作者:王佳雯 姜天海 来源:中国科学报 发布时间:2016/8/17 8:15:56
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量子架桥 星地“针尖对麦芒”
——专家谈“墨子号”的“致命”吸引力

 

■本报记者 王佳雯 姜天海

8月16日凌晨,当很多人还在睡梦中时,身在酒泉卫星发射中心的科学家则见证了世界上首颗量子科学实验卫星“墨子号”的腾飞。

或许你有意无意间看过一些有关“墨子号”的科普报道,但可能仍未感受到相关领域科学家对它的热切期待。在“墨子号”成功发射的当天,本报记者采访了国内外相关领域的科学家,共同描绘了他们心中的“‘墨子’梦”。

不做跟班式研究

“很令人振奋。”谈到成功升空的全球首颗量子实验卫星,清华大学物理系教授王向斌语气中仍带着一丝激动与兴奋。

在专家眼中,“墨子号”代表的不仅是一颗卫星方面的技术突破,而且在一定程度上可谓摘掉了饱受诟病的国内“跟班式”研究的帽子。

“以综合国力状况来看,中国科学家不应该总是做一些跟班式的研究工作,我们要有自己的重大原创性突破。”王向斌表示,“墨子号”的成功发射,在一定程度上奠定了我国在量子信息领域的领导地位,实现了我国朝“领跑者”角色努力的目标。

在中科院院士、清华大学物理系教授李家明看来,更重要的是,“墨子号”在人才培养上将发挥不可替代的重要作用。“训练研究生最重要的一方面就是在工作中学习。”李家明说,量子卫星为相关人才培养提供了机遇。

“墨子号”的成功发射无疑给中国相关研究注入了强有力的兴奋剂,然而这一“弯道超车”的举措并非仅仅搅动了中国这池春水,在国外量子物理研究领域也引起了广泛关注。

美国路易斯安那州立大学赫恩理论物理研究所联合主管Jonathan P. Dowling在接受《中国科学报》采访时表示,对潘建伟团队可能获得的卫星数据分析结果表示期待。

“量子卫星发射成功后,可能要花费数月检查系统、收集并分析数据,而获得正确的分析结果对科研至关重要。”Dowling表示,对潘建伟团队将要分享的数据很有信心。

此外,英国《每日邮报》网站也于8月16日在发表的题为《发射量子卫星中国迈出太空竞赛重要一步》的文章中指出:中国发射的量子卫星“是朝着建立利用传统手段无法窃取信息的全球化网络迈出的重要一步”。

检验科学思想的利器

对于这颗卫星,外界抱有很高的期待,因为借助它,人们似乎看到了解决信息安全的终极手段。科学家对“墨子号”未来能够带来的惊喜有着广泛的视角。

就“墨子号”承担的科学任务来看,王向斌说,它的核心工作就是检验远距离量子通信的可行性。

“量子通信有很多优势,但实现起来有难度,星地量子通信就像太空‘针尖’对地面的‘麦芒’。”王向斌解释说,量子通信需要用到单量子态,它不可复制也无法放大,因而距离便成为了长距离量子通信发展的一个瓶颈。

专家告诉记者,目前在地面的量子通信最远传输距离在三四百公里。而量子卫星的意义在于,经过卫星中转后,无论地面距离有多远,单量子在太空的真空环境中,只需要经受约10公里厚的大气层带来的衰减。

这颗实验卫星核心的意义便在于检验上述科学设想的可行性,并寻找技术上的不足以便进一步改善。

值得肯定的是,“墨子号”在基础科学方面用到了光量子的特点,这对进一步推动我国机密科学的发展至关重要,李家明表示。

王向斌表示,尽管距离实际应用还有一定的距离,但“只要需要用到安全的保密通信的地方,量子通信都是终极解决手段”。

开放合作也应保护国家投入

在近100年前,爱因斯坦与建立量子力学的核心人物玻尔围绕量子力学的基础问题进行了激烈的辩论。两位重量级的理论物理学家对量子力学的基础问题存在不一样的认知。

王向斌告诉记者,对让爱因斯坦和波尔产生分歧的量子力学基石问题的判决,便需要用到远距离的量子纠缠分发。

“科学上大家都很好奇,纠缠分发到底能做多远。”王向斌解释道,如果我们挑战一下量子极限,对于判决一些量子力学的基础问题,有着极为重要的价值。

也正是因为在应用研究和基础研究方面的广阔前景,才让“墨子号”吸引了更多国际研究人员的关注。据报道,奥地利、德国、意大利等许多国家已向中国抛出橄榄枝,期待在量子通信研究中与中国展开合作。

Dowling也在采访中告诉记者,国际合作在这样的大科学项目中至关重要。“如果我能对这个激动人心的项目有所贡献,我会非常兴奋。”

专家认为,外国科学家对“墨子号”的浓厚兴趣根本在于其重大原创性。正如李家明所说:“你行,别人才会跟你合作。”

对于国际合作,中国科学家始终保持开放的态度,“如果能够吸引到国际同行的加入,对整个领域的发展是具有很大的推动作用的。”王向斌说。

但李家明也提醒,对国家有重大投入的科学项目,在国际合作中也要注意保护国家投入。“交流会碰出火花,启发出新想法。”李家明说,要鼓励交流,但作为科学家和项目管理者,也要保护国家投入,实现互利共赢。

《中国科学报》 (2016-08-17 第1版 要闻)
 
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2016/8/17 12:10:27 gaoshannankai
青千赵永芳离去-死因待查明
http://blog.sciencenet.cn/blog-907017-996947.html
2016/8/17 10:57:15 aliala
抗干扰能力有待突破。
2016/8/17 9:22:03 abagan
但愿是个突破
目前已有3条评论
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