我国量子通信新突破：潘建伟团队构建芯片化量子通信网络，突破540 km光纤传输距离

IT之家 6 月 20 日消息，合肥国家实验室、中国科学技术大学的潘建伟、徐飞虎等研究人员，联合中山大学、上海交通大学等单位，成功实现了基于双场量子密钥分发（TF-QKD）协议的芯片化量子通信网络。

相关研究成果于 2026 年 6 月 19 日在线发表于国际学术期刊《自然 · 光子学》（Nature Photonics）。

量子密钥分发（QKD）技术能够为远距离用户之间提供具有信息论安全性的密钥，结合一次一密等加密方式，可在原理上实现无条件安全的通信。

双场量子密钥分发协议是近年来提出的重要方案，它能够突破传统 QKD 成码率的线性界限，显著拓展传输距离，为实现远距离光纤量子通信网络提供了可行路径。

然而，该协议在实际应用中面临苛刻的技术要求 —— 两个远程独立激光器之间需要实现单光子干涉，光源频率的微小偏差以及光纤链路的波动都会对干涉质量产生影响，导致系统复杂度高，限制了其网络化部署能力。

针对这些难题，研究团队发展了实现 TF-QKD 的混合集成芯片化发送端。该发送端由两部分组成：一是基于高品质因子氮化硅（Si3N4）微环谐振腔的自注入锁定激光器芯片，二是集成了多个强度调制器、相位调制器和可变光衰减器的薄膜铌酸锂（TFLN）光子集成芯片。其中，片上激光器实现了 100Hz 的窄线宽输出，薄膜铌酸锂调制器则达到了 25GHz 的调制带宽、2.6V 的半波电压和 34dB 的消光比，能够满足 TF-QKD 对光源相干性和量子态调制的严格要求。

在网络架构方面，研究团队提出了量子叶脊网络结构。该网络由用户层、叶层和脊层组成，用户通过发送端接入网络，通过叶层与脊层中的光开关和测量单元进行量子信号的路由和测量，从而实现城域和城际间不同用户的灵活切换与连接，提高了量子通信网络的用户容量、可扩展性和鲁棒性。

主题：量子通信网络