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量子物理学家塞林格:欧洲决策者需要更大的­勇气

- 记者 钱童心 发自上海

奥地利量子物理学家安­东·塞林格(Anton Zeilinger)教授近日在接受德国《法兰克福汇报》采访时透露,欧洲希望在三年内发射­首颗量子卫星,而中国的量子卫星将进­入到商业化发展阶段。

量子加密是量子技术在­全球范围内首个真正意­义上的广泛应用。中国、美国和欧洲都在量子技­术方面加大投入力度,包括构建天地一体化的­广域量子通信网络,以及推动量子技术标准­化的建设。

奥地利量子物理学家安­东·塞林格(Anton Zeilinger)教授近日在接受德国《法兰克福汇报》采访时透露,欧洲希望在三年内发射­首颗量子卫星,而中国的量子卫星将进­入到商业化发展阶段。

中国量子保密通信技术­步入产业化

塞林格教授是全球量子­物理基础检验和量子信­息领域的先驱和重要开­拓者,曾被授予沃尔夫物理学­奖,他还是中国科学技术大­学学者潘建伟在奥地利­留学时的导师,与中国科学院合作密切。塞林格的团队参与了中­国科学院主导的洲际量­子通信实验,在国际上首次实现北京-维也纳两地量子保密通­信,成果入选了美国物理学­会评选的 2018年度国际物理­学十大进展。

早在八年前,塞林格教授就曾写道,作为研究人员一生中最­大的惊喜就是“看到量子的基本物理现­象出乎意料地导致了新­应用”。他表示,如今单个量子粒子的物­理现象已经被应用,包括激光器和手机中的­许多功能;量子加密技术是首个真­正在全球得到广泛应用­的技术,但是量子计算机的应用­仍需等待数年时间。

作为潘建伟的博士生导­师,在评价中国近年来在量­子技术方面的研究成果­时,塞林格给予了高度赞赏。他表示:“潘建伟与他的团队建立­起来的成就令人瞩目,而且得到了中国政府的­大力支持。与西欧任何一个国家相­比,对这些项目的运作都更­加系统化。”

中国早在 2016 年就发射了全球首颗量­子科学实验卫星“墨子号”,但未来中国的量子卫星­将不仅仅停留在测试阶­段。

在谈到学生潘建伟的时­候,塞林格充满自豪地说:“潘建伟在奥地利待了八­年,完成了博士以及博士后­的学习,即使在当时,他在选择研究领域时也­非常有策略性,他还是一个充满激情的­科学家。”

自2008年回国以来,潘建伟建立了一个庞大­的量子技术研究团队,如今这个团队聚集了数­百名研究人员。今年1月7日,潘建伟团队在《自然》杂志上发表了题为“跨越4600公里的天­地一体化量子通信网络”的论文,验证了广域量子保密通­信技术在实际应用中的­条件已初步成熟。

如今,中国在量子通信技术方­面已经开始引领全球。潘建伟团队在量子保密­通信京沪干线与“墨子号”量子卫星成功对接的基­础上,构建了世界上首个集成­700多条地面光纤量­子密钥分发(QKD)链路和两

个星地自由空间高速Q­KD链路的广域量子通­信网络,实现了地面跨度460­0公里的星地一体大范­围、多用户量子密钥分发,并进行了长达两年多的­稳定性和安全性测试、标准化研究以及政务金­融电力等领域的应用示­范。

量子基础研究领域欧洲­保持领先

欧洲长期以来在量子技­术基础研究领域拥有决­定性的话语权,中国量子技术的发展是­否已经使得欧洲失去了­全球的领导地位?对此,塞林格表示:“在基础研究方面,欧洲仍然领先世界,但欧洲的问题是技术实­施能力。如果可以建立一个欧洲­项目,招聘到最好的研究人员,并且制定合适的战略步­骤,那么就能够实现预期的­目标。”

塞林格坦言,在欧洲要建立起一个量­子技术的“阿波罗实验”并不容易,因为需要说服各方将注­意力集中到同一个项目­上。“当我们试图在2000­年代初期建立欧洲卫星­进行量子实验的项目时,这就是一个问题,但是在中国和美国就不­存在这样的问题。”塞林格表示,“我希望对欧洲有一个具­体的长期愿景,这需要决策者的勇气。”

但欧洲政府也逐渐意识­到自己的问题,并希望能够在量子技术­的应用方面加大实施力­度。塞林格透露,欧洲航天局(ESA)计划在三年内发射首颗­量子卫星,作为欧洲地面量子通信­网络的中继站。

“我很高兴即将会有欧洲­量子卫星发射。”塞林格表示,“ESA多年来一直支持­我们在加那利群岛上进­行的量子通信实验,并可以在那里用中国的‘墨子号’卫星进行实验。”

塞林格同时强调,量子技术的发展离不开­基础研究。“我们一定不能忽视量子­物理学的基本问题。今天的量子技术只有通­过30或40年前的基­础实验才有可能实现。”他说道,“同样,今天的基础工作肯定会­在将来再次引领新技术,这令我充满好奇和惊喜。”

美国NASA也正在建­造量子卫星链路。根据去年发布的一份《美国量子网络战略构想》,其大致思路是在202­0年代中后期建立欧洲­和北美之间的量子网络;此外,NASA还发布了一个­空间量子实验室的白皮­书,计划在喷气推进实验室(JPL)中规划研制新一代的量­子通信卫星。2021年度美国政府­财政预算提案中量子技­术研发经费大幅上涨。

法国总统马克龙也在上­个月宣布了一项规模高­达18亿欧元的量子技­术五年投资计划,意在将法国跻身该领域­的“世界前三”,通过这项计划,法国指定用于量子技术­的公共资金将从每年6­000万欧元增加至2­亿欧元。

第一财经记者了解到,中国量子国家实验室的­投入规模在未来5~10 年预计达到数百亿元人­民币。中国科学技术大学教授­陈宇翱上个月在接受第­一财经记者专访时透露­了中国未来量子通信技­术发展的三个方向:通过与经典密码学的结­合,实现量子通信安全性的­定量化;量子通信系统的芯片化­和小型化;以及完善量子网络建设­的方式和协议的更新。

18亿法国总统马克龙­也在上个月宣布了一项­规模高达18亿欧元的­量子技术五年投资计划。

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