量子多年前 就“穿越”了大蜀山
潘建伟院士在肥谈“墨子号”，称曾在大蜀山做实验，15年后量子通信有望走进百姓家
2016年09月05日 新安晚报
今年8月16日，世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”在酒泉卫星发射中心升空，此次发射任务的圆满成功，标志着我国空间科学研究又迈出重要一步。9月3日，量子卫星首席科学家潘建伟院士在合肥做报告，谈及“墨子号”发射上天的前后，并在接受新安晚报、安徽网记者采访时透露，九月中旬“墨子号”就能初步开始做科学实验、进行科学数据采集。
“墨子号”天地通信通道建立，下方信标光为地面发射，上方为“墨子号”发射。
“墨子”中旬开始“干活”
前段时间，一些天文爱好者在中科院国家天文台兴隆观测站观测到了罕见的红绿光束，红光为地面发射，绿光为“墨子号”发射，让人惊叹为“天地之间”的握手。“红光是地面天文台发到天上的，卫星又有一束光打回来，就可以进行星地的交互了。”潘建伟在接受新安晚报、安徽网记者采访时表示，这个其实是卫星和地面站之间建立物理联系的信标光，每天实验的时候，在各个地面站都能看到这样的信标光，而彼此都能看见，才是实验的前提。之所以选择红色和绿色，是因为这两个光的波长，正好跟他们实验的光是错开来的。
潘建伟介绍，量子卫星在地面建设有四个量子通信地面站（南山、德令哈、兴隆、丽江量子通信地面站）和一个空间量子隐形传态实验站（阿里量子隐形传态实验平台），希望借此构建起天地一体化的量子网络。不过天地一体化联通，对系统有许多考验。卫星高速飞行，发出一束微弱的光，地面上的接收站，要准确地接收到，那灵敏度要达到什么程度？潘建伟打了个比方：“就是说有个人在月球上用火柴点了一下，地面上就能探测到，这需要一个精密的转动机构。”
“8月16日发射后，（卫星上天后）很快太阳帆板就展开了，给载荷加电后它的工作状态也比较正常了。” 潘建伟介绍，卫星上天后，随后又解锁了转动机构。“这个机构在发射的时候要锁得很紧，上天之后再解锁，它们都很好地达到了相关设计指标。”潘建伟说，目前各个星地通道都建立起来了，希望通过调试之后，能够在九月中旬，初步开始做科学实验，并进行科学数据采集。
首次实验是在大蜀山
潘建伟还回顾了量子卫星的研发历程。十几年前，科学家把精力放在了在光纤里进行量子通信上，但距离一长就出现损耗，于是就开始思考如何实现远距离的量子通信。
2003年开始，在多方支持下，潘建伟和他的团队也在考虑做这些工作，首先在合肥的大蜀山做了第一个实验，证明量子的信号在穿破大气层之后能够很好地存活。2005年至2011年，他们又做了6年原理性研究，在地面上用各种角度验证实验的可行性。2011年，在国务院批准下，中科院正式立项支持量子科学实验卫星的项目，经过4年半的研制，今年6月份“墨子号”正式出场，今年8月成功发射。
潘建伟还透露，在国家发改委以及安徽省和合肥市的支持下，团队正在承担“京沪干线”大尺度光纤量子通信骨干网的建设，设备在合肥的中科大先研院联调完成了，可能会在10月底进场，开始全线开通。“希望通过京沪干线建成标准，十三五后期在全国范围布网。”潘建伟说。
基于个人判断，潘建伟曾给出了一个量子通信技术普及的“时间表”：5年左右很多机要部门开始用，10年左右金融业、银行等大机构开始使用，15年的时间或许走进千家万户。届时，每个人的家里、手机上或许都会有一个量子加密芯片，银行转款、电子账户等涉密操作，都不用担心被盗用或者攻击。当天，潘建伟也再次向新安晚报、安徽网记者表达了对量子通信技术的自信。“我认为就是这个时间表，除非有新的发现，或者新的加密方法出现。”潘建伟认为，量子不可分割、不可克隆，所以能保证加密内容不被破译，可以从根本上保障信息安全、保护隐私。
希望得到全方位支持
如今量子通信领域在国际上竞争也是比较激烈的，近两年中国量子研究成果显著，美国、英国都在该领域加大了投入。潘建伟说，目前谷歌和IBM等公司对他们也构成了挑战，团队压力增大。“在量子卫星发射之后，我们团队100多人开了一个庆祝会，我发自内心地讲，科学家总是有个人英雄主义情怀的，但是在做量子卫星的过程中，我就慢慢理解到个人是非常渺小的，我们取得的成绩与整个团队的付出是分不开的。”
潘建伟说，在中科院的主导下，他们已经做了不错的工作，科大与中科院上海技术物理研究所和半导体所等单位合作成立了中科院量子信息与量子科技前沿卓越创新中心，在教育部的支持下，又把国防科大、南大纳入该中心，尽可能把国内的优势力量，个人和团队汇集到一起开展相关工作。据介绍，“量子调控和量子信息”的重点研发计划项目被列为一类优先启动。
潘建伟说，他希望在安徽省和中科院的支持下，能够形成一个量子信息的国家实验室，统筹全国的高校和科研院所、企业优势力量，来组织国家重大科技项目和相关重大科技工程的协同攻关，希望从基础研究、技术开发、工程应用、产业承接方面形成全链条，并与相关企业形成联盟，在人才引进方面给予支持。
袁圆 本报记者 陈牧
□精彩言论
我们与量子的关系，可以从《西游记》开始介绍。这个小说中有两个神仙让我印象深刻，一个是顺风耳，一个是千里眼，这些都是神话，不过随着科学的发展慢慢变成了现实。——谈量子通信
为什么命名“墨子号”？缘起于已故著名教育家、中国科学技术大学老教授钱临照。钱老当时在给我们作报告的时候说，大家都认为好多科学家都来自西方，但是我们中国在2400年前就有一位科学家——墨子，他其实是第一个通过小孔成像实验来证明了光是沿着直线传播的，这个是我们做量子科学实验的前提。墨子还有其他的思想，他在中国诸子百家的先贤里是成长于民间，注重考察广大民情的科学家、思想家和教育家，他的观点是平等博爱、反对战争、兼爱非攻……——谈命名
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