中国量子科技领域第一人！中国科学技术大学潘建伟院士，最新Nature Photonics！

量子密钥分发（QKD）是实现信息论安全通信的关键技术，但传统网络依赖可信中继节点，存在安全风险。双场量子密钥分发（TF-QKD）虽能实现免信任节点的长距离通信，但对发射端激光的线宽、相位稳定性和调制器性能要求极高，传统体光学系统难以大规模部署。本研究由潘建伟和徐飞虎团队在Nature Photonics发表，旨在通过集成光子学解决上述挑战。研究开发了一种混合集成光子发射机，将Si₃N₄高Q微环压窄线宽的激光器与薄膜铌酸锂（TFLN）高速调制器集成，实现了窄线宽（约100 Hz）和高速调制（25 GHz）。同时，提出了可扩展的量子spine-leaf网络架构，兼顾了星型接入的资源效率和网状互联的全连接能力。实验成功构建了四用户量子通信网络，覆盖本地40公里、城际403公里及超低损耗540公里光纤链路，在540公里链路上实现了9.38 × 10⁻⁹ bit per pulse的密钥率，约为无中继秘密密钥容量的9倍。结论表明，光子集成化、长距离TF-QKD与层级化网络拓扑相结合，为量子通信的大规模部署提供了切实可行的路径。