近日，北京量子信息科学研究院（以下简称“量子院”）首席科学家袁之良领衔的光量子通信与器件团队，联合清华大学黄翊东团队、中山大学蔡鑫伦团队，在薄膜铌酸锂基光子集成平台取得重要进展，成功构建高速片上集成量子密钥分发系统，在25公里传输距离下，达到了11 Mbps 的安全成码率。 2025年4月9日，相关研究成果以《Integrated lithium niobate photonics for high - speed quantum key distribution》为题在线发表于《Optica Quantum》杂志。

近年来，量子密钥分发领域在协议创新、传输距离拓展、密钥生成速率提升以及实地测试等方面成果丰硕。然而，硬件的复杂性、庞大体积和高昂成本，依旧制约着量子密钥分发的实际应用与大规模推广。光子集成技术的出现为解决这些难题带来希望，它不仅能实现相关设备的大规模生产，还可与现有的经典电信基础设施相融合。

薄膜铌酸锂（TFLN）作为下一代电光集成器件的新兴平台，凭借传播损耗低、调制带宽高、外形尺寸紧凑等综合优势，在高性能、小型化应用场景中极具潜力。其高效的电光效应可降低调制电压，减少系统功耗，还便于集成强度调制器、偏振旋转器和延迟线等关键分立光学组件。尽管如此，针对量子密钥分发定制的集成光子芯片仍有待深入探索。

研究团队基于薄膜铌酸锂片上光子集成平台，精心设计出双偏振时间相位编解码全集成量子密钥分发系统。该系统集高速双偏振、时间-相位编码和解码功能于一体。级联马赫 - 曾德尔调制器的创新设计，有效抑制了码型效应。值得一提的是，发射器和接收器所采用的 TFLN 芯片架构相似，为打造同质收发器奠定了基础。此项成果为基于铌酸锂集成平台的高速、小型化量子密钥分发（QKD）系统的发展开辟了新路径，标志着我国在量子通信集成化领域迈入国际领先行列。

该工作第一作者为量子院/清华大学博士生林志昊，通讯作者为量子院助理研究员高远飞。其他重要合作者还包括量子院副研究员周来、助理研究员袁慧宏，中山大学微电子学院博士后朱运涛、副教授林忠劲，以及清华大学电子工程系教授张巍等。该研究工作得到了国家自然科学基金和北京市自然科学基金等项目的支持。