2023年2月，上海交通大学量子感知与信息处理研究所曾贵华教授团队联合上海循态量子科技有限公司，首次完成了百公里级片上光源高性能连续变量量子密钥分发实验。该系统基于本地本振连续变量量子密钥分发方案光学架构，集成相干态片上光源，实现了在商用光纤中百公里范围内的安全密钥分发，为小型化量子密码设备的研制和产业化应用奠定了技术基础。该工作发表在国际著名光学期刊《Photonics Research》上。李琅、王涛、李昕航为论文第一作者，曾贵华教授、陆梁军副教授为论文通信作者。

图1 基于片上光源的连续变量量子密钥分发实验系统框图

     在网络信息安全应用中，量子科技越来越发挥重要作用，结合量子科技的密码产品和网络信息安全解决方案越来越受到用户青睐。为了更好地促进量子科技在网络信息安全领域的产业化应用，量子密码设备正朝着小型化、低成本化发展。小型化有助于量子密码设备与现有光通信设备以及现有密码设备实现设备级融合，形成通密一体化产品或量子经典密码一体化产品；低成本化有助于大幅降低单台量子密码设备的成本，促进其在实际商用系统中的应用普及。因此，近年来量子密码设备芯片化受到了各国学者的高度关注和重视。

     本工作针对基于相干态的量子密钥分发设备芯片化问题开展了核心技术突破。首先，研制出了两个片上可调谐光源，这些片上激光器具有高输出功率、宽调谐范围、窄线宽和高边模抑制比等特性；然后，将所研制的芯片激光器应用于相干态量子密钥分发系统，并有效解决了本地本振相干态量子密钥分发系统在光源方面的三个严苛要求：散粒噪声极限探测、非同源激光中心波长粗对齐、系统相对强度噪声抑制；最后，基于所研制的片上光源，完成了相干态量子密钥分发系统的实验验证，输出了安全密钥：在商用光纤中安全传输距离可超过100公里，而在50公里商用光纤中系统安全码率达到了0.75Mbps，可满足大部分应用场景的数据安全传输要求，为进一步产业化推进提供了有效支撑。

     该工作得到了科技部科技创新2030重大专项、上海市市级重大专项、国家自然科学基金重点项目、广东省重点研发计划等的资助。链接：https://opg.optica.org/prj/upcoming_pdf.cfm?id=473328