任紅雨

量子物理學(xué)世界級大師問道：“你的夢想是什么？”

他的答案脫口而出：“我要在中國建一個世界一流的量子物理實驗室?！?/p>

年前12月18日，慶祝改革開放40周年大會上，宣讀了獲得改革先鋒稱號人員名單。其中，“量子信息研究的創(chuàng)新者”潘建偉在列。他的頭銜包括中科院院士、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)常務(wù)副校長，中國科學(xué)院量子信息與量子科技前沿卓越創(chuàng)新中心主任。

自上世紀90年代以來，量子信息科學(xué)迅猛發(fā)展，量子通信、量子計算和量子精密測量等量子信息技術(shù)可以在確保信息安全、提高運算速度、提升測量精度等方面突破經(jīng)典信息技術(shù)的瓶頸，為保障國家安全和支撐國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展提供核心戰(zhàn)略力量。

依托中國發(fā)射的“墨子號”量子科學(xué)實驗衛(wèi)星，潘建偉團隊在2017年實現(xiàn)多項世界領(lǐng)先的量子通信技術(shù)突破，包括在國際上首次成功實現(xiàn)從衛(wèi)星到地面的量子密鑰分發(fā)和從地面到衛(wèi)星的量子隱形傳態(tài)，連通北京和維也納的量子保密視頻通話標志著世界首次洲際量子通信成功實現(xiàn)。

潘建偉曾表示：“世界各國都在做量子通信的發(fā)展規(guī)劃，中國在國際量子通信領(lǐng)域之所以能處于領(lǐng)導(dǎo)者的地位，是因為10年前，我們就選擇了從基礎(chǔ)研究起步的艱難道路，掌握了核心技術(shù)，現(xiàn)在到了產(chǎn)業(yè)化階段就不太會遇上‘卡脖子’的問題了?！?/p>

1996年，潘建偉在奧地利維也納大學(xué)第一次見到導(dǎo)師塞林格教授。這位量子物理學(xué)世界級大師問道：“你的夢想是什么？”他的答案脫口而出：“我要在中國建一個世界一流的量子物理實驗室。”

現(xiàn)在，他正在向這個方向努力。

回國后，潘建偉在母校中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)組建了量子實驗室。他的團隊取得了首次實現(xiàn)光子比特與原子比特間的隱形傳態(tài)，首次實現(xiàn)具有存儲和讀出功能的量子中繼器，將單次激發(fā)量子存儲時間提高了兩個數(shù)量級，實現(xiàn)了對糾纏光子的量子存儲等成果。合肥的量子通信城域試驗網(wǎng)也成為全球首個擁有規(guī)?；孔油ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)的城市。

在潘建偉的“量子版圖”里，堅固的“地基”就是中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的量子實驗室。這是一切產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的理論基礎(chǔ)。盡管中國開始研究量子信息學(xué)的時間晚于歐洲，還是涌現(xiàn)出潘建偉、郭光燦和段路明等一批優(yōu)秀的科學(xué)家，目前，這一隊伍還在不斷壯大。

而中國科技大學(xué)在中國量子通信產(chǎn)業(yè)中有舉足輕重的地位。

最典型的是科大國盾，科大控股是其主要股東。此外，問天量子等也都是中科大下屬的產(chǎn)業(yè)。同樣值得關(guān)注的一家公司是九州量子，盡管中科大和潘建偉個人并沒有持股，但在九州量子成立合資公司期間，中科大做了很多工作幫助他們建立起整個網(wǎng)絡(luò)。通過將產(chǎn)、學(xué)、研真正實現(xiàn)一體化，中國正在加快步伐構(gòu)建整個產(chǎn)業(yè)鏈，打通上下游。按照潘建偉的設(shè)想，未來10～20年，將通過多顆量子衛(wèi)星和包括“京滬干線”在內(nèi)的地面光纖網(wǎng)，構(gòu)建一個天地一體的全球化量子通信網(wǎng)絡(luò)，這張網(wǎng)也將成為信息安全免受外界攻擊的最強保障。

據(jù)潘建偉團隊介紹，即將建成的“京滬干線”就是為了保證量子密鑰的傳輸安全。而星地量子通信則是依靠量子衛(wèi)星。據(jù)潘建偉介紹，他的團隊已經(jīng)通過實驗驗證了微弱量子態(tài)在穿越大氣層后是有可能保持的，而且每秒可傳輸1萬個量子密鑰。但1萬個是遠遠不夠的，因此未來還將發(fā)射多顆量子衛(wèi)星，形成“星群”。量子技術(shù)泰斗級人物、日內(nèi)瓦大學(xué)量子科學(xué)家Gisin教授評價：“這對一個國家在電信、核能、航空、金融、國防等關(guān)鍵戰(zhàn)略性領(lǐng)域的影響是重大的。”

記者獲悉，中國科學(xué)院已確定計劃，將在“墨子號”量子科學(xué)實驗衛(wèi)星的基礎(chǔ)上，繼續(xù)研制3至5顆低軌量子通信衛(wèi)星，以實現(xiàn)量子密鑰分發(fā)的實用化，同時還將著手開展中高軌量子通信衛(wèi)星的研制。

值得一提的是，作為“墨子號”衛(wèi)星的首席科學(xué)家，潘建偉表示中國將保持開放心態(tài)，積極參與國際合作。他介紹，2017年以來，中科大與中科院上海技術(shù)物理所等組成的科研團隊，與奧地利科學(xué)院安東-塞林格研究組合作，利用“墨子號”在中國和奧地利之間實現(xiàn)了長達7600公里的洲際量子密鑰分發(fā)，并利用共享密鑰實現(xiàn)加密數(shù)據(jù)傳輸和視頻通信。中國正在籌建的國家實驗室涉及合肥、上海和北京等地，僅合肥量子信息實驗室占地就將達554畝，如此規(guī)模在全球都比較罕見。這也是繼“墨子號”量子衛(wèi)星、量子通信“京滬干線”之后，中國在量子科學(xué)領(lǐng)域的又一次大手筆投入。據(jù)透露，目前該項目已經(jīng)獲得安徽省和上海市政府各10億元左右的配套啟動資金，而國家長期投入將達到千億元人民幣。

◎ 來源|第一財經(jīng)