• 習近平總書記關切事丨探“微觀世界” 抓“關鍵變量”——我國科學家與量子“糾纏”的故事
    來源:新華社  時間:2020-11-01  點擊量:   
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    新華社合肥10月27日電 約一個世紀前,“上帝到底擲不擲骰子”的愛因斯坦-玻爾論戰,為人類開啟了量子世界之門。

    進入21世紀,量子科技發展突飛猛進。習近平總書記指出,加快發展量子科技,對促進高質量發展、保障國家安全具有非常重要的作用。

    要讓量子技術這個決勝未來的關鍵掌握在中國人手中!這是“中國量子軍團”心中的夢想火種。

    這是在安徽創新館拍攝的“墨子號”量子衛星模型(8月25日攝)。 新華社記者 劉軍喜 攝

    120年前量子論誕生之時,中國只能做看客。而今,憑借一批科學家取得的多光子糾纏、量子反?;魻栃?、“墨子號”衛星等突破,中國已成為全球“第二次量子革命”的重要推動者與引領者。

    百年量子,探究微觀世界推動人類文明

    10月23日11時,清華大學物理系一間普通辦公室,陽光穿過窗戶灑滿書桌。中科院院士薛其坤正伏案工作,他關注著世界量子科研的新進展,也思考著如何加快培養青年人才。

    個子不高、鄉音濃濃,從沂蒙山區走出來的薛其坤,樸實而風趣。奮斗與執著,是無數次接近真理的過程,也是他量子路上的人生信條。

    量子反?;魻栃蛭锢韺W最熱門的課題之一,因薛其坤團隊的首次成功觀測,中國標注了量子研究新高度。這項成果將推動新一代低能耗電子器件發展,加速信息革命進程。

    1900年,德國物理學家普朗克提出量子論,如今它與相對論并稱現代物理學兩大支柱。但20世紀初,量子論以其“怪異”“悖論”引起軒然大波。

    中科院院士潘建偉在辦公室內與“墨子號”量子衛星模型合影(2018年12月13日攝)。 新華社記者 張端 攝

    “什么糾纏、疊加,量子理論為什么這么怪?”1992年,一個名叫潘建偉的中國科學技術大學本科生,在畢業論文中向量子論發起挑戰。始于此,他迷上了微觀世界的奧妙與未知,一生與量子“糾纏”。

    20世紀,量子論催生出核能、激光、半導體,進而發展出計算機、手機、互聯網,史稱第一次量子革命。21世紀以來,新發現、新技術密集涌現,“第二次量子革命的戰鼓已敲響!”英國《自然》雜志說。

    量子科技的潛力難以想象:量子通信理論上可做到絕對保密,量子計算讓運算能力指數級增長,量子測量則將精度提升至“原子級”。

    世界競逐因此你追我趕。

    這是中國科學技術大學展示的“高速量子密鑰生成終端”模型(2019年8月22日攝)。 新華社記者 劉軍喜 攝

    創新自信,中國崛起為世界“量子勁旅”

    2000多年前的墨子不會想到,他的名字有朝一日會成為中國科技創新的一個標志。

    全球首顆量子衛星“墨子號”于2016年發射,這意味著,中國將“絕對保密”的量子通信向實用化推進了一大步。

    中科院院士潘建偉在實驗室內了解科研情況(2016年2月25日攝)。 新華社記者 劉軍喜 攝

    41歲當選院士,46歲帶領團隊發射“墨子號”,47歲建成世界首條量子通信干線“京滬干線”……如今已名震國際學界的潘建偉認為,能擁抱“中國機遇”,是他最大的幸運。

    當前,量子科技已是多國戰略布局的重點。但很少有人知道,研究量子有多難。

    中科院院士王建宇比喻,實現量子衛星“天地實驗”,“相當于人在萬米高空,把硬幣扔進地面的一個儲錢罐?!?/span>

    中科大教授郭國平說,研制量子計算機,就像“用原子壘起一座金字塔”。

    中國量子信息研究起步比發達國家晚了約20年。但21世紀以來,中國異軍突起,取得了多項重大原創成果——

    科研人員在中國科學技術大學先進技術研究院量子通信“京滬干線”總控中心工作(2017年9月29日攝)。 新華社記者 劉軍喜 攝

    多次刷新量子糾纏數量的世界紀錄,2013年首次觀測到量子反?;魻栃?,2017年開通“京滬干線”實現世界首次洲際量子保密通信……

    英國《自然》雜志評價,中國在量子領域,“從10年前不起眼的國家發展為現在的世界勁旅”。

    “中國量子科研正處在黃金時代?!薄澳犹枴备笨傇O計師彭承志說,日益強大的國力、催人奮進的氛圍是根本保障。

    關鍵變量,小小量子有望撬動遠大未來

    科研人員在中國科學技術大學自旋量子計算研究室內工作(2019年8月22日攝)。 新華社記者 劉軍喜 攝

    創新決勝未來,人才關乎成敗。

    日前,2020國際量子大會召開,吸引了全球103個國家和地區數千名學者參會,38歲的中科大教授陸朝陽任組委會主席。

    越來越多的青年闖入微觀世界,在與量子的“糾纏”中嶄露鋒芒,“敢于冒險”的火花在創新中綻放。

    34歲的中科大教授林毅恒,成功制備出原子和分子間“跨界”量子糾纏;合肥本源量子公司董事長孔偉成是個“90后”,目標是3年內研制出50到100比特的量子計算機……

    習近平總書記強調,當今世界正經歷百年未有之大變局,科技創新是其中一個關鍵變量。

    目前,量子科技處于從實驗室邁向市場的關鍵期。我國量子科技發展存在不少短板,面臨多重挑戰。

    潘建偉認為,我國量子通信研究水平國際領先,量子計算與發達國家處于同一水平線,量子測量還有差距?!拔覀儽仨毥y籌創新要素,牢牢掌握創新和發展主動權!”

    “像嬰兒一樣,剛學走路的時候跌跌撞撞,之后便會健步如飛走上大道?!敝锌圃涸菏抗鉅N認為,應搶抓機遇推動量子應用。

    抓關鍵變量,增發展動能。

    這是正在建設中的中科院量子信息與量子科技創新研究院(無人機照片,4月13日攝)。 新華社記者 黃博涵 攝

    在北京,成立了量子信息科學研究院推動產業化;在安徽合肥,產業聚集的“量子大街”初具規模;在山東濟南,規劃到2030年實現量子產業規模300億元……

    “萊特兄弟發明的第一架飛機只飛了12秒,但它證明了人類能飛上天空?!标懗栒f,隨著對量子規律更深刻的認識,量子科學將開啟人類更美好的未來。(新華社記者劉菁 陳芳 徐海濤)

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