中国量子之父再添殊荣 下一次技术革命的突破口?

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2018-01-10 22:03:35
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中国量子之父潘建伟被授予国际激光科学和量子光学领域的大奖——兰姆奖。当下,量子霸权之争已不只是科技的竞争,已然上升到国家运势之争。

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过去的一年中,中国量子之父潘建伟获得多项世界级荣誉(图源:新华社)
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兰姆奖与中国

兰姆奖为纪念美国物理学家、量子光学和量子电动力学领域的奠基人威利斯•兰姆(Willis Lamb, Junior)而于1998年设立。兰姆曾在牛津、耶鲁、哥伦比亚、史丹福与亚利桑那等大学任教,因发现氢光谱精细结构而获得1955年的诺贝尔物理学奖。

兰姆奖每年授予三名获奖者,今年的兰姆奖另外两位得主分别是德国汉诺威大学的Ernst Rasel,获奖理由是首次在微重力中实现玻色—爱因斯坦凝聚(BEC);奥地利因斯布鲁克大学的彼得•佐勒(Peter Zoller),获奖理由是对量子计算、量子通信和多体物理的开创性贡献。

北京大学生物动态光学成像中心主任谢晓亮因“对CARS显微镜的开创性贡献”获得2007年的兰姆奖;中科院院士、浙江大学教授朱诗尧院士则因“自发辐射抑制和无反转激光方面的开创性贡献”获得2014年的兰姆奖。

作为量子信息领域的明星科学家,潘建伟35岁获得欧洲物理学会奖励量子光学领域杰出青年科学家的菲涅尔奖,41岁当选最年轻中科院院士。《自然》杂志援引美国马里兰大学的量子物理学家克利斯朵夫•门罗(Christopher Monroe)的评价称:潘建伟的过人之处在于能找到关键问题且敢于冒险,“拥有他是中国之大幸(China is very lucky to have him)。” 

《自然》杂志为每一位年度入选者做了一篇新闻特写,其中以《量子之父》(FATHER OF QUANTUM)为题报道了潘建伟,“在中国,有人称他为‘量子之父’。对于这一称呼,潘建伟当之无愧。在他的带领下,中国成为远距离量子通信技术的领导者。”

有观点认为,尽管“量子之父”的提法引发了一些语义上的质疑,但毋庸置疑,国际学界普遍肯定潘建伟团队的贡献,他带领“中国队”迅速走到了量子通信领域的最前沿。

加拿大滑铁卢大学量子项目成员托马斯•詹内怀恩(Thomas Jennewein)表示,他们的团队以及世界上的其他团队现在正在追赶中国团队,“很明显他们是量子卫星的世界领跑者。”  目前,奥地利已经与中国科学院科研团队展开合作,德国、意大利等国家的科研团队也在申请加入合作研究。

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下一次技术革命的突破口

量子科学与可控核聚变、人工智能、石墨烯等并称为下一次技术革命的突破口,一旦取得突破,与生产效率快速提高相对应的很可能是世界力量对比的洗牌重组。当下,量子霸权之争已不只是科技的竞争,已然上升到国家运势之争。

自2016年8月16日在中国酒泉卫星发射中心发射升空以来,全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”就备受国际关注,被《科学美国人》评选为2016年度改变世界的十大创新技术。2017年8月,“墨子号”圆满完成三大科学实验目标,在国际上率先实现千公里级星地双向量子纠缠分发。

2016年11月28日,“墨子号”量子科学实验卫星过境河北兴隆观测站,中国科研人员在做实验(图源:新华社)

量子纠缠分发、量子密钥分发、量子隐形传态是“墨子号”的三大既定科学实验目标。随着2017年8月星地间远距离量子密钥分发、量子隐形传态的成功实现,也意味着“墨子号”自此已圆满完成早前设定的三大科学目标,为中国在未来继续引领世界量子通信技术发展和空间尺度量子物理基本问题检验前沿研究,奠定了坚实的科学与技术基础。

2017年9月29日,世界首条千公里级量子保密通信干线——“京沪干线”正式开通。利用“京沪干线”与“墨子号”的天地链路,北京和维也纳之间成功实现了人类历史上第一次洲际量子保密通信。中国科技人员在量子保密通信相关技术上取得重大进展,在高速高效率单光子探测、可信任光子中继站和星地量子密钥分发等技术领域领先世界。

此外,在量子计算领域,潘建伟团队也取得多项重要进展:研制出世界首台多光子可编程量子计算原型机,公开资料显示,比人类历史上首台电子管计算机和首台晶体管计算机运行速度快10倍至100倍;首次实现10个超导量子比特纠缠的量子计算芯片。

目前,潘建伟的团队正筹划发射第二颗卫星,并将在中国的天宫二号空间站上运行另一个量子实验。在接下来的五年里,潘健伟表示:“许多激动人心的结果将会出现。这真的是一个新时代。”

回看人类历史,第一次技术革命成就了英国霸权,第二次、第三次技术革命造就了美国霸权,那么,正在当下发生的第四次技术革命呢?

撰写:刘言

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