全球量子通信技术加速发展的背景下，设备小型化与网络规模化仍是制约行业落地的关键难题；传统量子密钥分发系统长期受限于用户容量、传输距离和设备体积，现有方案多依赖分立光学器件搭建，通常只能实现两用户点对点通信。这不仅带来较高的运维成本，也难以满足未来量子互联网的组网需求。针对这个难题，北京大学王剑威教授团队提出“芯片化集成”方案。经过六年攻关，团队在双场量子密钥分发（TF-QKD）技术基础上实现三项核心突破：一是研制光学微腔光频梳光源芯片，噪声抑制能力较传统光源提升两个数量级，为全网提供接近“原子钟”级的精密同步基准；二是开发多功能集成的用户端密钥发送芯片，将激光调制、编解码等十余项功能集成到指甲盖大小的硅基芯片上；三是提出分布式相位补偿算法，解决多节点间纳米级精度相位锁定的关键问题。基于上述进展，团队构建了名为“未名量子芯网”的新型网络架构。实测结果显示，该系统可支持20个终端同时建立保密通信链路，单跳传输距离达370公里，并可通过级联组网扩展至3700公里覆盖范围。有一点是，核心芯片均采用标准半导体工艺制备，单批次晶圆良率超过90%，为后续低成本量产提供了工艺基础。业内专家认为，该成果具有三上意义：在技术上首次验证了集成光量子芯片支持大规模组网的可行性；在产业上提升了我国在高端量子器件领域的自主能力；在应用上为建设国家级量子保密通信骨干网提供了新的实现路径。《自然》期刊审稿人评价称：“这项工作展现了出色的系统集成能力，其芯片化路线可能改变量子通信技术的发展方向。”据项目负责人介绍，团队已启动第二代系统研发，重点推进芯片性能提升与网络协议标准化；同时，涉及的技术正与国内主要通信设备商开展联合测试，预计三年内可实现小规模商用部署。
从点对点走向可并行的多用户网络，从分立器件走向晶圆级芯片制造，量子通信的规模化迈出了关键一步。面向数字化时代的安全需求，技术突破只是开端，更重要的是工程化、标准化以及可持续应用能力的建立。以芯片化为牵引，把“可验证的原理”转化为“可部署的系统”，将影响量子信息技术能否在更大范围内形成可靠支撑，也将为我国在信息安全与新型网络体系的竞争中争取更有利的位置。