8月16日凌晨，當(dāng)很多人還在睡夢中時，身在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心的科學(xué)家則見證了世界上首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子號”的騰飛。
或許你有意無意間看過一些有關(guān)“墨子號”的科普報道，但可能仍未感受到相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)家對它的熱切期待。在“墨子號”成功發(fā)射的當(dāng)天，本報記者采訪了國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)家，共同描繪了他們心中的“‘墨子’夢”。
不做跟班式研究
“很令人振奮。”談到成功升空的全球首顆量子實驗衛(wèi)星，清華大學(xué)物理系教授王向斌語氣中仍帶著一絲激動與興奮。
在專家眼中，“墨子號”代表的不僅是一顆衛(wèi)星方面的技術(shù)突破，而且在一定程度上可謂摘掉了飽受詬病的國內(nèi)“跟班式”研究的帽子。
“以綜合國力狀況來看，中國科學(xué)家不應(yīng)該總是做一些跟班式的研究工作，我們要有自己的重大原創(chuàng)性突破。”王向斌表示，“墨子號”的成功發(fā)射，在一定程度上奠定了我國在量子信息領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位，實現(xiàn)了我國朝“領(lǐng)跑者”角色努力的目標(biāo)。
在中科院院士、清華大學(xué)物理系教授李家明看來，更重要的是，“墨子號”在人才培養(yǎng)上將發(fā)揮不可替代的重要作用。“訓(xùn)練研究生最重要的一方面就是在工作中學(xué)習(xí)?！崩罴颐髡f，量子衛(wèi)星為相關(guān)人才培養(yǎng)提供了機(jī)遇。
“墨子號”的成功發(fā)射無疑給中國相關(guān)研究注入了強(qiáng)有力的興奮劑，然而這一“彎道超車”的舉措并非僅僅攪動了中國這池春水，在國外量子物理研究領(lǐng)域也引起了廣泛關(guān)注。
美國路易斯安那州立大學(xué)赫恩理論物理研究所聯(lián)合主管Jonathan P. Dowling在接受《中國科學(xué)報》采訪時表示，對潘建偉團(tuán)隊可能獲得的衛(wèi)星數(shù)據(jù)分析結(jié)果表示期待。
“量子衛(wèi)星發(fā)射成功后，可能要花費(fèi)數(shù)月檢查系統(tǒng)、收集并分析數(shù)據(jù)，而獲得正確的分析結(jié)果對科研至關(guān)重要?！盌owling表示，對潘建偉團(tuán)隊將要分享的數(shù)據(jù)很有信心。
此外，英國《每日郵報》網(wǎng)站也于8月16日在發(fā)表的題為《發(fā)射量子衛(wèi)星中國邁出太空競賽重要一步》的文章中指出：中國發(fā)射的量子衛(wèi)星“是朝著建立利用傳統(tǒng)手段無法竊取信息的全球化網(wǎng)絡(luò)邁出的重要一步”。
檢驗科學(xué)思想的利器
對于這顆衛(wèi)星，外界抱有很高的期待，因為借助它，人們似乎看到了解決信息安全的終極手段?？茖W(xué)家對“墨子號”未來能夠帶來的驚喜有著廣泛的視角。
就“墨子號”承擔(dān)的科學(xué)任務(wù)來看，王向斌說，它的核心工作就是檢驗遠(yuǎn)距離量子通信的可行性。
“量子通信有很多優(yōu)勢，但實現(xiàn)起來有難度，星地量子通信就像太空‘針尖’對地面的‘麥芒’?！蓖跸虮蠼忉屨f，量子通信需要用到單量子態(tài)，它不可復(fù)制也無法放大，因而距離便成為了長距離量子通信發(fā)展的一個瓶頸。
專家告訴記者，目前在地面的量子通信最遠(yuǎn)傳輸距離在三四百公里。而量子衛(wèi)星的意義在于，經(jīng)過衛(wèi)星中轉(zhuǎn)后，無論地面距離有多遠(yuǎn)，單量子在太空的真空環(huán)境中，只需要經(jīng)受約10公里厚的大氣層帶來的衰減。
這顆實驗衛(wèi)星核心的意義便在于檢驗上述科學(xué)設(shè)想的可行性，并尋找技術(shù)上的不足以便進(jìn)一步改善。
值得肯定的是，“墨子號”在基礎(chǔ)科學(xué)方面用到了光量子的特點，這對進(jìn)一步推動我國機(jī)密科學(xué)的發(fā)展至關(guān)重要，李家明表示。
王向斌表示，盡管距離實際應(yīng)用還有一定的距離，但“只要需要用到安全的保密通信的地方，量子通信都是終極解決手段”。
開放合作也應(yīng)保護(hù)國家投入
在近100年前，愛因斯坦與建立量子力學(xué)的核心人物玻爾圍繞量子力學(xué)的基礎(chǔ)問題進(jìn)行了激烈的辯論。兩位重量級的理論物理學(xué)家對量子力學(xué)的基礎(chǔ)問題存在不一樣的認(rèn)知。
王向斌告訴記者，對讓愛因斯坦和波爾產(chǎn)生分歧的量子力學(xué)基石問題的判決，便需要用到遠(yuǎn)距離的量子糾纏分發(fā)。
“科學(xué)上大家都很好奇，糾纏分發(fā)到底能做多遠(yuǎn)?！蓖跸虮蠼忉尩溃绻覀兲魬?zhàn)一下量子極限，對于判決一些量子力學(xué)的基礎(chǔ)問題，有著極為重要的價值。
也正是因為在應(yīng)用研究和基礎(chǔ)研究方面的廣闊前景，才讓“墨子號”吸引了更多國際研究人員的關(guān)注。據(jù)報道，奧地利、德國、意大利等許多國家已向中國拋出橄欖枝，期待在量子通信研究中與中國展開合作。
Dowling也在采訪中告訴記者，國際合作在這樣的大科學(xué)項目中至關(guān)重要?！叭绻夷軐@個激動人心的項目有所貢獻(xiàn)，我會非常興奮?！?/p>
專家認(rèn)為，外國科學(xué)家對“墨子號”的濃厚興趣根本在于其重大原創(chuàng)性。正如李家明所說：“你行，別人才會跟你合作?！?/p>
對于國際合作，中國科學(xué)家始終保持開放的態(tài)度，“如果能夠吸引到國際同行的加入，對整個領(lǐng)域的發(fā)展是具有很大的推動作用的。”王向斌說。
但李家明也提醒，對國家有重大投入的科學(xué)項目，在國際合作中也要注意保護(hù)國家投入?！敖涣鲿龀龌鸹?，啟發(fā)出新想法?！崩罴颐髡f，要鼓勵交流，但作為科學(xué)家和項目管理者，也要保護(hù)國家投入，實現(xiàn)互利共贏。
