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国光量子推出国内首款量子编解码和调制解调芯片

东升 国光量子 2024-03-26

无论是量子通信、量子计算还是量子增强雷达,量子态的调制是其根本,我们怎么把0、1或者其它所需要的信息调制在量子态上,而且确保调制的精度足够高,调制后的状态足够稳定,传输过去后解调器能够准确解调,减小误码,减小误差,这就是量子编解码和调制解调所要实现的目标。

 

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、量子计算等方面具有重要作用。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,通常需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。



量子编解码和调制解调芯片性能如何



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,芯片一致性好,性能稳定,在应用时方便使用、易操作上手,无论是对量子产业发展还是量子科学的研究,都将产生极大促进作用。


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需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,可以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,整个装置可以做到偏振无关或者任意偏振消纳。


“高精度”“低衰耗”“抗偏振扰动”……这些关键指标数据,都彰显出国光量子量子编解码和调制解调芯片性能的国际领先水平。



量子编解码和调制解调芯片

可应用在哪些量子应用场景



作为打破量子产业关键技术壁垒的高效能芯片,这款量子编解码和调制解调芯片可应用在哪些量子应用场景?将对量子产业的细分领域带来哪些变革性影响?赵义博坦言,将对量子密钥分发、量子计算、量子增强激光雷达等多个细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。但如果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备的体积,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,量子计算能够实现更高效编解码和信息处理。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。


作为一家专注于光量子芯片的高科技企业,国光量子凭借其卓越的技术实力和创新能力,引领了多个重磅级量子科技产品的创新和攻关。今年5 月成功自主研发的第一代芯片产品——全球首款真空噪声量子随机数芯片正式推向市场,标志着中国的量子随机数芯片化正式成功。


“日前,《北京市促进未来产业创新发展实施方案》和北京亦庄未来产业空间发展蓝图的发布,为包括量子产业在内的未来产业带来了振奋人心的政策利好。接下来,国光量子也希望在北京亦庄这片创新沃土上汲取养分,实现更多核心技术的创新突破,不断推动着量子科技的发展和应用。”


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