北京王剑威“双喜临门”科技大满贯

2月11日，在最新一期的顶刊Nature上，北京大学王剑威与常林、郑赟（一作兼共同通讯）合作，作为共同通讯作者报道了基于集成光量子芯片的大规模量子通信网络。当前量子密钥分发（QKD）在构建具有众多客户端、跨越长距离的大规模QKD网络方面，仍面临重大挑战。尽管量子中继器仍然存在实际困难，但现有的可信节点网络、点对多点网络和波分复用纠缠网络也面临着依赖可信中介或距离受限等问题。双场量子密钥分发（TF-QKD）提供了一种引人注目的架构，可以在克服这些问题的同时延长通信距离。虽然长距离点对点TF-QKD已经实现，但实现大规模网络需要可扩展的量子器件。

在此，该研究报道了一种具有卓越可扩展性和可靠性的集成光量子芯片TF-QKD网络原理验证演示。该网络包括20个独立的用户端QKD发射芯片和1个服务器端光学微梳芯片。微梳产生一系列具有赫兹级线宽的超低噪声相干频率梳，作为所有客户端芯片的种子光和参考光。每个用户芯片再生与微梳锁相的超低噪声光并准备量子密钥。

研究通过十个波分复用通道在20个用户端芯片之间顺序实现成对QKD，每个通道在370公里盘绕光纤中均超越了无中继界限，实现了3700公里的网络能力（客户端对数×通信距离）。研究进一步展示了服务器端微梳芯片和用户端QKD发射芯片的晶圆级可重复性，共同建立了系统级可扩展性。

总之，该研究在国际上首次实现了基于QKD芯片（集成光量子芯片）的量子网络，并将集成光量子芯片的批量制造性、成本效益和高可扩展性与长距离量子通信相结合，为构建大规模量子网络提供了一条可行路径。据了解该研究于2024年10月投稿，2026年1月文章被正式接受，如今正式发表。

本文第一单位为北京大学，郑赟、王涵与、贾新宇、黄佳辉和袁慧宏为文章共同第一作者，最后通讯作者为王剑威。值得一提的是，本文也是王剑威在集成光量子芯片研究上取得的又一突破。去年他与合作者就在Nature上报道了基于集成光量子频率梳芯片的连续变量多体量子纠缠，首次实现了集成光量子芯片的多比特连续变量量子纠缠，详见：曾以助理教授身份获国家“杰青”的北大王剑威，近日十天内连发Nature和Nature Photonics

在Nature文章发表的第2天，2026年度陈嘉庚科学奖和陈嘉庚青年科学奖的评选结果正式揭晓。在青年科学奖的获奖名单上，北京大学的王剑威赫然在列，他本次因“集成光量子信息芯片”的成果获陈嘉庚青年科学奖的信息技术科学奖；他也是本次该领域的两位获奖人之一。

2010年，为了激励更多的青年科技工作者献身科技事业，陈嘉庚科学奖基金会新设立了陈嘉庚青年科学奖。该奖主要表彰在中国独立做出重要原创性科学技术成果的青年科技人才（年龄在40周岁以下，2012年首次颁发）。该奖目前共设六个奖项：数理科学奖、化学科学奖、生命科学奖、地球科学奖、信息技术科学奖和技术科学奖，每两年评选一次，每个奖项每次评选两人。如无符合标准的人选，可以缺项。该奖以往的获奖人，目前大多数已成为领域内的杰出科学家，数位还成功当选为了中国科学院的院士，应该说认可度还是挺高的。

最后我们再来简单介绍下，两天内接连“发顶刊，拿大奖”的王剑威。他生于1986年，高中毕业于诞生了多位优秀学者的金华一中；他在浙江大学先后取得学士和硕士学位。2011年他前往英国布里斯托大学读博（全额奖学金），2016年顺利取得博士学位后，他继续在该校量子光学中心进行博士后研究，2018年他通过“海外高层次人才计划”回国加入北京大学至今，目前为该校物理学院教授。

王剑威主要致力于集成量子光学，光量子芯片物理、技术与应用等的研究；他也是国际上最早开展集成光学、量子物理、量子信息科学的多学科交叉研究的学者之一。他在相关领域取得了一系列杰出成果，他曾获饶毓泰基础光学奖、杨振宁奖（C.N. Yang Award）、王大珩光学奖中青年科技人员奖、国家“杰青”、北京市中关村杰出青年奖和首届“腾冲青年科学家奖”等荣誉。值得一提的是，王剑威2023年荣获国家杰出青年科学基金项目时，在北京大学的职称还只是助理教授；而在2024年8月，他直接从助理教授“破格”直接晋升为了教授。而以“助理教授”身份收获国家“杰青”，这在国内也是相当罕见的。