【新闻】中国量子卫星重大突破：这一次，中国站在世界最前沿

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就像比喻一样，来自中国的“墨子号”量子卫星从太空发出两个红光，看起来像汉字大写的“人”字，这一情景被认为是“封面”，刊登在6月17日的美国著名学术杂志《科学》上 这次中国科学站在世界面前，而且挺直了腰，站在了最前线。

6月16日，中国量子科学实验卫星首席科学家，中国科学技术大学副校长潘建伟在媒体的闪存下，中国率先实现了“千公里级”的星地双向量子纠缠，打破了迄今为止国际上多年保持的“百公里级”记录，

中国量子科学实验卫星“墨子号”。 资料图像

称赞、解读、报道蜂拥而至——

科学杂志的评论员评价这一成果为“兼具潜在现实应用和基础科学研究重要性的重大技术革新”，主张“毫无疑问会对学术界和广大社会公众产生巨大影响”。

美国波士顿大学量子技术专家谢尔吉延科评价说:“这是英雄史诗般的实验，中国研究者的妙技、再三、对科学的献身应该得到最高的赞美和认可。”

中国科学院的报纸发表那天，潘建伟故意掩饰自己的兴奋。 “这是我人生中迄今为止做过的最好的科学成果。 ”。

对他和他的团队来说，领先是创造世界记录，已经是家常便饭了——

一个月前，潘建伟团队开发的超过世界上第一台早期经典计算机的光量子计算机出现了。 此外，2003年，潘建伟团队实现了四光子纠缠态——量子纠缠研究行业的基础工作，此后多年来，该团队实现了五光子、六光子、八光子、十光子纠缠，保持了多光子纠缠的世界记录，受到学术界和媒体的关注

英国《自然》杂志在报道潘建伟团队量子通信研究成果时表示，这标志着中国在量子通信行业崛起，从十年前看不见的国家迅速发展到现在世界的强队旅行，将军领先于欧洲和北美。

现在以量子卫星最新实验为代表的成果使中国再次进入了量子研究世界的布局中心。 属于中国的量子时间好像到了。

“世纪问题”:世界大国新游戏

人类之所以爱上科学，是因为它可以探索未知，满足我们的好奇心。 现在，难以解释的未知问题摆在人类面前——

在人类看不见的微观世界中，事物是以“概率”存在，还是以“明确”存在？ 举个足球的例子，在宏观世界中，可以明确知道它在哪里，但在微观世界中，足球相当于粒子，好像只能评价足球场某一点出现的概率，但不能正确知道它在哪里。

量子力学是微观世界“概率论”的最大支持者。 量子论具有量子纠缠的特征，简单来说，处于纠缠状态的两个量子，如“心灵感应”，无论这些粒子之间有多远，只要一个粒子发生变化，其他粒子就会马上“感知”，随之发生变化。

但是爱因斯坦讽刺说“有幽灵般的超距离作用”。 因此，他与保罗等科学巨头展开了激烈的争论，留下了“世纪问题”:上帝掷骰子吗？ 也就是说，微观世界都是由“概率”决定的吗？

全球相关行业的科学家甚至一点统治者都关心这个问题。 这是因为，如果最终验证了这个特征，就无法解读通过量子纠缠确立的量子通道，有成为将来秘密通信的“终极武器”的最直接的应用。

潘建伟表示，要实现量子通信的实用化，实现量子纠缠的“远距离”是必须的。 新一代学者接力赛以来，人类似乎遇到了“瓶颈”。 由于量子纠缠的“太脆弱”，随着光子在光纤内和地表大气中的传输距离而衰减，以往的实验停留在“百公里”级的距离。

潘建伟粗略推算了一下，用光纤逐个输送量子，传输“百公里”的距离，损失高达99%。 发送“一千公里”的距离，每次发送一个光子大约需要3万年，“完全失去了通信的意义”。

于是，大国间的“量子通信”大赛出现了，谁先跑“千公里”的距离，就能在这场赛跑中领先。 潘建伟说:“大家通过不断地‘延长’这个距离，来验证量子纠缠的原理，接近量子通信的实用目标。”

“弯道超车”:中国以太空领先

事实上，在量子物理学诞生的一百多年中，相关研究一直很盛行。 但是，在只争夺早晚的国际科学研究竞争的几十年前，很难看到中国人的身影。 起步晚，是中国人挥之不去的标签，但这并不妨碍我们的“弯道超车”。

2003年，潘建伟团队开始实验“长距离”量子纠缠，从13公里到100公里，从追击走向超越。 年8月9日，国际学术杂志《自然》以封面标题的形式发表了潘建伟团队的研究成果。 他们在国际上首次成功地实现了“百公里”级自由空间量子的隐形性和纠缠。

