
就在北京时间2月12日,国际顶级学术期刊《自然》传来一声惊雷。这一次,站在聚光灯下的是来自北京大学的科研团队。他们不声不响地干了件大事:耗时六年多,把庞大的量子通信设备“浓缩”进了小小的芯片里,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。
这意味着,以后搞量子通信,可能不再需要像冰箱一样大的机柜,几枚芯片就能搞定。
过去提到量子通信,很多人的第一反应是“高大上”但也很“笨重”。设备复杂、体积大,想在大规模网络里铺开,成本高得吓人。要解决这个问题,唯一的出路就是——芯片化。
北大王剑威教授、龚旗煌教授团队这次拿出的“未名量子芯网”,核心就在于两款自研芯片。你可以把它们想象成整个网络的“心脏”和“神经末梢”。
一款是服务器端的“光频梳光源芯片”。它就像是一个超级精准的“指挥棒”,能产生超低噪声的光源,给整个网络提供统一的频率基准,确保所有用户的通信节奏严丝合缝。另一款是用户端的“量子密钥发送芯片”,它是个全能选手,把激光器、调制器这些原本分散的部件,全部集成到了一起,实现了全功能一体化。
以前的量子网络,用户数量少,传输距离也受限。但在这个全新的“芯片网”里,可以支持20个用户同时并行通信。这可不是在一个房间里传文件,任意两个用户之间的通信距离能达到370公里。
更厉害的是,它打破了无中继通信的技术界限。通过组网,这个能力的覆盖范围直接拉到了3700公里。这是什么概念?相当于从哈尔滨到海口,不用复杂的信号中继站,也能织起一张严密的量子安全网。这一步跨越,直接让相关技术指标站到了国际领先的位置。
科研团队透露了一个关键细节:这些光量子芯片在晶圆级制备中,表现出了极高的均一性和良率。翻译成大白话就是:这东西不仅能造出来,还能高质量地批量生产。
一旦实现了低成本量产,量子通信就不再是实验室里的娇贵展品,也不再是仅限于国防金融的奢侈品。它完全有望像现在的手机芯片一样,大规模普及。从设备实用化到网络规模化,中国科研人员这次确实在关键路径上,踩下了一脚狠油门。
随着技术门槛和成本的双重降低,你觉得未来我们的手机通话,会用上量子加密技术吗?
我国构建全球首个基于光量子芯片的大规模量子密钥分发网络-----科技日报
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