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量子卫星王建宇全球首颗量子卫星总指挥是宁波人!揭秘王建宇背后故事

2017-06-09

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文章简介：(量子科学实验卫星工程常务副总设计师.卫星总指挥,中科院上海分院党组书记.副院长王建宇)还记得这样的场景吗?电影中,主人公走入一扇"任意门"

(量子科学实验卫星工程常务副总设计师、卫星总指挥,中科院上海分院党组书记、副院长王建宇)

还记得这样的场景吗?电影中,主人公走入一扇“任意门”,瞬间就穿越来到另一个空间……在量子世界里,这或许不是幻想。

就在今天凌晨,我国发射了全球首颗量子科学实验卫星。以“墨子号”命名的全球首颗量子科学实验卫星,体积不大,却为世界科技界瞩目。小小量子,潜力无限,标志着我国正引领全球的量子通信研究。

你知道吗?量子科学实验卫星工程常务副总设计师、卫星总指挥王建宇是咱们宁波人!

今天上午9点半,甬派记者电话采访了在酒泉卫星发射基地的王建宇。卫星凌晨1时40分发射成功,但是他直到凌晨四五点才睡下,接到甬派记者电话时,王建宇刚起床,言语间仍难掩喜悦之情。

说起量子卫星

“兴奋得睡不着觉”

王建宇说,第一次承担如此重大的责任,在发射倒计时的时候还是有点紧张的。当完成卫星和火箭的分离,特别是听到卫星太阳能电池板成功展开,心一下子就踏实了。

发射成功后,王建宇和同事们兴奋得睡不着觉。“可能是太兴奋了,我一点也不觉得疲劳。”王建宇说,中科院的工作人员甚至还买来了鞭炮庆祝。

王建宇表示,这次发射卫星,自己也是第一次进到卫星发射指挥大厅,通过大屏幕来观看发射过程,可以清晰看到火箭和卫星的运行轨迹,以及它们分离的过程。感受确实有点不一样。

量子卫星和其他卫星到底有何不同?

“太不一样了。”王建宇解释说,一般的对地观测卫星,它只要在外空的轨道上被动接受来自地球的电磁辐射,就能获得所需要的图像数据,对地面没有特殊要求。而量子卫星,需要的是天地协同,必须保障天地之间通信链路的畅通。今天卫星发射成功了,但卫星是否能圆满完成实验任务,还有很长的路要走,不过今天是一个非常好的开端。

(王建宇近照)

谈起量子卫星发射成功的意义,王建宇说,这方面这两天媒体报道很多了,但是有两个特殊的方面值得强调。一是量子是非常微妙的,至上世纪三四十年代兴起后,对它的应用一直处于探索阶段。这次量子卫星的发射,是对之前的小尺度实验成果的检验,国际上非常关注。二是之前发射的其他卫星,基本上在国际上都可找到借鉴,但是唯独今天发射的这颗卫星是绝无先例的,所以它的科学意义、试验价值、技术领先度上都有亮点。

王建宇告诉甬派记者,中科院上海分院有个非常好的传统,既要做好行政管理,也抓好科研项目。除了担任行政职务外,目前自己还担任中科院空间主动光电技术重点实验室主任一职,上班在中科院、下班就“泡”实验室,基本上不在家,沉迷科研完全是心甘情愿的。“现在孩子也大了,夫人也很支持,所以可以很专心地做研究。”

说家乡宁波

母亲还在宁波生活,经常回宁波探亲

对家乡宁波,王建宇充满感情。

王建宇说,母亲住在海曙,自己经常回宁波,而且因为中科院宁波材料所的工作关系,经常来宁波走动。

(王建宇近照)

王建宇告诉甬派记者,他在海曙仓桥头出生长大,中学就读于离家不远的宁波市第十一中学(后并入东恩中学)。1975年中学毕业后,在宁波新华书店工作了两年多。然后考上了杭州大学(后并入浙江大学),大学毕业后又回到宁波,在宁波师范学院(后并入宁波大学)物理系工作两年多。

甬派记者检索发现,王建宇来宁波次数频繁,多是应邀考察企业、出席专家论坛、参加中科院宁波材料所相关会议。

(王建宇。资料图)

除了中科院上海分院的工作外,王建宇还负责中科院与浙江省院地合作。作为宁波人,王建宇对家长的建设和发展十分关注。宁波中科院信息技术应用研究院、中科院宁波城市环境观测研究站……中科院与宁波的合作非常密切,项目很多,这其中他的作用不小。

“以后还可以找机会,继续和宁波合作。”谈起这次量子卫星发射成果能否在宁波转化,王建宇这样回答。

采访过程中,王建宇给甬派记者的感觉是非常随和、热情。采访后,他还邀请记者前往中科院上海分院做客。“随时来找我。”王建宇说。

【新闻多一点】

揭秘全球首颗量子卫星

什么是量子和量子通信?

