量子通信有望走进百姓家“墨子号”升空

“墨子号”在酒泉卫星发射中心成功升空，  标志着我国空间科学研究又迈出重要一步。

2016年8月16日凌晨，世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”在酒泉成功升天。中国由此成为世界上第一个在卫星和地面之间实现量子通信的国家。

至2018年，“墨子号”圆满完成了三大实验任务。它取得的成就举世瞩目，相继登上了国际顶级学术期刊《科学》和《自然》。

“如果没有相互之间的充分信任与配合，如此高难度的工程很难这幺快取得成功。”中科院上海分院副院长、卫星工程常务副总设计师兼卫星总指挥王建宇说。

中国科学院院士潘建伟介绍，量子卫星在地面建设有4个量子通信地面站（南山、德令哈、兴隆、丽江量子通信地面站）和一个空间量子隐形传态实验站（阿里量子隐形传态实验平台），希望借此构建起天地一体化的量子网络。不过天地一体化联通，对系统有许多考验。卫星高速飞行，发出一束微弱的光，地面上的接收站，要准确地接收到，那灵敏度要达到什幺程度？潘建伟打了个比方：“就是说有个人在月球上用火柴点了一下，地面上就能探测到，这需要一个精密的转动机构。”

“墨子号”的成就，来自科学与技术的完美配合。而这背后，离不开“上海科创”多年提前布局和潜心钻研的成果。

事实上，“墨子号”搭载的4个主载荷，一半是由王建宇带领的上海技术物理研究所（以下称“上海技物所”）团队研发的。这支平均年纪仅33岁的队伍，助力敲开了全球化量子通信的大门。

潘建伟回顾了量子卫星的研发历程。十几年前，科学家把精力放在了在光纤里进行量子通信上，但距离一长就出现损耗，于是就开始思考如何实现远距离的量子通信。

2003年开始，在多方支持下，潘建伟和他的团队也在考虑做这些工作，首先在合肥的大蜀山做了第一个实验，证明量子的信号在穿破大气层之后能够很好地存活。2005年至2011年，他们又做了6年原理性研究，在地面上用各种角度验证实验的可行性。2011年，在国务院批准下，中科院正式立项支持量子科学实验卫星的项目，经过4年半的研制，今年6月份“墨子号”正式出场，今年8月成功发射。

潘建伟还透露，在国家发改委以及安徽省和合肥市的支持下，团队正在承担“京沪干线”大尺度光纤量子通信骨干网的建设，设备在合肥的中科大先研院联调完成了，可能会在10月底进场，开始全线开通。“希望通过京沪干线建成标准，‘十三五’后期在全国范围布网。”潘建伟说。

基于个人判断，潘建伟曾给出了一个量子通信技术普及的“时间表”：5年左右很多机要部门开始用，10年左右金融业、银行等大机构开始使用，15年的时间或许走进千家万户。届时，每个人的家里、手机上或许都会有一个量子加密芯片，银行转款、电子账户等涉密操作，都不用担心被盗用或者攻击。当天，潘建伟也再次向记者表达了对量子通信技术的自信。“我认为就是这个时间表，除非有新的发现，或者新的加密方法出现。”潘建伟认为，量子不可分割、不可克隆，所以能保证加密内容不被破译，可以从根本上保障信息安全、保护隐私。

整个“墨子号”的研发，始终保持着紧张的节奏。

5年间，团队成员们放弃了双休日，一个月只休息一天，最忙的时候，需要连续10天24小时不间断测试。大家便轮番上阵，保证进度不受影响。

“90后”王天洪2014年本科毕业，加入量子团队负责光学工艺。他回忆，加入的第一年，自己就没怎幺休息，忙的时候没日没夜，“大家就轮着在实验室地上铺个海绵睡觉。”

结构工程师罗家俊需要同时配合光学和电子设计师的工作，他回忆，自己总是处于随叫随到的状态，“吃饭都是随便弄两口。”

事实上，上海技物所的这支研发团队，平均年龄仅33岁。团队成员大多是“80后”，在最初加入项目时，大多甚至还不满30岁。

如果说科学家的构想是天才的高度，那幺技术团队的任务，就是要保证最终的设备万无一失。

随着研制的进展，遇到的新问题越来越多。进度停滞不前时，张亮也有过犹豫，但心里斗争过很多次后，他发现自己已经与这个项目产生了感情，舍不得了。

“不仅仅是责任，还有内心对最初梦想的期待。”他这样剖析自己的动力。

科技探索的进步从不停歇。在“墨子号”后，这支年轻的团队，又很快踏上了新的征程。

目前，上海已将“量子通信”列入科创中心“22条意见”的重大战略项目。上海技术物理研究所“光电联合调控的量子操控材料与器件研究”项目已获上海市科委重大专项支持。

“做科研的过程，就像在深水井中摸石头，摸着一个，你觉得好像问题已经解决了，再往下看，还有一块石头。”上海技术物理研究所光学薄膜与材料研究室主任刘定权说，“我会一直摸下去。”

来源|综合新安晚报、澎湃新闻