，为整个网络提供统一的“频率基准”，保证所有用户通信的同步。另一种是用户侧量子密钥传输芯片，集成了激光器、调制器、密钥编解码等所有主要功能，实现功能完整集成。在此基础上，研究团队构建了“未命名的量子核心网络”。该网络解决了以往量子通信网络用户数量少、距离有限、设备复杂的问题。可支持20个芯片用户同时并行通信。两个用户之间的通信距离可达370公里。它还打破了无广播通信的技术限制。网络容量达3700公里，实现多用户远距离量子通信的突破。这一进展意味着量子通信向实用化、规模化迈出了重要一步，相关技术指标已达到国际前沿水平。特别是，该团队的光子量子芯片在晶圆级制造时具有较高的均匀性和性能，有望以低成本批量生产，这将对构建大规模量子通信网络产生重要影响。该杂志的审稿人nal Nature 认为这是量子芯片和网络领域的重要进步。所展示的量子芯片网络具有显着的大规模扩展能力，将对量子通信领域产生重大影响。汪建伟表示，这是20多年来首次在全球展示基于光量子芯片的量子密钥分发网络。该团队还将继续推进通信芯片、量子信息和量子计算芯片的网络集成研究，为构建实用的集成量子信息技术系统奠定基础。
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全球首个中国科研人员建成大规模量子通信芯片网络
