廣西大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)在量子信息科技領(lǐng)域取得重要進(jìn)展,成功自主研制出芯片化量子保密通信核心器件與集成系統(tǒng)。這一成果標(biāo)志著我國(guó)在實(shí)用化量子保密通信技術(shù)的微型化、集成化道路上邁出了堅(jiān)實(shí)一步,為未來(lái)構(gòu)建低成本、高安全性的量子通信網(wǎng)絡(luò)提供了關(guān)鍵技術(shù)支持。
量子保密通信基于量子力學(xué)原理,能夠?qū)崿F(xiàn)理論上無(wú)條件安全的密鑰分發(fā),是保障未來(lái)信息基礎(chǔ)設(shè)施安全的核心技術(shù)之一。傳統(tǒng)的量子保密通信系統(tǒng)通常依賴(lài)于體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的光學(xué)平臺(tái),成本高昂且難以大規(guī)模部署,成為制約其走向廣泛應(yīng)用的瓶頸。
針對(duì)這一挑戰(zhàn),廣西大學(xué)團(tuán)隊(duì)聚焦于系統(tǒng)的芯片化與集成化。他們攻克了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),成功將量子光源、調(diào)制、探測(cè)等核心功能單元,以微型化、低功耗的方式集成到芯片尺度的光量子器件中。與傳統(tǒng)的分立元件系統(tǒng)相比,芯片化器件不僅顯著縮小了體積、降低了功耗和成本,還大幅提升了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性,更易于進(jìn)行批量制造與系統(tǒng)集成。
此次研發(fā)的不僅是核心芯片化器件,更是一套完整的演示驗(yàn)證系統(tǒng)。該系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下,成功實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定、高效的量子密鑰分發(fā)。測(cè)試結(jié)果表明,其密鑰生成率、誤碼率等關(guān)鍵性能指標(biāo)均達(dá)到先進(jìn)水平,充分驗(yàn)證了芯片化方案的可行性與優(yōu)越性。
該成果的取得,得益于團(tuán)隊(duì)在集成光子學(xué)、量子光學(xué)以及精密電子學(xué)等領(lǐng)域的長(zhǎng)期積累與交叉創(chuàng)新。它將復(fù)雜的量子光學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置“濃縮”于方寸芯片之上,是量子技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向工程化、實(shí)用化的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
這種芯片化的量子保密通信器件與系統(tǒng),有望像今天的經(jīng)典通信芯片一樣,被嵌入到各種通信設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中。這將極大地推動(dòng)量子保密通信技術(shù)在數(shù)據(jù)中心安全互聯(lián)、政務(wù)專(zhuān)網(wǎng)、金融交易等對(duì)安全性要求極高的場(chǎng)景中率先落地應(yīng)用,并為最終實(shí)現(xiàn)覆蓋廣域、服務(wù)大眾的量子互聯(lián)網(wǎng)奠定堅(jiān)實(shí)的硬件基礎(chǔ)。
廣西大學(xué)團(tuán)隊(duì)的這一突破性進(jìn)展,是我國(guó)科研機(jī)構(gòu)在量子科技前沿領(lǐng)域堅(jiān)持自主創(chuàng)新、攻克關(guān)鍵核心技術(shù)的又一例證,對(duì)于提升我國(guó)在量子信息領(lǐng)域的科技競(jìng)爭(zhēng)力和產(chǎn)業(yè)主動(dòng)權(quán)具有重要意義。