量子通信有望走進百姓家“墨子號”升空

“墨子號”在酒泉衛星發射中心成功升空，? 標志著我國空間科學研究又邁出重要一步。

2016年8月16日凌晨，世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”在酒泉成功升天。中國由此成為世界上第一個在衛星和地面之間實現量子通信的國家。

至2018年，“墨子號”圓滿完成了三大實驗任務。它取得的成就舉世矚目，相繼登上了國際頂級學術期刊《科學》和《自然》。

“如果沒有相互之間的充分信任與配合，如此高難度的工程很難這么快取得成功。”中科院上海分院副院長、衛星工程常務副總設計師兼衛星總指揮王建宇說。

中國科學院院士潘建偉介紹，量子衛星在地面建設有4個量子通信地面站（南山、德令哈、興隆、麗江量子通信地面站）和一個空間量子隱形傳態實驗站（阿里量子隱形傳態實驗平臺），希望借此構建起天地一體化的量子網絡。不過天地一體化聯通，對系統有許多考驗。衛星高速飛行，發出一束微弱的光，地面上的接收站，要準確地接收到，那靈敏度要達到什么程度？潘建偉打了個比方：“就是說有個人在月球上用火柴點了一下，地面上就能探測到，這需要一個精密的轉動機構。”

“墨子號”的成就，來自科學與技術的完美配合。而這背后，離不開“上海科創”多年提前布局和潛心鉆研的成果。

事實上，“墨子號”搭載的4個主載荷，一半是由王建宇帶領的上海技術物理研究所（以下稱“上海技物所”）團隊研發的。這支平均年紀僅33歲的隊伍，助力敲開了全球化量子通信的大門。

潘建偉回顧了量子衛星的研發歷程。十幾年前，科學家把精力放在了在光纖里進行量子通信上，但距離一長就出現損耗，于是就開始思考如何實現遠距離的量子通信。

2003年開始，在多方支持下，潘建偉和他的團隊也在考慮做這些工作，首先在合肥的大蜀山做了第一個實驗，證明量子的信號在穿破大氣層之后能夠很好地存活。2005年至2011年，他們又做了6年原理性研究，在地面上用各種角度驗證實驗的可行性。2011年，在國務院批準下，中科院正式立項支持量子科學實驗衛星的項目，經過4年半的研制，今年6月份“墨子號”正式出場，今年8月成功發射。

潘建偉還透露，在國家發改委以及安徽省和合肥市的支持下，團隊正在承擔“京滬干線”大尺度光纖量子通信骨干網的建設，設備在合肥的中科大先研院聯調完成了，可能會在10月底進場，開始全線開通。“希望通過京滬干線建成標準，‘十三五’后期在全國范圍布網。”潘建偉說。

基于個人判斷，潘建偉曾給出了一個量子通信技術普及的“時間表”：5年左右很多機要部門開始用，10年左右金融業、銀行等大機構開始使用，15年的時間或許走進千家萬戶。屆時，每個人的家里、手機上或許都會有一個量子加密芯片，銀行轉款、電子賬戶等涉密操作，都不用擔心被盜用或者攻擊。當天，潘建偉也再次向記者表達了對量子通信技術的自信。“我認為就是這個時間表，除非有新的發現，或者新的加密方法出現。”潘建偉認為，量子不可分割、不可克隆，所以能保證加密內容不被破譯，可以從根本上保障信息安全、保護隱私。

整個“墨子號”的研發，始終保持著緊張的節奏。

5年間，團隊成員們放棄了雙休日，一個月只休息一天，最忙的時候，需要連續10天24小時不間斷測試。大家便輪番上陣，保證進度不受影響。

“90后”王天洪2014年本科畢業，加入量子團隊負責光學工藝。他回憶，加入的第一年，自己就沒怎么休息，忙的時候沒日沒夜，“大家就輪著在實驗室地上鋪個海綿睡覺。”

結構工程師羅家俊需要同時配合光學和電子設計師的工作，他回憶，自己總是處于隨叫隨到的狀態，“吃飯都是隨便弄兩口。”

事實上，上海技物所的這支研發團隊，平均年齡僅33歲。團隊成員大多是“80后”，在最初加入項目時，大多甚至還不滿30歲。

如果說科學家的構想是天才的高度，那么技術團隊的任務，就是要保證最終的設備萬無一失。

隨著研制的進展，遇到的新問題越來越多。進度停滯不前時，張亮也有過猶豫，但心里斗爭過很多次后，他發現自己已經與這個項目產生了感情，舍不得了。

“不僅僅是責任，還有內心對最初夢想的期待。”他這樣剖析自己的動力。

科技探索的進步從不停歇。在“墨子號”后，這支年輕的團隊，又很快踏上了新的征程。

目前，上海已將“量子通信”列入科創中心“22條意見”的重大戰略項目。上海技術物理研究所“光電聯合調控的量子操控材料與器件研究”項目已獲上海市科委重大專項支持。

“做科研的過程，就像在深水井中摸石頭，摸著一個，你覺得好像問題已經解決了，再往下看，還有一塊石頭。”上海技術物理研究所光學薄膜與材料研究室主任劉定權說，“我會一直摸下去。”

來源|綜合新安晚報、澎湃新聞