全球首个规模化量子通信网建在合肥-科技频道-金鱼财经网

中安在线讯据江淮晨报报道，8月16日，浩瀚的宇宙中，又多了一个新成员——“墨子号”量子科学实验卫星。它将承担“中介”的功能，在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信，并结合地面已有的光纤量子通信网络，初步构建一个广域量子通信体系。

量子通信，从实验室论文到走向应用，合肥毫无疑问提供了最初的“推动力”。

在今年4月29日的合肥市科技创新大会上，量子通信领域领军人物潘建伟“透露”了量子通信在合肥落地生根的关键细节：合肥的环境以及决策者的眼光，促进了量子通信的发展，“我从事基础研究，对于科研成果的产业化了解不多，2009年的时候，还没意识到量子通信的产业化问题，是吴存荣书记当时提醒了我。”

潘建伟和他的量子团队，在合肥这片土地上生根、发芽，从世界顶尖技术的跟跑者转身为领跑者。

量子的信息携带者光子，在现实中可以完成短距离的传播，但如果距离太远，则会丢失信号。

“墨子号”量子通信卫星，则正是承担“中介”的功能，它在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信，并结合地面已有的光纤量子通信网络，初步构建一个广域量子通信体系。

中国预计在2030年实现量子通信的全球化，除了需要量子卫星发挥功效，还需要地面上的光纤量子通信骨干网络协同完成任务。

这一骨干网络，正是2013年批复立项的量子保密通信“京沪干线”，而合肥，正是“京沪干线”上的重要一个节点。

早在2010年前后，合肥就开始筹谋量子通信的产业化。

到了2012年，合肥城域量子通信试验示范网正式建成并进入试运行阶段，使得合肥成为全国乃至全球首个拥有规模化(46个节点)量子通信网络的城市。

项目利用商用光纤，成功搭建起46个节点的城域量子通信网络。网络覆盖合肥市主城区，具有网络扩容能力，能够提供量子安全下的实时语音通信、实时文本通信及文件传输等功能。

计划于今年建成量子保密通信“京沪干线”则将包括合肥、济南、北京、上海在内的城域网络连接在一起，从而成为全球首个广域光纤量子保密通信骨干网络。

许多人并不知道的是，每当合肥这座城市陷入沉睡的时候，这群科学家大多数都在伏案工作。“我们没有工作日和周末之分”，团队成员、菲涅尔奖得主陈宇翱笑言，“有时候为了一个实验数据，可能会工作到深夜两三点”。只有当一个大的突破做出之后，才能陪家人出去走走，既是一种放松，也是对家人的补偿。

“2009年的时候，还没意识到量子通信的产业化问题，是吴存荣书记当时提醒了我。”潘建伟笑言，是在吴存荣的催促下，他才组建了量子通信相关产业的公司。

“科学研究不仅要仰望星空，也要脚踏实地，”潘建伟现在思考的是，科学家在基础研究之外，如何注意科技成果的转化，为经济发展做贡献。“我们不能再像以前那样，用一火车的东西去换人家一包的芯片。我们不仅要关注原始创新也要鼓励成果转化，为国计民生做些事情，让普通老百姓(603883,股吧)享受科技带来的利益。我们的团队正在朝着这个方向努力。”

2008年10月，潘建伟和他在德国的团队整体回归中科大。这个时候，潘建伟团队已经成为国际上首次把安全量子通信距离突破到超过百公里量级的3个团队之一，国际上报道安全的实用化量子通信网络实验研究的两个团队之一，也是国内唯一领衔开展星地量子通信实验研究的科研团队。

“在光量子纠缠操纵和量子通信方面，我们最终都走到了领跑的位置。”潘建伟说，“现在我们可以在国内开展国际领先的研究工作了。”

量子信息研究集多学科于一体，要想取得突破，必须拥有不同学科背景的人才。这些年里，潘建伟将不同学科背景的年轻人一一送出国门。现在，这些特意“放飞”国外多年的年轻人，如同风筝收线一般，悉数回国，使中科大团队得到了空前壮大。

潘建伟为团队定制的科研任务在于：通过量子通信研究，从初步实现局域量子通信网络，到实现多横多纵的全球范围量子通信网络，以保证信息传输的绝对安全；通过量子计算研究，为大规模计算难题提供解决方案，实现大数据时代信息的有效挖掘；通过量子精密测量研究，实现新一代定位导航等等。

除此之外，量子态不可复制、量子非定域性等特性，对信息处理技术也是一项巨大突破。以量子的“叠加性”来说，如果能制造出100个粒子相干操纵的量子计算机，在某些问题方面的处理能力将会比目前最快的超级计算机“天河二号”还快百亿亿倍。

潘建伟团队在今年初曾因“多光子纠缠及干涉度量”斩获国家自然科学一等奖，而这一研究就是根据量子物理原理提供的一种全新方式，对信息进行编码、存储、传输和逻辑操作，并对光子、原子等微观粒子进行精确操纵，以确保通信安全和提升计算速度等方面可以突破经典信息技术的瓶颈。

“实现对多粒子纠缠的相干操纵是量子信息技术的关键科学任务，也是量子信息处理的核心物理资源”，潘建伟说，正如2012年诺贝尔物理学奖获得者Wineland所指出的，“纠缠粒子数越多，量子力学非定域性越强烈，对量子信息处理也越有用”。

2004年，潘建伟团队在国际上首次实现了五光子纠缠和终端开放的量子态隐形传输。此后，潘建伟团队分别于2007年制备出六光子纠缠、2012年制备出八光子纠缠，并一直保持着纠缠光子数目的世界纪录。

“未来还有更难啃的"硬骨头"，要实现有实用价值的量子模拟机和量子计算机的基本功能，起码要实现几十到上百个量子比特的纠缠”，潘建伟说。

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1996年，在中国科大获得理论物理硕士学位后，潘建伟投入奥地利维也纳大学塞林格教授门下攻读博士学位。那时候，导师正在组织一个几百万欧元的欧盟项目，这是量子信息实验研究方面的第一个国际合作项目。此前，量子信息一直处在理论研究阶段，还没有得到实验支撑。“我理论功底比较好，因此很快就进入了状态，工作进行得相当快。”在国外一帆风顺的科研工作，没让潘建伟忘记最初的愿望：在中国建一个世界一流的量子物理实验室。

2001年，潘建伟回到中国科大工作，到2008年，他带领在德国期间的团队整体回归科大，而其他分布在世界各地的年轻人也陆续回国，以陈宇翱、陆朝阳、张强、赵博等为代表的一批优秀的青年学者组成了一支精干的研究团队。

这支团队战果赫赫，自2003年起，团队成果8次入选两院院士评选的“年度十大科技进展新闻”，1次入选《自然》杂志评选的“年度十大科技亮点”，3次入选英国物理学会评选的“年度物理学重大进展”，3次入选美国物理学会评选的“年度物理学重大事件”。