“墨子号” “量子”入科创规划 青年科学家挑大梁
发布时间：2016-08-17
昨日1时40分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空。本报记者从上海市科委获悉：上海已将“量子材料与量子通信”作为重要战略方向纳入“十三五”科技创新规划。值得关注的是，其中“挑大梁”的多为“80后”青年科学家。
■A092016年8月16日1时40分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空。这将使我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信，构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。
量子卫星首席科学家潘建伟院士介绍，量子通信的安全性基于量子物理基本原理，单光子的不可分割性和量子态的不可复制性保证了信息的不可窃听和不可破解，从原理上确保身份认证、传输加密以及数字签名等的无条件安全，可从根本上、永久性解决信息安全问题。
量子卫星2011年12月立项，是中科院空间科学先导专项首批科学实验卫星之一。其主要科学目标一是进行星地高速量子密钥分发实验，并在此基础上进行广域量子密钥网络实验，以期在空间量子通信实用化方面取得重大突破；二是在空间尺度进行量子纠缠分发和量子隐形传态实验，在空间尺度验证量子力学理论。
工程还建设了包括南山、德令哈、兴隆、丽江4个量子通信地面站和阿里量子隐形传态实验站在内的地面科学应用系统，与量子卫星共同构成天地一体化量子科学实验系统。
潘建伟表示，我国自主研发的量子卫星突破了一系列关键技术，包括高精度跟瞄、星地偏振态保持与基矢校正、星载量子纠缠源等。量子卫星的成功发射和在轨运行，将有助于我国在量子通信技术实用化整体水平上保持和扩大国际领先地位，实现国家信息安全和信息技术水平跨越式提升，有望推动我国科学家在量子科学前沿领域取得重大突破，对于推动我国空间科学卫星系列可持续发展具有重大意义。
本次任务还搭载发射了中科院研制的稀薄大气科学实验卫星和西班牙科学实验小卫星。量子卫星发射入轨后将进行3个月左右的在轨测试，然后转入在轨运行阶段。
量子卫星工程由中科院国家空间科学中心抓总负责；中国科学技术大学负责科学目标的提出和科学应用系统的研制；中科院上海微小卫星创新研究院抓总研制卫星系统，中科院上海技术物理研究所联合中科大研制有效载荷分系统；中科院国家空间科学中心牵头负责地面支撑系统研制、建设和运行；对地观测与数字地球科学中心等单位参加。
据介绍，长征二号丁运载火箭由中国航天科技集团公司所属上海航天技术研究院研制。此次发射是长征系列运载火箭的第234次飞行。
[相关新闻]卫星上将开展空间高速相干激光通信试验16日，中科院上海光机所研制的空间高速相干激光通信载荷搭载量子卫星发射升空，将开展卫星与新疆、北京地面站之间的高速相干激光通信技术验证。这将是我国首次开展空间高速相干激光通信试验，标志着我国初步具备研制星间相干激光通信载荷的能力。
空间高速激光通信技术用于实现星间、星地高速数据传输，可克服高分辨率卫星成像数据传输有限的瓶颈，是空间数据中继、星间组网的重要手段，也是一项国内外航天界高度关注的前沿高科技技术。
量子卫星相干激光通信载荷指挥、中科院上海光机所副所长陈卫标表示，相干探测激光通信，具有灵敏度高、白天可工作等技术优点，特别适用于空间超远距离（数万公里）卫星间的高速激光通信。相对第一代几十、数百兆/秒速率的直接探测激光通信技术，第二代空间相干激光通信技术速率可达数千兆/秒，乃至数万兆/秒，成为国内外星间数据中继的主流方案。
据新华社电美俄专家：量子通信是防御黑客的最好选择中国16日成功发射世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”，将推动量子通信的发展。美国和俄罗斯专家就此表示，量子通信是确保信息安全和防御黑客的最好选择。
美国《华尔街日报》当天发表评论说，量子卫星将让中国在防御黑客方面走在世界前列。文章说，在当今信息社会，黑客威胁日益严重，安全通信对国家安全日益重要。报道援引华盛顿一家智库的网络安全专家约翰科斯特洛的话说，美国一直在攻击和入侵中国的网络，这促使中国加强研究“防御性的”量子通信技术。
