Echipa lui Pan Jianwei (USTC) demonstrează o rețea cuantică pe cip bazată pe TF‑QKD - Transmisie pe fibră de 540 km și cheie sigură de 2,93 bps, peste limita fără releu

Cercetătorii chinezi au demonstrat distribuția de chei cuantice pe 540 km de fibră, cu emițător „pe cip”. Potrivit IT之家 , echipa condusă de Pan Jianwei (Laboratorul Național din Hefei și Universitatea de Știință și Tehnologie din China), împreună cu parteneri din mai multe universități, a realizat o rețea de comunicații cuantice „chipizată” bazată pe protocolul TF‑QKD (distribuție de chei cuantice cu „dublu câmp”), cu rezultate publicate online pe 19 iunie 2026 în Nature Photonics . Miza practică a rezultatului este reducerea complexității și creșterea scalabilității pentru rețele cuantice pe fibră: TF‑QKD este o abordare care poate extinde distanța de transmitere față de QKD (distribuția de chei cuantice) tradițională, dar este dificil de implementat în rețea deoarece cere interferență la nivel de foton între două lasere independente aflate la distanță, iar abaterile mici de frecvență și fluctuațiile din fibră pot degrada calitatea interferenței. Ce au făcut diferit: emițător hibrid integrat pe cip Pentru a răspunde acestor constrângeri, echipa a dezvoltat un emițător integrat hibrid pentru TF‑QKD, compus din două părți: un cip laser cu „auto‑injecție” blocată (self‑injection locking) bazat pe micro‑rezonator din nitrură de siliciu (Si3N4), cu ieșire de lățime de linie îngustă de 100 Hz; un cip fotonic integrat din niobat de litiu în film subțire (TFLN), care integrează mai multe modulatoare de intensitate, modulatoare de fază și atenuatoare optice variabile. Conform datelor din articol, modulatoarele TFLN au atins o lățime de bandă de modulație de 25 GHz, o tensiune „half‑wave” (Vπ) de 2,6 V și un raport de extincție de 34 dB, parametri care ar satisface cerințele stricte ale TF‑QKD privind coerența sursei și modularea stărilor cuantice. Arhitectura de rețea și rezultatele pe distanțe mari Pe partea de rețea, cercetătorii au propus o structură de tip „leaf‑spine” (frunză‑coloană vertebrală), cu trei niveluri: utilizatori, „leaf” și „spine”. Utilizatorii se conectează prin emițător, iar comutatoarele optice și unitățile de măsurare din straturile „leaf” și „spine” fac rutarea și măsurarea semnalelor cuantice, pentru comutare și conectare flexibilă între utilizatori la nivel metropolitan și interurban. În această arhitectură, echipa a construit o rețea TF‑QKD pe cip cu patru utilizatori, demonstrând conexiuni în configurații diferite pe 40 km și 403 km de fibră. Pasul cu impact direct asupra limitei operaționale a fost însă testul pe 540 km de fibră cu pierderi ultra‑reduse: la o pierdere totală de 91,5 dB, sistemul a obținut o rată de chei sigure de 2,93 bps, despre care autorii spun că depășește de 9 ori „capacitatea cheii fără releu” (fără noduri intermediare de regenerare). Pe baza simulărilor cu parametrii experimentali, echipa mai afirmă că rețeaua ar putea susține, la 50 km de fibră, peste 50 de utilizatori pentru apeluri video de calitate ridicată (rezultat de modelare, nu demonstrație în teren). De ce contează Rezultatul indică faptul că integrarea fotonică „pe cip” poate face TF‑QKD mai ușor de implementat în rețele cuantice pe fibră, prin control mai bun al sursei și al modulației și printr-o arhitectură gândită pentru extindere la mai mulți utilizatori. Rămâne de văzut în ce măsură această abordare poate fi transformată în implementări comerciale sau în infrastructură de comunicații la scară, dincolo de demonstrațiile și simulările raportate. [...]