北京量子信息科学研究院袁之良团队刷新片上光源纠缠交换速率纪录

　　原标题：我院袁之良团队刷新片上光源纠缠交换速率纪录，推动量子网络实用化
　　近日，北京量子信息科学研究院（以下简称“量子院”）光量子通信与器件团队实现了基于硅基光子芯片的高速纠缠交换，创下最高207次/小时的交换速率纪录，同时纠缠可见度稳定在90%以上。这一突破将现有技术水平大幅提升，为构建实用化量子互联网奠定了关键技术基础。2025年12月5日，相关成果以“独立片上光源间的高速率跨信道纠缠交换”（High-Rate Cross-Channel Entanglement Swapping Between Independent On-Chip Sources）为题，在线发表于《先进科学》（Advanced Science）。
　　量子纠缠是量子通信的核心资源，但远距离节点间建立纠缠连接一直是巨大挑战。1993年提出的"纠缠交换"协议通过在中间节点对光子进行联合测量，可将纠缠"传送"到从未直接交互的远程节点，相当于量子世界的"搭桥术"。然而实验实现困难重重：早期方案依赖共源激光，难以满足真实网络的独立性要求；传统块状晶体或光纤系统体积庞大、稳定性差；近年来兴起的集成光子芯片虽具优势，但微环谐振器对温度极度敏感，且强光束缚特性限制了光子同时性，严重制约交换速率。
　　针对这些瓶颈，研究团队开发出低损耗绝缘体上硅（SOI）螺旋波导芯片。该芯片采用450×220纳米波导结构，通过优化工艺将总损耗控制在7.5dB，显著优于国际同类产品。团队创新性地提出"跨通道架构"：三个独立光子源由频率偏移50GHz的2.5GHz高速脉冲激光泵浦动态切换输出信道，使网络灵活配置用户配对。
　　实验测得的关键指标全面领先。在13~16毫瓦泵浦功率下，每对光源产生约100kHz合计数率。四重符合计数率达1.46Hz，Hong-Ou-Mandel干涉可见度高达95.7%，交换后远程光子的纠缠可见度达90.4%，充分验证了纠缠质量。
　　未来通过优化滤波方案和降低损耗，交换速率有望进一步提升至实用化水平，为城际量子网络部署奠定基础。这种兼顾高码率、高保真度和动态可重构性的芯片方案，标志着量子技术从实验室走向实用化的重要一步，对量子密钥分发、分布式量子计算等应用具有深远影响。
　　该论文的第一作者为量子院实习生王浩洋（北京邮电大学博士生），通讯作者为量子院副研究员曾强和首席科学家袁之良。文章的合作者还包括量子院袁慧宏助理研究员、周来副研究员，以及北京邮电大学马海强教授。该工作获得了科技创新2030国家科技重大专项、国家自然科学基金和北京市自然科学基金等的支持。