作者:黄辛 来源:中国科学报 发布时间:2016/8/17 8:29:17
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将量子通信列入“科创22条”和“十三五”科技创新规划,同时注重青年人才培养——
上海抢占量子科技发展先机

 

■本报记者 黄辛

8月16日,我国首颗量子科学实验卫星成功发射升空。这不仅标志着我国成为全球第一个实现卫星和地面之间量子通信的国家,更有助于从根本上对“窃听”说不,即实现量子通信。

记者从上海市科委举行的量子科技讨论会上获悉,伴随着“量子通信元年”的到来,上海已将量子通信列入“科创22条”意见中的重大战略项目,并在“十三五”科技创新规划中,将“量子材料与量子通信”作为重要战略方向进行部署。

提前布局

量子通信是迄今为止唯一被严格证明为无条件安全的通信方式,可从根本上解决国防、金融、政务、商业等领域的信息安全问题。中国科学技术大学上海研究院教授张强表示,量子科学实验卫星发射成功后,将实现高速的星地量子通信并连接地面的城域量子通信网络,初步构建我国的广域量子通信体系。

到今年年底,我国将建成连接北京、上海的2000公里光纤量子保密通信骨干网“京沪干线”。这将是基于可信中继的世界最长的量子通信干线。“未来5~10年,我国有望建成天地一体化的量子通信网络,实现全球量子化通信。”张强说。

正是基于量子通信的重要性,早在2003年,上海市便将量子技术列为其储备的重大前沿科技领域。通过基础研究项目、上海市自然基金、科技人才计划等,上海已累计投入近1.2亿元,支持量子方向相关项目200多个。例如,2008年布局、由中科院上海技物所研究员王建宇领衔的空间尺度量子实验关键技术项目,与此次量子卫星实验密切相关;今年,上海市又以重大研究计划的形式,对量子计算等未来重要方向进行了前瞻部署。

专家认为,上海有望通过十多年来具有前瞻性的提前布局,抢占量子技术发展先机。

成果丰硕

事实上,上海已在各个领域获得众多重要成果,多项技术甚至领跑全球。

以此次发射成功的量子科学实验卫星为例,其科学试验中心便设在中科大上海研究院,中科院上海技术物理研究所、上海微小卫星工程中心等多家在沪科研机构参与了研制工作。

以上海技物所为例,其早在2008年就开始参与攻关量子卫星关键技术。从2009年开始,中科大、上海技物所、成都光电所等组成联合攻关团队,在青海湖畔开展了一系列验证实验,以检验星地量子通信的可行性和设备可靠性,并最终在百公里量级的距离上验证了在远距离、高大气损耗条件下的量子通信的可行性。

与此同时,复旦大学量子调控实验室在国际上率先发现了单原子层的新材料黑磷。这是一种电子移动速度比拟石墨烯的半导体材料。

该校物理系教授吴施伟说,在后硅基时代的新型电子元器件领域,中国必须抢占先机。“我们希望找到一种取代硅的新材料,用新的量子现象实现手机计算的逻辑,同时开发新的量子材料进行量子通信。”

“在量子损耗上,我们已经做到世界最好。”上海交通大学物理与天文系特别研究员金贤敏告诉记者,芯片化、集成化是量子计算真正迈向实用化的研究热点和战略方向。用他们的飞秒激光技术刻一个由1600个光子波导光源组成的光子芯片,只需3小时;用牛津大学的装置做同样实验,则需要半年。

华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室立足于高分辨、高灵敏和高精度的“三高”特色。“基于量子力学原理的精密测量,能帮助我们验证诸如重物附近时间流逝变慢等爱因斯坦在百年前提出的预言。”该实验室主任吴健说。

人才辈出

上海市还高度关注人才培养。伴随着量子科技的发展,一批年轻科学家脱颖而出。

中科院上海微系统所助理研究员李浩只有30岁,但他继美国宇航局之后,成功完成了基于超导单光子探测技术的卫星激光测距,并且在850纳米波段首次实现光敏面50微米、探测效率达80%的超导纳米线单光子探测器。

据了解,在今年上海市自然基金设立的专门针对40岁以下年轻人的探索类板块中,有4个方向,其中之一就是量子调控。“我们希望有源源不断的后备力量充实量子队伍,让我们可以越走越远。”上海市科委基础研究处处长陈馨说。

陈馨同时表示,目前上海正组织相关力量开展量子方向发展路线图研究,为该市量子方向发展进行系统规划和顶层设计。

《中国科学报》 (2016-08-17 第4版 综合)
 
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