中國在量子領(lǐng)域不斷崛起,從十幾年前并不起眼的角色發(fā)展為現(xiàn)在的世界勁旅。
2016年,對于全國青聯(lián)副主席、中科院院士潘建偉來說,無疑收獲頗豐。
1月8日,國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會在北京舉行,中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習(xí)近平為潘建偉頒發(fā)了國家自然科學(xué)獎一等獎證書。作為獲獎項目“多光子糾纏及干涉度量”的第一完成人,潘建偉院士代表全體獲獎人員在大會上發(fā)言。
8月16日1時40分,我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長征二號丁運載火箭成功將世界首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星發(fā)射升空。此次發(fā)射任務(wù)的圓滿成功,標志著我國空間科學(xué)研究又邁出重要一步。
作為量子科學(xué)實驗衛(wèi)星的首席科學(xué)家,潘建偉表示量子衛(wèi)星的科學(xué)目標是借助衛(wèi)星平臺,進行星地高速量子密鑰分發(fā)實驗,并在此基礎(chǔ)上進行廣域量子密鑰網(wǎng)絡(luò)實驗,以期在空間量子通信實用化方面取得重大突破;在空間尺度進行量子糾纏分發(fā)和量子隱形傳態(tài)實驗,開展空間尺度量子力學(xué)完備性檢驗的實驗研究。
可以說,中國自主研發(fā)的量子衛(wèi)星突破了一系列高新技術(shù),包括同時瞄準兩個地面站的高精度星地光路對準、星地偏振態(tài)保持與基矢校正、星載量子糾纏源等工程級關(guān)鍵技術(shù)等,衛(wèi)星設(shè)計壽命為兩年。量子衛(wèi)星的成功發(fā)射和在軌運行,將有助于我國在量子通信技術(shù)實用化整體水平上保持和擴大國際領(lǐng)先地位,實現(xiàn)國家信息安全和信息技術(shù)水平跨越式提升,有望推動我國科學(xué)家在量子科學(xué)前沿領(lǐng)域取得重大突破,對于推動我國空間科學(xué)衛(wèi)星系列可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。
早在2001年,潘建偉就建立了中國第一個光量子操縱實驗室;2003年,他提出了量子衛(wèi)星計劃。那時的他才30歲出頭。潘建偉小組的成員陳宇翱說:“他幾乎單槍匹馬地把這個項目推進下去,并使中國在量子領(lǐng)域有了立足之地?!?/p>
2009年,潘建偉將“星際旅行”帶到了中國長城。他和他的中國科大物理學(xué)家團隊從位于北京北部丘陵的長城附近的實驗點,將激光瞄準了16公里之外的屋頂上的探測器,然后利用激光光子的量子特性將信息“瞬移”過去。
這個距離刷新了當(dāng)時量子隱形傳態(tài)的世界紀錄,他們朝著團隊的終極目標——將光子信息隱形傳送到衛(wèi)星上——邁進了重要的一步。
如果這一目標實現(xiàn),將會建立起“量子互聯(lián)網(wǎng)”的第一個鏈接,這個網(wǎng)絡(luò)將是運用亞原子尺度物理規(guī)律創(chuàng)建的一個超級安全的全球通信網(wǎng)絡(luò)。這也證實了中國在量子領(lǐng)域的不斷崛起,從十幾年前并不起眼的角色發(fā)展為現(xiàn)在的世界勁旅。
就這樣,2016年,中國領(lǐng)先歐洲和北美,發(fā)射了這顆致力于量子科學(xué)實驗的衛(wèi)星。這也為物理學(xué)家提供一個測試量子理論基礎(chǔ),以及探索如何融合量子理論與廣義相對論(愛因斯坦關(guān)于空間、時間和引力所提出的截然不同的理論)的全新平臺。
Zeilinger曾是潘建偉的博士生導(dǎo)師;之后的七年,二人在遠距離量子隱形傳態(tài)研究的賽跑中棋逢對手;此后他們又建立了合作關(guān)系。衛(wèi)星發(fā)射成功之后,兩位物理學(xué)家將創(chuàng)建第一個洲際量子加密網(wǎng)絡(luò),通過衛(wèi)星連接亞洲和歐洲。
隨著命名為“墨子號”的量子科學(xué)實驗衛(wèi)星開啟星際之旅,它承載著率先探索星地量子通信可能性的使命,并將首次在空間尺度驗證量子理論的真實性。
“什么是我的夢想?我說,夢想不是你想要得到什么,而是你發(fā)現(xiàn)一個很美妙的事情,你想去做?!迸私▊ピ?jīng)說,“我的夢想就是沿著這條路走下去,盡力把量子信息做到極致?!?