探“微觀世界”　抓“關鍵變量”——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，為人類開啟了量子世界之門。

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

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。

120年前量子論誕生之時，中國只能做看客。而今，憑藉一批科學家取得的多光子糾纏、量子反常霍爾效應、“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。

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

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。奮鬥與執著，是無數次接近真理的過程，也是他量子路上的人生信條。

量子反常霍爾效應——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展，加速信息革命進程。

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

1900年，德國物理學家普朗克提出量子論，如今它與相對論並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。

“什麼糾纏、疊加，量子理論為什麼這麼怪？”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。始於此，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》雜誌説。

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

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。

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誌。

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。

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

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幹線“京滬幹線”……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佈局的重點。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”，“相當於人在萬米高空，把硬幣扔進地面的一個儲錢罐。”

中科大教授郭國平説，研製量子計算機，就像“用原子壘起一座金字塔”。

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

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——

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常霍爾效應，2017年開通“京滬幹線”實現世界首次洲際量子保密通信……

英國《自然》雜誌評價，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。”“墨子號”副總設計師彭承志説，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

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，“敢於冒險”的火花在創新中綻放。

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

34歲的中科大教授林毅恒，成功製備出原子和分子間“跨界”量子糾纏；合肥本源量子公司董事長孔偉成是個“90後”，目標是3年內研製出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，量子科技處於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於同一水平線，量子測量還有差距。“我們必須統籌創新要素，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，之後便會健步如飛走上大道。”中科院院士郭光燦認為，應搶抓機遇推動量子應用。

抓關鍵變量，增發展動能。

圖為薛其坤（資料照片）。新華社記者 李賀 攝

在北京，成立了量子信息科學研究院推動産業化；在安徽合肥，産業聚集的“量子大街”初具規模；在山東濟南，規劃到2030年實現量子産業規模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。”陸朝陽説，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。