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    量子物理学家塞林格:欧洲决策者需要更多的勇气

    发布日期:2021-02-17 22:20 物理论文

    量子加密是量子技术在世界上第一次真正广泛的应用。中国、美国和欧洲都增加了对量子技术的投资,包括建设天地一体的广域量子通信网络和推广量子

    奥地利量子物理学家安东泽林格教授近日在接受德国《法兰克福汇报》采访时透露,欧洲希望在三年内发射第一颗量子卫星,而中国的量子卫星将进入商业发展阶段。

    塞林格教授是世界上基础量子物理和量子信息领域的先驱和重要开拓者。他被授予沃尔夫物理学奖。他在奥地利留学期间也是中国科技大学潘建伟的导师,与中国科学院合作密切。塞林格的团队参与了中科院领导的洲际量子通信实验,在世界上首次实现了北京和维也纳之间的量子保密通信。结果入选美国物理学会评选的2018年国际物理十大进步。

    早在八年前,塞林格教授就曾写道,一个研究者一生中最大的惊喜就是“看到量子的基本物理现象出人意料地导致新的应用”。他说现在已经应用了单个量子粒子的物理现象,包括激光和手机中的很多功能;量子加密技术是世界上第一个得到广泛应用的技术;然而,量子计算机的应用仍然需要等待几年。

    作为潘建伟的博士生导师,塞林格高度赞扬了中国近年来在量子技术方面的研究成果。他说:“潘建伟和他的团队取得的成就是显著的,他们得到了中国政府的大力支持。与西欧任何国家相比,这些项目的运作都更加系统。”

    中国早在2016年就发射了世界上第一颗量子科学实验卫星墨子,但在未来,中国的量子卫星将不仅停留在测试阶段。

    在谈到学生潘建伟时,塞林格自豪地说:“潘建伟在奥地利待了八年,完成了博士和博士后学业。即使在当时,他在选择研究领域时也非常有策略。他仍然是一个充满激情的科学家。”

    自2008年回国以来,潘建伟建立了庞大的量子技术研究团队,现在这个团队聚集了数百名研究人员。今年1月7日,潘建伟团队在《自然》杂志上发表了题为《跨越4600 km的综合量子通信网》的论文,验证了广域量子保密通信技术在实际应用中的条件已经初步成熟。

    如今,中国已经开始在量子通信技术上领先世界。在量子保密通信京沪干线与墨子量子卫星成功对接的基础上,潘建伟团队建成了全球首个集成700多条地基光纤QKD链路和2条星地自由空间高速QKD链路的广域量子通信网络,实现了地面跨度4600公里的星地一体化大规模多用户量子密钥分发,并在政务、金融、电力等领域进行了两年多的稳定性和安全性测试、标准化研究和应用示范。

    长期以来,欧洲在量子技术的基础研究中拥有决定性的发言权。中国量子技术的发展是否让欧洲失去了全球领先地位?对此,塞林格说:“欧洲在基础研究方面仍然领先世界,但欧洲的问题是实施技术的能力。如果能建立一个欧洲项目,能招到最优秀的研究人员,能制定出合适的战略步骤,那么就能达到预期的目标。”

    塞林格承认,在欧洲建立一个量子技术的阿波罗实验并不容易,因为有必要说服各方关注同一个项目。“21世纪初,当我们试图建立一颗用于量子实验的欧洲卫星时,这是一个问题,但在中国和美国没有这个问题。”塞林格说,“我希望对欧洲有一个具体的长期愿景,这需要决策者的勇气。”

    但欧洲各国政府也逐渐意识到自己的问题,希望加强量子技术的应用。塞林格透露,欧洲航天局(ESA)计划在三年内发射第一颗量子卫星,作为欧洲地面量子通信网络的中继站。

    “我很高兴欧洲量子卫星即将发射。”塞林格说,“欧空局多年来一直支持我们在加那利群岛的量子通信实验,我们可以用中国的‘墨子’卫星在那里进行实验。”

    塞林格还强调,量子技术的发展离不开基础研究。“我们绝不能忽视量子物理的基本问题。今天的量子技术只能通过三四十年前的基础实验来实现。”他说:“同样,今天的基础工作,一定会在未来再次引领新技术,让我充满好奇和惊喜。”

    美国宇航局也在建造量子卫星链路。根据去年发布的一个《美国量子网络战略构想》,总体思路是在2020年代中后期建立欧洲和北美之间的量子网络;此外,美国航天局还发布了空间量子实验室白皮书,并计划在喷气推进实验室(JPL)开发新一代量子通信卫星。在2021年美国政府预算提案中,量子技术的研发支出大幅上升。

    法国总统马克龙上个月还宣布了一项规模为18亿欧元的量子技术五年投资计划,旨在使法国跻身该领域的世界前三名。通过这一计划,法国为量子技术指定的公共资金将从每年6000万欧元增加到2亿欧元。

    第一财经记者了解到,未来5-10年,中国量子国家实验室的投资规模有望达到数百亿人民币。中国科学技术大学教授陈玉玺上个月在接受《第一财经记者》专访时,为中国未来量子通信技术的发展揭示了三个方向:通过与经典密码学的结合,量化量子通信的安全性;芯片与量子通信系统的小型化:并改进量子网络的构建方式和更新协议。


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