(在習(xí)近平新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義思想指引下——新時(shí)代新作為新篇章·習(xí)近平總書記關(guān)切事)
探“微觀世界” 抓“關(guān)鍵變量”——我國(guó)科學(xué)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(guó)科學(xué)家與量子“糾纏”的故事
新華社記者劉菁,、陳芳、徐海濤
約一個(gè)世紀(jì)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(jìn)入21世紀(jì),,量子科技發(fā)展突飛猛進(jìn),。習(xí)近平總書記指出,加快發(fā)展量子科技,,對(duì)促進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展,、保障國(guó)家安全具有非常重要的作用。
要讓量子技術(shù)這個(gè)決勝未來的關(guān)鍵掌握在中國(guó)人手中,!這是“中國(guó)量子軍團(tuán)”心中的夢(mèng)想火種,。
這是在安徽創(chuàng)新館拍攝的“墨子號(hào)”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(shí),,中國(guó)只能做看客,。而今,憑借一批科學(xué)家取得的多光子糾纏,、量子反?;魻栃?yīng)、“墨子號(hào)”衛(wèi)星等突破,中國(guó)已成為全球“第二次量子革命”的重要推動(dòng)者與引領(lǐng)者,。
百年量子,,探究微觀世界推動(dòng)人類文明
10月23日11時(shí),清華大學(xué)物理系一間普通辦公室,,陽(yáng)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(jìn)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(gè)子不高,、鄉(xiāng)音濃濃,,從沂蒙山區(qū)走出來的薛其坤,樸實(shí)而風(fēng)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,。
量子反常霍爾效應(yīng)——全球物理學(xué)最熱門的課題之一,,因薛其坤團(tuán)隊(duì)的首次成功觀測(cè),,中國(guó)標(biāo)注了量子研究新高度。這項(xiàng)成果將推動(dòng)新一代低能耗電子器件發(fā)展,,加速信息革命進(jìn)程,。
1900年,德國(guó)物理學(xué)家普朗克提出量子論,,如今它與相對(duì)論并稱現(xiàn)代物理學(xué)兩大支柱,。但20世紀(jì)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(hào)”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(gè)名叫潘建偉的中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)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(jì),量子論催生出核能、激光,、半導(dǎo)體,,進(jìn)而發(fā)展出計(jì)算機(jī)、手機(jī),、互聯(lián)網(wǎng),,史稱第一次量子革命。21世紀(jì)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(guó)《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(duì)保密,量子計(jì)算讓運(yùn)算能力指數(shù)級(jí)增長(zhǎng),,量子測(cè)量則將精度提升至“原子級(jí)”,。
世界競(jìng)逐因此你追我趕。
這是中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)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(guó)崛起為世界“量子勁旅”
2000多年前的墨子不會(huì)想到,他的名字有朝一日會(huì)成為中國(guó)科技創(chuàng)新的一個(gè)標(biāo)志,。
全球首顆量子衛(wèi)星“墨子號(hào)”于2016年發(fā)射,,這意味著,中國(guó)將“絕對(duì)保密”的量子通信向?qū)嵱没七M(jìn)了一大步,。
中科院院士潘建偉在實(shí)驗(yàn)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(dāng)選院士,46歲帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)發(fā)射“墨子號(hào)”,,47歲建成世界首條量子通信干線“京滬干線”……如今已名震國(guó)際學(xué)界的潘建偉認(rèn)為,,能擁抱“中國(guó)機(jī)遇”,是他最大的幸運(yùn),。
當(dāng)前,,量子科技已是多國(guó)戰(zhàn)略布局的重點(diǎn)。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(shí)現(xiàn)量子衛(wèi)星“天地實(shí)驗(yàn)”,,“相當(dāng)于人在萬(wàn)米高空,,把硬幣扔進(jìn)地面的一個(gè)儲(chǔ)錢罐?!?/p>
中科大教授郭國(guó)平說,,研制量子計(jì)算機(jī),,就像“用原子壘起一座金字塔”。
中國(guó)量子信息研究起步比發(fā)達(dá)國(guó)家晚了約20年,。但21世紀(jì)以來,,中國(guó)異軍突起,取得了多項(xiàng)重大原創(chuàng)成果——
科研人員在中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)先進(jìn)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(jì)錄,,2013年首次觀測(cè)到量子反常霍爾效應(yīng),,2017年開通“京滬干線”實(shí)現(xiàn)世界首次洲際量子保密通信……
英國(guó)《自然》雜志評(píng)價(jià),,中國(guó)在量子領(lǐng)域,“從10年前不起眼的國(guó)家發(fā)展為現(xiàn)在的世界勁旅”,。
“中國(guó)量子科研正處在黃金時(shí)代,。”“墨子號(hào)”副總設(shè)計(jì)師彭承志說,,日益強(qiáng)大的國(guó)力,、催人奮進(jìn)的氛圍是根本保障。
關(guān)鍵變量,,小小量子有望撬動(dòng)遠(yuǎn)大未來
科研人員在中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)自旋量子計(jì)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(guó)際量子大會(huì)召開,,吸引了全球103個(gè)國(guó)家和地區(qū)數(shù)千名學(xué)者參會(huì),,38歲的中科大教授陸朝陽(yáng)任組委會(huì)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(xiǎn)”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(zhǎng)孔偉成是個(gè)“90后”,目標(biāo)是3年內(nèi)研制出50到100比特的量子計(jì)算機(jī)……
習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào),,當(dāng)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(gè)關(guān)鍵變量。
目前,,量子科技處于從實(shí)驗(yàn)室邁向市場(chǎng)的關(guān)鍵期,。我國(guó)量子科技發(fā)展存在不少短板,面臨多重挑戰(zhàn),。
潘建偉認(rèn)為,,我國(guó)量子通信研究水平國(guó)際領(lǐng)先,,量子計(jì)算與發(fā)達(dá)國(guó)家處于同一水平線,量子測(cè)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(dòng)權(quán),!”
“像嬰兒一樣,,剛學(xué)走路的時(shí)候跌跌撞撞,之后便會(huì)健步如飛走上大道,?!敝锌圃涸菏抗鉅N認(rèn)為,應(yīng)搶抓機(jī)遇推動(dòng)量子應(yīng)用,。
抓關(guān)鍵變量,,增發(fā)展動(dòng)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(jī)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(xué)研究院推動(dòng)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(jì)南,,規(guī)劃到2030年實(shí)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(jī)只飛了12秒,,但它證明了人類能飛上天空?!标懗?yáng)說,,隨著對(duì)量子規(guī)律更深刻的認(rèn)識(shí),量子科學(xué)將開啟人類更美好的未來,。