潘建伟要建世界一流量子物理实验室

任红雨

量子物理学世界级大师问道：“你的梦想是什么？”

他的答案脱口而出：“我要在中国建一个世界一流的量子物理实验室。”

年前12月18日，庆祝改革开放40周年大会上，宣读了获得改革先锋称号人员名单。其中，“量子信息研究的创新者”潘建伟在列。他的头衔包括中科院院士、中国科学技术大学常务副校长，中国科学院量子信息与量子科技前沿卓越创新中心主任。

自上世纪90年代以来，量子信息科学迅猛发展，量子通信、量子计算和量子精密测量等量子信息技术可以在确保信息安全、提高运算速度、提升测量精度等方面突破经典信息技术的瓶颈，为保障国家安全和支撑国民经济可持续发展提供核心战略力量。

依托中国发射的“墨子号”量子科学实验卫星，潘建伟团队在2017年实现多项世界领先的量子通信技术突破，包括在国际上首次成功实现从卫星到地面的量子密钥分发和从地面到卫星的量子隐形传态，连通北京和维也纳的量子保密视频通话标志着世界首次洲际量子通信成功实现。

潘建伟曾表示：“世界各国都在做量子通信的发展规划，中国在国际量子通信领域之所以能处于领导者的地位，是因为10年前，我们就选择了从基础研究起步的艰难道路，掌握了核心技术，现在到了产业化阶段就不太会遇上‘卡脖子’的问题了。”

1996年，潘建伟在奥地利维也纳大学第一次见到导师塞林格教授。这位量子物理学世界级大师问道：“你的梦想是什么？”他的答案脱口而出：“我要在中国建一个世界一流的量子物理实验室。”

现在，他正在向这个方向努力。

回国后，潘建伟在母校中国科学技术大学组建了量子实验室。他的团队取得了首次实现光子比特与原子比特间的隐形传态，首次实现具有存储和读出功能的量子中继器，将单次激发量子存储时间提高了两个数量级，实现了对纠缠光子的量子存储等成果。合肥的量子通信城域试验网也成为全球首个拥有规模化量子通信网络的城市。

在潘建伟的“量子版图”里，坚固的“地基”就是中国科学技术大学的量子实验室。这是一切产业化应用的理论基础。尽管中国开始研究量子信息学的时间晚于欧洲，还是涌现出潘建伟、郭光灿和段路明等一批优秀的科学家，目前，这一队伍还在不断壮大。

而中国科技大学在中国量子通信产业中有举足轻重的地位。

最典型的是科大国盾，科大控股是其主要股东。此外，问天量子等也都是中科大下属的产业。同样值得关注的一家公司是九州量子，尽管中科大和潘建伟个人并没有持股，但在九州量子成立合资公司期间，中科大做了很多工作帮助他们建立起整个网络。通过将产、学、研真正实现一体化，中国正在加快步伐构建整个产业链，打通上下游。按照潘建伟的设想，未来10～20年，将通过多颗量子卫星和包括“京沪干线”在内的地面光纤网，构建一个天地一体的全球化量子通信网络，这张网也将成为信息安全免受外界攻击的最强保障。

据潘建伟团队介绍，即将建成的“京沪干线”就是为了保证量子密钥的传输安全。而星地量子通信则是依靠量子卫星。据潘建伟介紹，他的团队已经通过实验验证了微弱量子态在穿越大气层后是有可能保持的，而且每秒可传输1万个量子密钥。但1万个是远远不够的，因此未来还将发射多颗量子卫星，形成“星群”。量子技术泰斗级人物、日内瓦大学量子科学家Gisin教授评价：“这对一个国家在电信、核能、航空、金融、国防等关键战略性领域的影响是重大的。”

记者获悉，中国科学院已确定计划，将在“墨子号”量子科学实验卫星的基础上，继续研制3至5颗低轨量子通信卫星，以实现量子密钥分发的实用化，同时还将着手开展中高轨量子通信卫星的研制。

值得一提的是，作为“墨子号”卫星的首席科学家，潘建伟表示中国将保持开放心态，积极参与国际合作。他介绍，2017年以来，中科大与中科院上海技术物理所等组成的科研团队，与奥地利科学院安东-塞林格研究组合作，利用“墨子号”在中国和奥地利之间实现了长达7600公里的洲际量子密钥分发，并利用共享密钥实现加密数据传输和视频通信。中国正在筹建的国家实验室涉及合肥、上海和北京等地，仅合肥量子信息实验室占地就将达554亩，如此规模在全球都比较罕见。这也是继“墨子号”量子卫星、量子通信“京沪干线”之后，中国在量子科学领域的又一次大手笔投入。据透露，目前该项目已经获得安徽省和上海市政府各10亿元左右的配套启动资金，而国家长期投入将达到千亿元人民币。

◎ 来源|第一财经