自主研發(fā)：不可思議的“量子夢”漸入現(xiàn)實(shí)

　　多體、多終端、多自由度的量子隱形傳態(tài)是實(shí)現(xiàn)分布式量子網(wǎng)絡(luò)的基本單元。利用五光子糾纏，2004年項目組首次實(shí)現(xiàn)了終端開放的、多接收用戶的量子隱形傳態(tài);利用六光子糾纏，2006年首次實(shí)現(xiàn)了兩粒子復(fù)合系統(tǒng)的量子隱形傳態(tài);2015年，又首次實(shí)現(xiàn)了多個自由度的量子隱形傳態(tài)。這一工作在不久前入選英國物理學(xué)會評選的“2015年度國際物理學(xué)領(lǐng)域的十項重大突破”，并名列榜首。

　　量子計算方面的最大挑戰(zhàn)是克服各種環(huán)境噪聲和比特錯誤，實(shí)現(xiàn)可容錯的普適量子糾錯，潘建偉團(tuán)隊突破了這一難題。他們基于國際領(lǐng)先的多光子糾纏操縱技術(shù)，在國際上率先實(shí)現(xiàn)了紹爾算法、拓?fù)淞孔蛹m錯、快速求解線性方程組算法、量子機(jī)器學(xué)習(xí)等幾乎所有重要量子算法的驗(yàn)證。

　　“我們?nèi)栽谕献叩碾A段，還沒到頂峰。回國之后，國家經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力增強(qiáng)，讓科學(xué)工作者們有了用武之地，國外的同行也非常羨慕我們的科研環(huán)境。目前，咱們的科研工作就好像噼里啪啦的從樹上掉果子，正處于全面收獲的階段。未來，中國量子科學(xué)研究的不斷突破將成為一種常態(tài)?！迸私▊フf。

　　令人期待的中國量子未來

　　量子信息的物理基礎(chǔ)和應(yīng)用技術(shù)研究對保障國家信息安全和發(fā)展下一代信息產(chǎn)業(yè)有著深遠(yuǎn)影響，已經(jīng)成為世界主要發(fā)達(dá)國家優(yōu)先發(fā)展的科技高地。

　　“過去，我國科學(xué)家們秉承家國情懷，為中國國防科技事業(yè)發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)，保證了國家的和平發(fā)展環(huán)境;現(xiàn)在，科技工作者要堅持在基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域不斷創(chuàng)新，讓更多民眾享受科技紅利的回報，為國家謀取直接經(jīng)濟(jì)利潤?！迸私▊フf。

　　中國科大主持的遠(yuǎn)距離量子通信骨干網(wǎng)“京滬干線”項目正在建設(shè)之中，將建設(shè)連接北京、上海，貫穿濟(jì)南、合肥等地的千公里級高可信、可擴(kuò)展、軍民融合的城際量子通信網(wǎng)絡(luò)，預(yù)計2016年下半年建成。

　　此外，由潘建偉團(tuán)隊牽頭組織的中科院戰(zhàn)略先導(dǎo)專項“量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星”也預(yù)計于2016年下半年發(fā)射，將在國際上率先建成高速的星地量子通信網(wǎng)絡(luò)，通過衛(wèi)星中轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離量子糾纏分發(fā)和量子隱形傳態(tài)，從空間尺度上為未來千公里級量子通信奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)。

　　“今后，我們將集合通過光纖實(shí)現(xiàn)的城域量子通信網(wǎng)絡(luò)、通過中繼器連接的城際量子網(wǎng)絡(luò)和通過衛(wèi)星中轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)距離量子通信，全面構(gòu)建廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)。相信在前期多光子糾纏干涉度量學(xué)成果的支持下，再經(jīng)過10年左右的時間就能夠達(dá)到目標(biāo)?！迸私▊フf。

　　彭承志在介紹量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星項目時說，最開始雖然只有單顆實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，但科學(xué)實(shí)驗(yàn)完成后將逐步組建星群，結(jié)合國家未來的空間站計劃，實(shí)現(xiàn)多顆衛(wèi)星的量子通信組網(wǎng)，并開展與意大利、加拿大、奧地利地面站的合作連接，為形成全球化的量子通信網(wǎng)絡(luò)，維護(hù)全人類的信息安全而奮斗。

　　在可擴(kuò)展的量子計算與模擬、量子精密測量方面，團(tuán)隊將繼續(xù)在光與冷原子系統(tǒng)、超導(dǎo)系統(tǒng)中發(fā)展多粒子糾纏操縱技術(shù)，希望在未來10年，實(shí)現(xiàn)上百個量子比特的糾纏，使得量子計算處理某些特定問題時的能力大大超越目前的經(jīng)典超級計算機(jī)，并且也將有效降低能耗。

　　同時，在量子計算研究過程中發(fā)展起來的高精度精密測量手段，還將應(yīng)用于自主導(dǎo)航、醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)、引力波探測等領(lǐng)域。

　　潘建偉表示，一個天地一體的全球化量子通信基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)建成功后，能為未來的互聯(lián)網(wǎng)提供基于量子通信技術(shù)的安全保障，形成完整的量子通信產(chǎn)業(yè)鏈和下一代國家主權(quán)信息安全生態(tài)系統(tǒng)。

　　“隨著中國科技的迅猛發(fā)展，量子通信將在不到10年的時間里輻射千家萬戶。期盼在我有生之年，能親眼目睹以量子計算為終端、以量子通信為安全保障的量子互聯(lián)網(wǎng)的誕生。我相信中國科學(xué)家們做得到。”潘建偉說。