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【科创争先锋】协同创新让中国量子领跑世界

图说:中国科学院院士,现任中国科学技术大学常务副校长、教授,中国科学技术大学上海研究院量子工程中心主任潘建伟

6月16日,中国科学技术大学对外宣布,利用去年发射成功的国际上首颗量子科学实验卫星“墨子号”,成功实现了国际上首次千公里级的星地双向量子纠缠分发,实现了空间尺度下严格满足“爱因斯坦定域性条件”的量子力学非定域性检验。这一重大突破被国际最顶尖的权威学术期刊《科学》以封面论文形式发表。如果时光倒流十多年,这一切听上去犹如天方夜谭。

起步晚,步伐快,抢占制高点!仅仅十多年间,中国在在量子通信领域,已领先于欧洲和美国,成为这一世界前沿领域的“领头羊”。这一切举世瞩目的进步背后,离不开一个人的努力与付出—中国科学院院士,现任中国科学技术大学常务副校长、教授,中国科学技术大学上海研究院量子工程中心主任潘建伟。    

去年8月,“墨子号”量子卫星升空,中国为世界量子科学研究搭建了一座最大的实验室。这意味着中国科学家率先向星地量子通信发起挑战,更意味着中国有可能领先欧美获得全球化量子通信的能力。谈起来之不易的“领跑”,潘建伟坦言,这与其他的科学故事并无二致,过程从没有一帆风顺,结果更不可能“一蹴而就”。

在真正得到“造卫星”的批准和资金支持前,潘建伟已经带领团队默默准备了十年。早在2003年,刚刚回国没多久的潘建伟,在中国科学院的支持下已经有了一定的技术积累,开始着手进行星地量子通信研究等更有雄心的计划。而之前一直工作在国际一流物理实验室的他发现,要在建立一个世界一流的量子实验室,这需要量子光学、电子学、冷原子技术等等各个方面的人才,而自己“只懂三分之一的知识”。

因此,潘建伟在中国科学院以及地方政府的协调下,与中科院上海技术物理研究所、微小卫星工程中心、上海光学精密机械研究所、光电技术研究所等等单位合作,自己也国内国外两边跑,做起了知识的“搬运工”。同时,他还委派学生陆朝阳、陈宇翱等人去国际一流大学的实验室学习前沿技术,终于在光的产生、操作、存储、传输、探测各个方面都“有人可用”。

在这期间,潘建伟及其团队一步一个脚印,从奠基性实验做起,先后实现了使纠缠光子穿透大气层,克服大气抖动,百公里自由空间量子纠缠分发及量子隐形传态等等国际领先的重要成果,到2013年,完成了星地量子通信的全方位地基验证,证实了在卫星各种运动姿态下进行星地量子通信的可行性。

回忆起研发过程中“最困难”,潘建伟坦言,“技术上的困难,总能克服,协同创新不容易。”中国量子科技的快速发展,不是一个人或者一个团队能做到的,需要各个团队,各种专家的协同创新。为此,中科大上海研究院落户浦东,潘建伟也将卫星量子通信的“研究前线”建在了上海。正是因为有了中国科学院,上海地方政府以及各方相关部门的通力合作,让中国仅用了十多年的时间,就站在了星地量子通信领域的世界最前列。

终于“领跑”世界之后,对中国未来的量子研究,有何规划?他反复强调,科学研究除了探索基础前沿的问题,还应当力求技术层面上的创新,要做对国家、对人民真正有用的东西。并且,在应用技术的研究过程中,往往会带来基础研究的新突破。就如同“墨子号”一样,随着技术的发展,除了可以利用卫星来实现远距离的量子保密通信,更好地服务于国家信息安全外,“墨子号”也为探索量子纠缠提供了全新的平台。这对于学习理论物理出身的潘建伟来说,无疑也是加深对量子纠缠问题乃至整个量子力学体系理解的一大契机。

实习生 杜晟尧  新民晚报记者 马亚宁

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