國內首款量子編解碼和調制解調芯片研制成功，來自國光量子

IT之家 10 月 11 日消息，據北京亦莊官方公眾號消息，近日，北京亦莊企業國光量子成功研制出國內首款量子編解碼和調制解調芯片，標志著我國再次突破量子關鍵技術，量子產業發展再迎新機遇。

據介紹，量子編解碼和調制解調技術作為量子領域的關鍵技術，在量子通信、量子計算等方面具有重要作用。傳統的量子編解碼和調制解調設備是一個用調相器、調幅器、環形器、起偏器、法拉第鏡、參量轉換晶體等多種分立器械進行搭建組成的較大體積的模塊裝置。由于搭建的精度要達到微米級別，又要依賴于純手工工藝，該裝置對搭建人員的要求極高，通常需要專職的教授或博士生花費一兩周的時間手工搭建。手工搭建裝置不僅效率低，一致性也不好，極大影響量子產業很多應用的落地發展。

國光量子成功研制的國內首款量子編解碼和調制解調芯片，體積僅有 3cm×4cm×0.2cm，號稱“芯片一致性好，性能穩定，在應用時方便使用、易操作上手”。

量子編解碼和調制解調芯片性能如何，主要有調制精度、衰耗、調制帶寬、偏振隔離度、糾纏制備效率等幾個需要重點關注的關鍵指標。國光量子自主研發的量子編解碼和調制解調芯片，集成了鈮酸鋰、硅光、銦鎵砷和金屬氯化物工藝，可以實現高精度的相位編碼和偏振編碼。整個芯片的光衰減在 3dB 之內，偏振隔離度超過 20dB。同時，整個芯片還考慮了無消相干子空間，無論編碼之后的偏振量子態怎么改變，在接收端都能把它糾正回來，而且是自發的糾正回來進行解調，整個裝置可以做到偏振無關或者任意偏振消納。

國光量子董事長趙義博表示，這款量子編解碼和調制解調芯片將對量子密鑰分發、量子計算、量子增強激光雷達等多個細分領域產生重要影響。

以量子密鑰分發設備為例，由于用到的量子編解碼和調制解調裝置體積為 30cm×40cm×4cm，這導致傳統的量子密鑰分發設備大概有一個電腦服務器大，需架在機架上使用。但如果使用量子編解碼和調制解調芯片，量子密鑰分發設備可做到一部手機的大小，這將大幅縮小量子通信設備的體積，同時大幅度降低產品成本。

在量子計算方面，通過對量子態的精確調制和解調，量子計算能夠實現更高效、更安全的信息處理和傳輸。量子增強激光雷達的應用原理是將信息編輯在量子態上，通過量子編碼解碼實現信號的識別和敵我識別，量子編解碼和調制解調芯片的應用將極大提高激光雷達的識別精度，接近物理測量的極限精度 —— 真空噪聲級別精度。

IT之家注：北京中科國光量子科技有限公司成立于 2021 年 12 月，位于北京經濟技術開發區信創園，由多位中科大博士創辦，擁有量子通信、量子增強雷達、粒子阱、光量子計算等量子相關行業領域多個核心技術。國光量子主要從事光量子芯片的研發及應用，并基于光量子芯片打造各種量子安全、量子增強雷達、國產高端儀器等系列產品。