国内首款量子编解码和调制解调芯片研制成功

  据北京亦庄官方公众号消息，近日，北京亦庄企业国光量子成功研制出国内首款量子编解码和调制解调芯片，标志着我国再次突破量子关键技术，量子产业高质量发展再迎新机遇。

  据介绍，量子编解码和调制解调技术作为量子领域的关键技术，在量子通信、量子计算等方面具备极其重大作用。传统的量子编解码和调制解调设备是一个用调相器、调幅器、环形器、起偏器、法拉第镜、参量转换晶体等多种分立器械进行搭建组成的较大体积的模块装置。由于搭建的精度要达到微米级别，又要依赖于纯手工工艺，该装置对搭建人员的要求极高，常常要专职的教授或博士生花费一两周的时间手工搭建。手工搭建装置不仅效率低，一致性也不好，极大影响量子产业很多应用的落地发展。

  国光量子成功研制的国内首款量子编解码和调制解调芯片，体积仅有 3cm×4cm×0.2cm，号称“芯片一致性好，稳定性很高，在应用时方便使用、易操作上手”。

  量子编解码和调制解调芯片性能如何，主要有调制精度、衰耗、调制带宽、偏振隔离度、纠缠制备效率等几个要重点关注的关键指标。国光量子自主研发的量子编解码和调制解调芯片，集成了铌酸锂、硅光、铟镓砷和金属氯化物工艺，能轻松实现高精度的相位编码和偏振编码。整个芯片的光衰减在 3dB 之内，偏振隔离度超过 20dB。同时，整个芯片还考虑了无消相干子空间，无论编码之后的偏振量子态怎么改变，在接收端都能把它纠正回来，而且是自发的纠正回来进行解调，整个装置能做到偏振无关或者任意偏振消纳。

  国光量子董事长赵义博表示，这款量子编解码和调制解调芯片将对量子密钥分发、量子计算、量子增强激光雷达等多个细致划分领域产生重要影响。

  以量子密钥分发设备为例，由于用到的量子编解码和调制解调装置体积为 30cm×40cm×4cm，这导致传统的量子密钥分发设备大概有一个电脑服务器大，需架在机架上使用。但若使用量子编解码和调制解调芯片，量子密钥分发设备可做到一部手机的大小，这将大幅缩小量子通信设施的体积，同时大幅度降低产品成本。

  在量子计算方面，通过对量子态的精确调制和解调，量子计算可以在一定程度上完成更高效、更安全的信息处理和传输。量子增强激光雷达的应用原理是将信息编辑在量子态上，通过量子编码解码实现信号的识别和敌我识别，量子编解码和调制解调芯片的应用将极大提高激光雷达的识别精度，接近物理测量的极限精度 —— 真空噪声级别精度。

  注：北京中科国光量子科技有限公司成立于 2021 年 12 月，位于北京经济技术开发区信创园，由多位中科大博士创办，拥有量子通信、量子增强雷达、粒子阱、光量子计算等量子相关行业领域多个核心技术。国光量子主要是做光量子芯片的研发及应用，并基于光量子芯片打造各种量子安全、量子增强雷达、国产高端仪器等系列产品。

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