该报指出，美国正在大力发展量子计算机，可用来攻破传统的基于数学的加密手段。由于量子通信是基于物理规律的，将其用于传输密码，在目前来看是无法被窃取的。该报引用信息技术专家罗恩斯坦菲尔德的话说：“量子密码学是未来我们最好的选择。”
俄罗斯量子中心的“量子通信研究团队”负责人库罗奇金对新华社记者说：“在未来量子计算机时代，只有量子通信能够保证信息安全。”
他认为，量子通信研究目前有几个发展方向，一是查找构建量子通信网所面临的技术薄弱环节；二是针对可能出现的攻击量子通信的手段，提前制订某些防范方案；三是为构建量子通信系统，各方应达成哪些必要协议。
美国“商业内幕”网站发表题为《中国发射反黑客卫星，将引领新一轮太空竞赛》的文章说，中国在量子通信领域投入了大量资金和精力，如果美国科学家找到如何破解量子密码的方法，中国科学家可能会研发出更安全的版本。
据新华社电[幕后]上海量子科技“80后”青年挑大梁青年报资深记者 郭颖本报讯昨天凌晨，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空。青年报记者从上海市科委获悉：上海已将“量子材料与量子通信”作为重要战略方向纳入“十三五”科技创新规划。值得关注的是，其中“挑大梁”的多为“80后”青年科学家。
设立青年人才量子探索项目据介绍，上海市科委多年来一直高度关注量子技术发展。自2003年以来，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年布局了“空间尺度量子实验关键技术”，与此次量子卫星实验密切相关。近年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。
“我们还高度关注人才培养，在上海市自然基金中专门设立针对40岁以下青年人才的‘量子调控’探索类项目，为支持该方向后备人才发展建立了绿色通道。”市科委基础研究处处长陈馨介绍说，目前已有11位青年才俊入选。
青年报记者留意到，在出席“上海推动量子技术发展媒体沟通会”的6名专家中，有半数以上是不到37岁的青年科学家。
华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室主任吴健教授是上海本土优秀人才，曾先后获得上海市东方学者、曙光计划、青年科技启明星以及跟踪等人才计划的支持。今年年初， 36岁的他成为了全国最年轻的国家重点实验室主任。
吴健介绍说：“像量子极限测量、量子保密通讯，华东师范大学2000年左右就开始开展相关的工作。目前我们更加专注于量子精密测量，简单地来说就是把传统光学探测的灵敏度提升到量子的极限，探究量子物理的重要基础科学问题和应用拓展。例如基于量子探测的激光雷达，可以实现小型化、可穿戴式的激光成像雷达，有望应用于机器人视觉、智能汽车等领域。”
各项支持政策吸引海归加盟在青年科技启明星计划、优秀学术/技术带头人计划、浦江人才计划等基础上，上海还新增了专为32岁以下科研人员提供支持的“扬帆计划”。多种形式的人才支持政策相继为55名量子技术领域的青年科研人员提供了科研上的“第一桶金”。
在上海量子技术领域，有不少是海归。上海交通大学光子集成与量子信息实验室负责人金贤敏就是其中之一。
金贤敏从2010年起就加入了牛津大学Ian Walmsley研究团队，这是国际上最早开展光量子信息集成化研究也是最顶尖的小组之一，其间他参与并共同负责芯片小组的光量子集成芯片研究方向达4年多。在两年多时间里，金贤敏往返于牛津和上海之间，一边在牛津学习和做研究，一边在上海交大组建光子集成与量子信息实验室和研究小组，开展了飞秒激光直写装置的设计和搭建工作。
由于这些前期积累，在985三期工程支持下，上海交大“光子集成与量子信息实验室”成为最早开展飞秒激光直写光量子集成芯片研究的单位之一。
2014年，金贤敏正式辞去牛津大学的工作，全职回到上海交大。他仅用了两年时间就完成了光量子芯片制备的平台搭建和技术参数摸索工作，并在芯片上的光损耗和三维集成等关键技术能力上实现了超越。
金贤敏话里话外离不开“市科委的支持”。最近，科委一次性支持的400万元到位，解决了实验经费上的燃眉之急。
“在上海市科委的量子调控重大项目的大框架下，我们启动了‘飞秒激光直写光子芯片技术与量子计算基础研究’，将致力于升级和推进飞秒激光直写光量子集成芯片基础研究，原理性演示量子通信芯片和大规模光耦合网络。”对于这项科研的前景，年轻的金贤敏踌躇满志。