潘建偉與第一顆量子衛(wèi)星

英國(guó)《自然》雜志網(wǎng)站近日公布了其評(píng)出的2016年產(chǎn)生重大影響的科學(xué)事件，除了首次探測(cè)到引力波、人機(jī)圍棋大戰(zhàn)等重大進(jìn)展外，中國(guó)在航天、氣候變化以及基因技術(shù)領(lǐng)域取得的多項(xiàng)重要成果也被《自然》雜志評(píng)為具有重大影響的事件，與以往相比呈增多趨勢(shì)。

2016年8月16日，“墨子”號(hào)量子試驗(yàn)衛(wèi)星成功升空，旨在測(cè)試將安全量子通信擴(kuò)展到太空的方法，這是我國(guó)發(fā)射的第一顆量子衛(wèi)星，我國(guó)也隨即成為全球首個(gè)實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面量子通信的國(guó)家。我國(guó)從量子通信領(lǐng)域的追隨者到領(lǐng)軍者，“墨子”號(hào)首席科學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院院士潘建偉功不可沒(méi)，潘建偉目前在中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)任常務(wù)副校長(zhǎng)。

潘建偉曾留學(xué)量子力學(xué)的研究重鎮(zhèn)奧地利，隨茵斯布魯克大學(xué)教授蔡林格攻讀博士學(xué)位，后又在德國(guó)海德堡大學(xué)從事量子存儲(chǔ)的合作研究?！耙屛覀冎袊?guó)的實(shí)驗(yàn)室成為‘百年老店’，需要不同學(xué)科背景的年輕人才！”潘建偉很早就意識(shí)到這一點(diǎn)。在他回國(guó)之初，國(guó)內(nèi)量子信息領(lǐng)域的人才儲(chǔ)備極為薄弱，于是他一面在國(guó)內(nèi)招收研究生和博士后，一面選派學(xué)生到國(guó)際先進(jìn)小組學(xué)習(xí)，為中國(guó)完成了人才和技術(shù)的原始積累。如今，以彭承志、陳宇翱、陸朝陽(yáng)等為代表的一批青年學(xué)者組成了強(qiáng)大的研究團(tuán)隊(duì)。

潘建偉

潘建偉量子信息研究團(tuán)隊(duì)與美國(guó)斯坦福大學(xué)、英國(guó)劍橋大學(xué)、德國(guó)馬普量子光學(xué)研究所和海德堡大學(xué)、奧地利維也納大學(xué)和茵斯布魯克大學(xué)、瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)等國(guó)際知名科研機(jī)構(gòu)開展了廣泛的國(guó)際合作。

“墨子”號(hào)衛(wèi)星項(xiàng)目也吸引了潘建偉的導(dǎo)師蔡林格教授的參與。“在中國(guó)把實(shí)驗(yàn)都做完之后，會(huì)在衛(wèi)星飛過(guò)北京上空時(shí)，在衛(wèi)星和北京之間建立量子密鑰分發(fā)。衛(wèi)星飛越維也納上空的時(shí)候，進(jìn)行衛(wèi)星和維也納之間的密鑰分發(fā)，這樣就能探索維也納和北京之間進(jìn)行無(wú)條件安全通信的可能性。加密完之后我們通過(guò)公共途徑請(qǐng)世界各地的科學(xué)家們來(lái)破解。因?yàn)橥瑫r(shí)有好幾個(gè)其他國(guó)家，也都希望這個(gè)項(xiàng)目能夠向他們開放，我們也樂(lè)于和他們一起開展相關(guān)合作研究。”

“在量子通信領(lǐng)域，中國(guó)用了不到十年的時(shí)間，由一個(gè)不起眼的國(guó)家發(fā)展成為現(xiàn)在的世界勁旅，將領(lǐng)先于歐洲和北美?！边@是英國(guó)《自然》雜志對(duì)潘建偉團(tuán)隊(duì)研究成果的評(píng)價(jià)。

“我們要通過(guò)量子通信研究，實(shí)現(xiàn)多橫多縱的全球范圍量子通信網(wǎng)絡(luò)；通過(guò)量子計(jì)算研究，通過(guò)10-15年構(gòu)建新一代量子計(jì)算機(jī)，量子模擬將達(dá)到當(dāng)今世界最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)的水平，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)時(shí)代信息的有效挖掘；通過(guò)量子精密測(cè)量研究，實(shí)現(xiàn)新一代自主導(dǎo)航、醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)、引力波探測(cè)……”潘建偉對(duì)量子研究如何走向應(yīng)用充滿期待。

量子計(jì)算機(jī)的研制是量子研究的另一個(gè)重要領(lǐng)域。美國(guó)IBM和微軟都投巨資研發(fā)量子計(jì)算；歐盟委員會(huì)在2016年5月17日荷蘭舉辦的歐洲量子會(huì)議上發(fā)布《量子宣言》，宣布將支持一項(xiàng)十億歐元的量子技術(shù)旗艦計(jì)劃，《量子宣言》對(duì)量子計(jì)算機(jī)的研制做出了詳細(xì)部署，計(jì)劃5年內(nèi)發(fā)展處量子計(jì)算機(jī)新算法。

中國(guó)科學(xué)院院士、中科院國(guó)家數(shù)學(xué)與交叉科學(xué)中心主任郭雷曾說(shuō)：“量子計(jì)算機(jī)的研制已經(jīng)列入世界高新技術(shù)的戰(zhàn)略制高點(diǎn)，成為科技強(qiáng)國(guó)崛起的重中之重。量子計(jì)算機(jī)必將掀起一場(chǎng)劃時(shí)代革命，一旦人類掌握這種運(yùn)算工具，人類文明將會(huì)發(fā)展到一個(gè)嶄新時(shí)代。”（文/張曉）