自主研發(fā)：不可思議的“量子夢(mèng)”漸入現實(shí)

　　多體、多終端、多自由度的量子隱形傳態(tài)是實(shí)現分布式量子網(wǎng)絡(luò )的基本單元。利用五光子糾纏，2004年項目組首次實(shí)現了終端開(kāi)放的、多接收用戶(hù)的量子隱形傳態(tài);利用六光子糾纏，2006年首次實(shí)現了兩粒子復合系統的量子隱形傳態(tài);2015年，又首次實(shí)現了多個(gè)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(huì )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是克服各種環(huán)境噪聲和比特錯誤，實(shí)現可容錯的普適量子糾錯，潘建偉團隊突破了這一難題。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)現了紹爾算法、拓撲量子糾錯、快速求解線(xiàn)性方程組算法、量子機器學(xué)習等幾乎所有重要量子算法的驗證。

　　“我們仍在往上走的階段，還沒(méi)到頂峰?；貒?，國家經(jīng)濟綜合實(shí)力增強，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(shù)上掉果子，正處于全面收獲的階段。未來(lái)，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(shuō)。

　　令人期待的中國量子未來(lái)

　　量子信息的物理基礎和應用技術(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(zhù)深遠影響，已經(jīng)成為世界主要發(fā)達國家優(yōu)先發(fā)展的科技高地。

　　“過(guò)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，保證了國家的和平發(fā)展環(huán)境;現在，科技工作者要堅持在基礎科學(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)濟利潤?！迸私▊フf(shuō)。

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

　　此外，由潘建偉團隊牽頭組織的中科院戰略先導專(zhuān)項“量子科學(xué)實(shí)驗衛星”也預計于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(guò)衛星中轉實(shí)現遠距離量子糾纏分發(fā)和量子隱形傳態(tài)，從空間尺度上為未來(lái)千公里級量子通信奠定堅實(shí)的基礎。

　　“今后，我們將集合通過(guò)光纖實(shí)現的城域量子通信網(wǎng)絡(luò )、通過(guò)中繼器連接的城際量子網(wǎng)絡(luò )和通過(guò)衛星中轉實(shí)現的遠距離量子通信，全面構建廣域量子通信網(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(guò)10年左右的時(shí)間就能夠達到目標?！迸私▊フf(shuō)。

　　彭承志在介紹量子科學(xué)實(shí)驗衛星項目時(shí)說(shuō)，最開(kāi)始雖然只有單顆實(shí)驗衛星，但科學(xué)實(shí)驗完成后將逐步組建星群，結合國家未來(lái)的空間站計劃，實(shí)現多顆衛星的量子通信組網(wǎng)，并開(kāi)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 )，維護全人類(lèi)的信息安全而奮斗。

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

　　同時(shí)，在量子計算研究過(guò)程中發(fā)展起來(lái)的高精度精密測量手段，還將應用于自主導航、醫學(xué)檢驗、引力波探測等領(lǐng)域。

　　潘建偉表示，一個(gè)天地一體的全球化量子通信基礎設施構建成功后，能為未來(lái)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信息安全生態(tài)系統。

　　“隨著(zhù)中國科技的迅猛發(fā)展，量子通信將在不到10年的時(shí)間里輻射千家萬(wàn)戶(hù)。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?！迸私▊フf(shuō)。