(在習近平新時代中國特色社會主義思想指引下——新時代新作為新篇章·習近平總書記關(guān)切事)
探“微觀世界” 抓“關(guān)鍵變量”——我國科學家與量子“糾纏”的故事
新華社合肥10月27日電 題:探“微觀世界” 抓“關(guān)鍵變量”——我國科學家與量子“糾纏”的故事
新華社記者劉菁,、陳芳、徐海濤
約一個世紀前,“上帝到底擲不擲骰子”的愛因斯坦-玻爾論戰(zhàn),,為人類開啟了量子世界之門,。
進入21世紀,量子科技發(fā)展突飛猛進,。習近平總書記指出,,加快發(fā)展量子科技,對促進高質(zhì)量發(fā)展,、保障國家安全具有非常重要的作用,。
要讓量子技術(shù)這個決勝未來的關(guān)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(chuàng)新館拍攝的“墨子號”量子衛(wèi)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?yīng),、“墨子號”衛(wèi)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(lǐng)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(guān)注著世界量子科研的新進展,,也思考著如何加快培養(yǎng)青年人才,。
圖為薛其坤(資料照片)。新華社記者 李賀 攝
個子不高,、鄉(xiāng)音濃濃,,從沂蒙山區(qū)走出來的薛其坤,樸實而風趣,。奮斗與執(zhí)著,,是無數(shù)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?yīng)——全球物理學最熱門的課題之一,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(fā)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(xiàn)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(nèi)與“墨子號”量子衛(wèi)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(shù)大學本科生,在畢業(yè)論文中向量子論發(fā)起挑戰(zhàn),。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(fā)展出計算機、手機,、互聯(lián)網(wǎng),,史稱第一次量子革命。21世紀以來,,新發(fā)現(xiàn),、新技術(shù)密集涌現(xiàn),“第二次量子革命的戰(zhàn)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(shù)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(shù)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(chuàng)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(chuàng)新的一個標志,。
全球首顆量子衛(wèi)星“墨子號”于2016年發(fā)射,,這意味著,,中國將“絕對保密”的量子通信向?qū)嵱没七M了一大步。
中科院院士潘建偉在實驗室內(nèi)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(lǐng)團隊發(fā)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(zhàn)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(xiàn)量子衛(wèi)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,。”
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(fā)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(chuàng)成果——
科研人員在中國科學技術(shù)大學先進技術(shù)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(shù)量的世界紀錄,,2013年首次觀測到量子反常霍爾效應(yīng),,2017年開通“京滬干線”實現(xiàn)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(lǐng)域,“從10年前不起眼的國家發(fā)展為現(xiàn)在的世界勁旅”,。
“中國量子科研正處在黃金時代,。”“墨子號”副總設(shè)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(guān)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(shù)大學自旋量子計算研究室內(nèi)工作(2019年8月22日攝),。 新華社記者 劉軍喜 攝
創(chuàng)新決勝未來,人才關(guān)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(qū)數(shù)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(chuàng)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(nèi)研制出50到100比特的量子計算機……
習近平總書記強調(diào),,當今世界正經(jīng)歷百年未有之大變局,科技創(chuàng)新是其中一個關(guān)鍵變量,。
目前,,量子科技處于從實驗室邁向市場的關(guān)鍵期。我國量子科技發(fā)展存在不少短板,,面臨多重挑戰(zhàn)。
潘建偉認為,,我國量子通信研究水平國際領(lǐng)先,,量子計算與發(fā)達國家處于同一水平線,量子測量還有差距,?!拔覀儽仨毥y(tǒng)籌創(chuàng)新要素,牢牢掌握創(chuàng)新和發(fā)展主動權(quán),!”
“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(yīng)搶抓機遇推動量子應(yīng)用,。
抓關(guān)鍵變量,,增發(fā)展動能。
這是正在建設(shè)中的中科院量子信息與量子科技創(chuàng)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(chǎn)業(yè)化,;在安徽合肥,,產(chǎn)業(yè)聚集的“量子大街”初具規(guī)模;在山東濟南,,規(guī)劃到2030年實現(xiàn)量子產(chǎn)業(yè)規(guī)模300億元……
“萊特兄弟發(fā)明的第一架飛機只飛了12秒,,但它證明了人類能飛上天空,。”陸朝陽說,,隨著對量子規(guī)律更深刻的認識,,量子科學將開啟人類更美好的未來。