中国科大陈宇翱生平中国科大量子研究团队:引领世界的中国力量

2017-05-16

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文章简介：2016年初,代表中国自然科学领域最高奖项的国家自然科学奖一等奖在万众期待中揭晓,中国科学技术大学潘建伟.彭承志.陈宇翱.陆朝阳.陈增兵为主要完成人的"多光子纠缠及干涉度量"团队获此殊荣.就在此前一个月,英国物理学会新闻网站<物理世界>评选出的2015年度国际物理学十大突破公布,潘建伟和陆朝阳因首次实现同时量子隐形传输一个基本粒子(光子)的两个内秉属性的工作入选,并位列榜首,这也是在中国本土完成的工作第一次获此荣誉.潘建伟以及中国科大量子研究团队,已经成为量子研究领域引领世

2016年初,代表中国自然科学领域最高奖项的国家自然科学奖一等奖在万众期待中揭晓,中国科学技术大学潘建伟、彭承志、陈宇翱、陆朝阳、陈增兵为主要完成人的“多光子纠缠及干涉度量”团队获此殊荣。

就在此前一个月,英国物理学会新闻网站《物理世界》评选出的2015年度国际物理学十大突破公布,潘建伟和陆朝阳因首次实现同时量子隐形传输一个基本粒子(光子)的两个内秉属性的工作入选,并位列榜首,这也是在中国本土完成的工作第一次获此荣誉。

潘建伟以及中国科大量子研究团队,已经成为量子研究领域引领世界的中国力量。

量子是指微观世界里不可分割的基本个体,比如日常生活中的光,就是由大量光量子组成的。量子有着诸如未知量子态不可复制、量子非定域性等不同于宏观物理世界的奇妙特性,若能掌握这些特性,则有望实现对信息处理能力革命性的突破。

我国古典四大名著之一的《西游记》里,孙悟空一个“筋斗云”就能越过十万八千里。几百年后,科学家已经在微观粒子层面上通过实验验证了“筋斗云”这种超能力的可实现性。利用量子纠缠发展出的量子隐形传态,就像孙悟空的“筋斗云”一样,可以将物质的未知量子态精确传送到遥远地点,从而实现从A地到B地的瞬间传输。

潘建伟团队已经在实验上证明了这种可能性:2004年,利用五光子纠缠,团队首次实现了终端开放的、多接收用户的量子隐形传态;2006年,利用六光子纠缠,团队首次实现了两粒子复合系统的量子隐形传态;2015年更是首次实现了多个自由度的量子隐形传态。

“如果我们带着一个保险箱去北京开会,而保险箱的钥匙落在合肥了,在合肥的同事可以通过量子隐形传态将钥匙的每一个特征都精确传送到北京,而在此过程中他并不掌握这把钥匙的任何信息。这在经典世界中是不可想象的。”潘建伟说。

潘建伟团队有着明确的科研路线图:通过量子通信研究,从初步实现局域量子通信网络,到实现多横多纵的全球范围量子通信网络,以保证信息传输的绝对安全;通过量子计算研究,为大规模计算难题提供解决方案,实现大数据时代信息的有效挖掘;通过量子精密测量研究,实现新一代定位导航等等。

中国科大牵头承担的中科院战略性先导科技专项“量子科学实验卫星”将于今年发射,届时可以实现高速星地量子通信,并连接地面的城域量子通信网络,初步构建我国广域量子通信体系。同时,团队牵头承担的千公里光纤量子通信骨干网工程“京沪干线”项目正在稳步建设,将于今年年底前后建成连接北京、上海的高可信、可扩展、军民融合的广域光纤量子通信网络,将推动量子通信技术在国防、政务、金融等领域的应用。

“科研需要长远规划和群体作战,不能单打独斗。”打铁还需自身硬,潘建伟从2001年就开始人才布局。从中国科大起步,人才布局辐射奥地利因斯布鲁克大学、英国剑桥大学、德国马普量子光学所、瑞士日内瓦大学、美国斯坦福大学……2008年,潘建伟带领在德国的团队整体回归中国科大,而其他分布在世界各地的年轻人也陆续回国,以陈宇翱、陆朝阳、张强、赵博等为代表的一批优秀的青年学者组成了一支精干的研究团队。