这一成果不仅刷新了世界记录，而且有望成为远距离量子通信的里程碑，为发射世界上第一颗量子科学实验卫星——现在的“墨子号”奠定了技术基础。 同年12月6日，《自然》杂志为此成果制作了长篇信息专题报道“数据隐形传输:量子太空大赛”，详细报道了这场激烈的量子太空大赛。

4年后，潘建伟团队通过发射“墨子号”卫星，将“量子纠缠”的实验距离拉至“1200公里”，将科学家一直假设的实验变为现实，中国量子也在太空中领先于世界。

加拿大滑铁卢大学量子技术专家延内魏因说，国际上确实存在量子科研竞赛。 他明确表示，中国队克服了一些重大技术和科学课题，在量子通信行业居世界领先地位。 ”。

因此，同样的实验由科学家在欧盟、加拿大和日本呼吁和推进。 但是，由于技术积累不足或缺乏资金支持，目前进展缓慢。

以美国为例，年美国航空空航天局宣布计划在总部和喷气推进实验室之间建设直线距离600公里、光纤皮长1000公里左右、10个中继基站的长距离光纤量子通信干线，扩展到星地量子通信。 但是，目前这个计划没有实际进展的最新消息。

年末，英国政府发表的“量子时代技术机遇”报告显示，中国在量子科学技术论文发表中名列世界第一，专利应用第二。 在“第二次量子革命”的开始阶段，中国的异军突起进入了“领先阵营”。

现在，在最新的量子太空竞赛中，中国的“墨子号”再次占据首位，第一名突破了“千公里”级的路线。 参加这次实验的两个地面站是青海德令哈站和云南丽江高美古站，两站相距1203公里。 有人评论说，发射后短短几个月，世界上第一颗量子通信卫星已经达到了最雄心勃勃的目标之一，量子通信向实用迈出了一大步。

异军突起:体制机构为后盾

潘建伟被问了很多次:中国这次为什么能领导欧美各国？

他的回答往往是“集中力量做大事”，有赖于中国“大科学”项目建设的效率。

潘建伟说，这一成果是由“大团队”创造的。 在中国科学院空间科学战术性先导科学技术专业的支持下，由他和同事彭承志组成的研究小组由中国科学院上海技术物理研究所王建宇研究小组、微卫星创新研究院、光电技术研究所、国家天文台、紫金山天文台、国家/ [/k0 ]

这样列举的话，不仅仅是在“功劳簿”上写一笔。

潘建伟说，一切进展顺利时，大家可能没有注意到，但如果遇到敲门，就能深刻意识到“某个环节和某个机构的不可缺少性”。 他的欧洲、美国、加拿大同行也有类似的科学构想，但没有团队那样的全力支持，不得不放弃。

例如，量子新闻实验研究的先驱、著名物理学家anton zeilinger研究小组、欧洲许多优秀的研究小组一直在研究建立以欧洲空间局和国际空间局为平台的星地量子通信计划 但是，欧洲空局的宽松决策机制继续推迟这个计划。

在我国，2003年潘建伟向中科院提出了利用卫星实现远距离量子纠缠的方案。 当时的中国科学院内部，这种“没听说过的想法”并不是没有受到质疑，也有人说“潘建伟疯了”！

但是中国科学院最终给了潘建伟队100多万元——这在14年前是“相当大”的科学研究费。

当时有一个年轻人叫彭承志，现在是头发变白的量子卫星科学应用系统的总师，中国科学技术大学的教授，也是这次“千公里”级重要成果的第一完成者之一。

根据他的回忆，2003年，潘建伟还是找到了博士生他，向他说明了量子通信的前途。 他对潘建伟说:“这件事，很牛吗？ ”。

潘建伟说:“世界上最牛的，至少之一。”

“一个年轻人能做出这样的事件，我没有理由拒绝。 ”彭承志说。

据潘建伟介绍，他从中国科大的研究开始，将人才配置辐射到奥地利因斯布鲁克、英国剑桥、德国马普量子光学所……2008年，他率领德国队回到中国科大，分布在世界各地的年轻学者也相继出现

现在14年过去了，“千公里”级水平突破，这个团队朝着“30万公里”的终极距离努力，继续检查量子力学。 在未来，也有可能和月球探测项目组合，去月球做实验。

但是，名叫潘建伟的47岁院士依然有“严重的危机感”。 他做不到的时候有很多疑问，现在花了这么多时间做了，所以国际上说“尽量赶上”。

正如一位美国同行所说，第一艘宇宙飞船和第一颗人造卫星是苏联制造的，着陆在月球上，而美国是第一颗。 他们认为只要努力就能在量子行业超越中国。

“所以我们不敢偷懒”潘建伟说。

本报北京6月18日电