8月16日，我國首顆量子科學實驗衛星成功發射升空。這不僅標志著我國成為全球第一個實現衛星和地面之間量子通信的國家，更有助于從根本上對“竊聽”說不，即實現量子通信。

記者從上海市科委舉行的量子科技討論會上獲悉，伴隨著“量子通信元年”的到來，上海已將量子通信列入“科創22條”意見中的重大戰略項目，并在“十三五”科技創新規劃中，將“量子材料與量子通信”作為重要戰略方向進行部署。

 

提前布局

 

量子通信是迄今為止唯一被嚴格證明為無條件安全的通信方式，可從根本上解決國防、金融、政務、商業等領域的信息安全問題。中國科學技術大學上海研究院教授張強表示，量子科學實驗衛星發射成功后，將實現高速的星地量子通信并連接地面的城域量子通信網絡，初步構建我國的廣域量子通信體系。

到今年年底，我國將建成連接北京、上海的2000公里光纖量子保密通信骨干網“京滬干線”。這將是基于可信中繼的世界最長的量子通信干線。“未來5～10年，我國有望建成天地一體化的量子通信網絡，實現全球量子化通信。”張強說。

正是基于量子通信的重要性，早在2003年，上海市便將量子技術列為其儲備的重大前沿科技領域。通過基礎研究項目、上海市自然基金、科技人才計劃等，上海已累計投入近1.2億元，支持量子方向相關項目200多個。例如，2008年布局、由中科院上海技物所研究員王建宇領銜的空間尺度量子實驗關鍵技術項目，與此次量子衛星實驗密切相關；今年，上海市又以重大研究計劃的形式，對量子計算等未來重要方向進行了前瞻部署。

專家認為，上海有望通過十多年來具有前瞻性的提前布局，搶占量子技術發展先機。

 

成果豐碩

 

事實上，上海已在各個領域獲得眾多重要成果，多項技術甚至領跑全球。

以此次發射成功的量子科學實驗衛星為例，其科學試驗中心便設在中科大上海研究院，中科院上海技術物理研究所、上海微小衛星工程中心等多家在滬科研機構參與了研制工作。

以上海技物所為例，其早在2008年就開始參與攻關量子衛星關鍵技術。從2009年開始，中科大、上海技物所、成都光電所等組成聯合攻關團隊，在青海湖畔開展了一系列驗證實驗，以檢驗星地量子通信的可行性和設備可靠性，并最終在百公里量級的距離上驗證了在遠距離、高大氣損耗條件下的量子通信的可行性。

與此同時，復旦大學量子調控實驗室在國際上率先發現了單原子層的新材料黑磷。這是一種電子移動速度比擬石墨烯的半導體材料。

該校物理系教授吳施偉說，在后硅基時代的新型電子元器件領域，中國必須搶占先機。“我們希望找到一種取代硅的新材料，用新的量子現象實現手機計算的邏輯，同時開發新的量子材料進行量子通信。”

“在量子損耗上，我們已經做到世界最好。”上海交通大學物理與天文系特別研究員金賢敏告訴記者，芯片化、集成化是量子計算真正邁向實用化的研究熱點和戰略方向。用他們的飛秒激光技術刻一個由1600個光子波導光源組成的光子芯片，只需3小時；用牛津大學的裝置做同樣實驗，則需要半年。

華東師范大學精密光譜科學與技術國家重點實驗室立足于高分辨、高靈敏和高精度的“三高”特色。“基于量子力學原理的精密測量，能幫助我們驗證諸如重物附近時間流逝變慢等愛因斯坦在百年前提出的預言。”該實驗室主任吳健說。

 

人才輩出

 

上海市還高度關注人才培養。伴隨著量子科技的發展，一批年輕科學家脫穎而出。

中科院上海微系統所助理研究員李浩只有30歲，但他繼美國宇航局之后，成功完成了基于超導單光子探測技術的衛星激光測距，并且在850納米波段首次實現光敏面50微米、探測效率達80%的超導納米線單光子探測器。

據了解，在今年上海市自然基金設立的專門針對40歲以下年輕人的探索類板塊中，有4個方向，其中之一就是量子調控。“我們希望有源源不斷的后備力量充實量子隊伍，讓我們可以越走越遠。”上海市科委基礎研究處處長陳馨說。

陳馨同時表示，目前上海正組織相關力量開展量子方向發展路線圖研究，為該市量子方向發展進行系統規劃和頂層設計。

 

上海搶占量子科技發展先機

圖文簡介

8月16日，我國首顆量子科學實驗衛星成功發射升空。這不僅標志著我國成為全球第一個實現衛星和地面之間量子通信的國家，更有助于從根本上對“竊聽”說不，即實現量子通信。