量子是物理世界里最小的、不可分割的基本个体。可以说,整个世界都是由量子组成的。而量子理论,被称为物理世界的百岁“幽灵”,连不少科学家都为其产生的神秘现象所迷惑,对于普通人来说自然更加高深。

通常认为,量子通信分为两种,一种是量子保密通信(量子密钥分发);另外一种是量子隐形传态。

量子保密通信,就好比一个人想要传递秘密给另外一个人,需要把存放秘密的箱子和一把钥匙传给接收方。接收方只有用这把钥匙打开箱子,才能取到秘密。没有这把钥匙,别人无法打开箱子,而且一旦这把钥匙被别人动过,传送者会立刻发现,原有的钥匙作废,再给一把新的钥匙,直到确保接收方本人拿到。

那么,为何钥匙被别人一碰,就能立刻被知晓呢?

因为,科学家利用了上面提到过的量子有多个叠加态的原理,用量子作为密钥。这样一来,一旦有人试图截获或测试量子密钥,就会改变量子状态,科学家便能立刻从改变中发现有人动了钥匙。所以,利用量子不可克隆和不可分割的特性,就能实现无条件安全的通信方式。

量子通信的另一种——量子隐形传态也利用了量子的两大特性,通过隐形传输实现信息传递。也就是说,将粒子的未知量子态精确传送到遥远地点而不用传送粒子本身。

中国何以领跑世界?

近年来,我国在国际量子信息研究领域取得的众多成就,常常被业界冠以“率先”“首次”“第一个”……国际权威期刊《自然》杂志发文感叹,中国在量子通信领域,从十年前不起眼的国家发展为现在的世界劲旅,将领先欧洲和北美。

今年3月,欧盟委员会发布《量子宣言(草案)》,计划于2018年启动10亿欧元的量子技术项目。其中在量子通信方面,规划5年内突破量子中继器核心技术,实现点对点安全量子通信。10年内实现远距离量子网络、量子信用卡应用等,目标融合量子通信与经典通信,“保卫欧洲互联网安全”。

美国更是将“量子跃迁”作为“6大科研前沿”之一,认为人类正站在下一代量子革命的门槛上,量子力学正在导致变革性技术,必须加大投入促进交叉性基础研究。

发射全球第一颗量子通信卫星,无疑确立了我国在国际量子通信研究中的领跑地位。根据我国量子通信发展规划,量子卫星发射以后,今年底建成“量子通信京沪干线”,国内初步形成广域量子通信体系。到2030年左右,中国率先建成全球化的量子通信网络。

当前,我国科技发展正处于“从量的积累向质的飞跃、点的突破向系统能力提升”的重要时期,已经从以跟踪为主发展为跟跑、并跑和领跑“三跑”并存的新格局,处于从跟跑、并跑向领跑转变的关键阶段。量子科学卫星的发射,意味着我国在一些前沿领域已开始领跑。我国目前在全球量子通信竞争中能处于领先地位,一方面得益于国家对量子信息领域发展的高度重视,同时也依靠科研工作者取得的一系列重大突破。

首颗“量子科学实验卫星”的发射成功,有望让量子通信真正进入广域传输时代;其“测不准”“不可克隆”等特性,使得其传输的信息在理论上永不会被解密。

不过,发射卫星只是一个起点,在“宏伟量子大厦”中,量子京沪干线正在飞速搭建,天地一体的广域量子网络倚马可待,市场应用不断突破。在第二次“量子革命”中,中国正在领跑。

在高科技赛场上,中国将持续发力。不久前颁布的《“十三五”国家科技创新规划》部署了量子通信量子计算、脑科学和类脑研究等超前技术,更加注重前沿性、引领性,也更加关注颠覆性技术对产业变革的深刻影响。

“墨子号”的升空,是中国科学家将人类认知的触角向未知领域延伸,必将在世界科技史上写下浓墨重彩的一笔。“日日行,不怕千万里;常常做,不怕千万事”。中国科技创新将以更大的步幅、更矫健的身姿飞奔向前。