據介紹，量子編解碼和調制解調技術(shù)作為量子領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，在量子通信、量子計算等方面具有重要作用。傳統的量子編解碼和調制解調設備是一個(gè)用調相器、調幅器、環(huán)形器、起偏器、法拉第鏡、參量轉換晶體等多種分立器械進(jìn)行搭建組成的較大體積的模塊裝置。由于搭建的精度要達到微米級別，又要依賴(lài)于純手工工藝，該裝置對搭建人員的要求極高，通常需要專(zhuān)職的教授或博士生花費一兩周的時(shí)間手工搭建。手工搭建裝置不僅效率低，一致性也不好，極大影響量子產(chǎn)業(yè)很多應用的落地發(fā)展。
國光量子成功研制的國內首款量子編解碼和調制解調芯片，體積僅有 3cm×4cm×0.2cm，號稱(chēng)“芯片一致性好，性能穩定，在應用時(shí)方便使用、易操作上手”。
量子編解碼和調制解調芯片性能如何，主要有調制精度、衰耗、調制帶寬、偏振隔離度、糾纏制備效率等幾個(gè)需要重點(diǎn)關(guān)注的關(guān)鍵指標。國光量子自主研發(fā)的量子編解碼和調制解調芯片，集成了鈮酸鋰、硅光、銦鎵砷和金屬氯化物工藝，可以實(shí)現高精度的相位編碼和偏振編碼。整個(gè)芯片的光衰減在 3dB 之內，偏振隔離度超過(guò) 20dB。同時(shí)，整個(gè)芯片還考慮了無(wú)消相干子空間，無(wú)論編碼之后的偏振量子態(tài)怎么改變，在接收端都能把它糾正回來(lái)，而且是自發(fā)的糾正回來(lái)進(jìn)行解調，整個(gè)裝置可以做到偏振無(wú)關(guān)或者任意偏振消納。
國光量子董事長(cháng)趙義博表示，這款量子編解碼和調制解調芯片將對量子密鑰分發(fā)、量子計算、量子增強激光雷達等多個(gè)細分領(lǐng)域產(chǎn)生重要影響。
以量子密鑰分發(fā)設備為例，由于用到的量子編解碼和調制解調裝置體積為 30cm×40cm×4cm，這導致傳統的量子密鑰分發(fā)設備大概有一個(gè)電腦服務(wù)器大，需架在機架上使用。但如果使用量子編解碼和調制解調芯片，量子密鑰分發(fā)設備可做到一部手機的大小，這將大幅縮小量子通信設備的體積，同時(shí)大幅度降低產(chǎn)品成本。
在量子計算方面，通過(guò)對量子態(tài)的精確調制和解調，量子計算能夠實(shí)現更高效、更安全的信息處理和傳輸。量子增強激光雷達的應用原理是將信息編輯在量子態(tài)上，通過(guò)量子編碼解碼實(shí)現信號的識別和敵我識別，量子編解碼和調制解調芯片的應用將極大提高激光雷達的識別精度，接近物理測量的極限精度 —— 真空噪聲級別精度。
注：北京中科國光量子科技有限公司成立于 2021 年 12 月，位于北京經(jīng)濟技術(shù)開(kāi)發(fā)區信創(chuàng )園，由多位中科大博士創(chuàng )辦，擁有量子通信、量子增強雷達、粒子阱、光量子計算等量子相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域多個(gè)核心技術(shù)。國光量子主要從事光量子芯片的研發(fā)及應用，并基于光量子芯片打造各種量子安全、量子增強雷達、國產(chǎn)高端儀器等系列產(chǎn)品。
