6月27日下午,在上海展览中心,中科院院士、中国科技大学常务副校长、中科大上海研究院量子工程中心主任潘建伟作为代表,在由上海市委宣传部、市科技党委、市科委共同主办的“科创争先锋”先进事迹报告会上发言。他的报告题为《让中国的量子科学“领跑”世界》。
量子通信是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通讯方式,具有安全、高效的特点。潘建伟说,回想起1997年,他刚开始在国内呼吁发展量子信息的时候,“曾受到很多质疑”。但在20年的时间里,他带领的团队一步步接近一个梦想——让中国的量子科学走在世界前沿。
1996年,潘建伟赴奥地利留学,师从维也纳大学教授蔡林格(Anton Zeilinger),学习量子信息实验技术。
潘建伟说,他第一次见到蔡林格,就被坐在椅子上的导师仰头问到“有什么梦想”,而他的回答是“在中国建立一个世界一流的量子实验室”。2001年,31岁的潘建伟回国组建实验室。那一年,他和团队“常常睡在实验室里,几乎没日没夜地搭设备”。2004年,《自然》杂志上第一篇来自中国的量子信息论文发表,该成果就来自潘建伟团队。
谈起全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”,潘建伟说,他早在2002年就萌生了“把卫星送上天,利用天地之间的链路做量子科学实验”的想法。“当时听起来像一个天方夜谭,而且欧洲、美国并没有类似的项目。2004年,在许多专家对我的设想还心存疑惑时,中科院支持了我这个近似疯狂的想法。”潘建伟说,在中科院和上海方方面面的支持下,项目率先在中国搭建起来并落地。
作为量子卫星项目的首席科学家,潘建伟说,“墨子号”在研制过程中碰到了许多坎坷。最让他感动的是,和中科院上海技术物理研究所、中科院微小卫星中心等组建的联合团队“遇事绝不互相推诿,而是一起想办法解决问题”。他细数起一路上遇到的“坎坷”以及联合团队是如何应对的:本来定好2016年7月就要发射“墨子号”,可是没想到,6月底卫星进场前,突然发现一个信标光激光器能量下降。
团队并没有把责任推给制造激光器的单位,而是一起讨论,最终联合把问题解决了。又比如,“墨子号”刚进入轨道,外太空的环境比团队预计的还要恶劣,对卫星的光学系统很快就产生了影响。眼看实验就要做不成了,整个团队又在一起调整卫星参数,又把卫星“挽救”了回来。最后,卫星数据的各项参数比原来好了10倍,原本准备2年完成的实验,现在2个月就完成了。
6月15日,世界顶级学术期刊《科学》以封面论文的形式报道了潘建伟团队的这一最新成果:借助2016年8月“上天”的“量子号”,他们创下了世界量子纠缠分发距离的记录,达到1200千米,实现了一个数量级上的突破。“在墨子号发射之后,加拿大也为量子卫星立项,欧洲、日本、印度等国家的项目也都开始启动。这次,我们国家真正引领了一个时代的到来。”潘建伟说。
“不过,如果我们不努力的话,这种优势现在看来还并不一定能够长久。”潘建伟说,现在,美国科学家就开始说:“当年,德国人先开始研究原子弹,但美国后来居上了;前苏联先把卫星送上了天,而美国人的宇航员率先登上了月球。这次,我们也一定可以反超中国人。”“但我们会努力,不让他们的目标得逞。”潘建伟话音一落,现场响起掌声。
除了量子通信,潘建伟预计说,再经过3到5年的努力,就可以操纵50个量子比特。这时,量子计算机对某些特定问题的处理能力,就可以超过目前最快的经典超级计算机,实现“量子称霸”这一里程碑。