潘建偉 中國領(lǐng)跑量子通信

梁偉

在全球的量子通信競賽中，中國雖然并不是起步最早的，但是在中國科學(xué)院院士潘建偉等眾多科研人員的不懈努力下，中國在量子通信領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)“彎道超車”，并成為首個(gè)將量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星送入太空的國家。

2016年8月16日凌晨，被命名為“墨子號(hào)”的量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)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(yàn)證量子理論的真實(shí)性。

早在1997年，還是博士研究生的潘建偉以第二作者身份發(fā)表了題為《實(shí)驗(yàn)量子隱形傳態(tài)》的論文，被公認(rèn)為量子信息實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域的開山之作。

從那一年開始，潘建偉每年都利用假期回到中國科大講學(xué)，通過各種渠道和國內(nèi)的前輩們一起為我國在量子信息領(lǐng)域的發(fā)展提出建議，并帶動(dòng)一批研究人員進(jìn)入這一領(lǐng)域，希望祖國能很快跟上這個(gè)新興科技領(lǐng)域的發(fā)展步伐。

2001年，潘建偉回到中國科大，在中科院、國家自然科學(xué)基金委和科技部等主管部門的經(jīng)費(fèi)支持下，開始籌建實(shí)驗(yàn)室，組建研究團(tuán)隊(duì)。2004年，潘建偉研究組在國際上首次實(shí)現(xiàn)五光子糾纏和終端開放的量子態(tài)隱形傳輸。《自然》雜志發(fā)表了這一成果，并稱贊他們“完成了一次壯舉”。該成果同時(shí)入選歐洲英國物理學(xué)會(huì)和美國物理學(xué)會(huì)年度國際物理學(xué)重大進(jìn)展，這是中國科學(xué)家的“第一次”。

兩年之后，潘建偉提出衛(wèi)星量子通信這一在國際上沒有先例的設(shè)想。中科院力排眾議，支持潘建偉團(tuán)隊(duì)先期開展地面驗(yàn)證試驗(yàn)。經(jīng)過數(shù)年的努力，當(dāng)各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的積累已比較充分時(shí)，中科院迅速?zèng)Q策，于2011年在國際上率先啟動(dòng)了量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)。

為了推進(jìn)量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星的研制，中科院統(tǒng)籌協(xié)調(diào)了上海技術(shù)物理研究所、微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院、光電技術(shù)研究所、國家天文臺(tái)、紫金山天文臺(tái)、國家空間科學(xué)中心等院內(nèi)相關(guān)優(yōu)勢研究力量，與中國科大一起協(xié)同攻關(guān)，為此后“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星的率先成功實(shí)施奠定了基礎(chǔ)。

隨著“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星發(fā)射成功，量子衛(wèi)星在國際上率先實(shí)現(xiàn)了千公里級(jí)星地雙向量子糾纏分發(fā)、星地高速量子密鑰分發(fā)、地星量子隱形傳態(tài)三大科學(xué)目標(biāo)，我國在量子通信領(lǐng)域躋身國際領(lǐng)先地位。

2017年5月3日，潘建偉團(tuán)隊(duì)宣布，在國際領(lǐng)先的多光子糾纏操縱技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用高品質(zhì)量子點(diǎn)單光子源，構(gòu)建了世界首臺(tái)針對(duì)特定問題的計(jì)算能力超越早期經(jīng)典計(jì)算機(jī)的光量子計(jì)算原型機(jī)。

2017年9月29日，世界首條遠(yuǎn)距離量子保密通信骨干網(wǎng)線“京滬干線”正式開通?！熬删€”已在金融、電力等領(lǐng)域初步開展了應(yīng)用示范并為量子通信的標(biāo)準(zhǔn)制定積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。結(jié)合“京滬干線”與“墨子號(hào)”的天地鏈路，中科院與奧地利科學(xué)院進(jìn)行了世界首次洲際量子保密通信視頻通話。這不是一次普通的視頻通話，由于使用了量子保密通信技術(shù)，這一視頻通話是不可能被竊聽的。

當(dāng)初只想建一個(gè)實(shí)驗(yàn)室的潘建偉，用自己的科研成果驚艷了世界?！笆裁词俏业膲粝?？我認(rèn)為，夢想不是你想要得到什么，而是你發(fā)現(xiàn)一個(gè)很美妙的事情，你想去做。”潘建偉說，“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?！?/p>