專家談「墨子號」：星地「針尖對麥芒」

科技 08-17

專家談「墨子號」：星地「針尖對麥芒」

或許你有意無意間看過一些有關「墨子號」的科普報道，但可能仍未感受到相關領域科學家對它的熱切期待。在「墨子號」成功發射的當天，本報記者採訪了國內外相關領域的科學家，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星，清華大學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星方面的技術突破，而且在一定程度上可謂摘掉了飽受詬病的國內「跟班式」研究的帽子。

「以綜合國力狀況來看，中國科學家不應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性突破。」王向斌表示，「墨子號」的成功發射，在一定程度上奠定了我國在量子信息領域的領導地位，實現了我國朝「領跑者」角色努力的目標。

在中科院院士、清華大學物理系教授李家明看來，更重要的是，「墨子號」在人才培養上將發揮不可替代的重要作用。「訓練研究生最重要的一方面就是在工作中學習。」李家明說，量子衛星為相關人才培養提供了機遇。

「墨子號」的成功發射無疑給中國相關研究注入了強有力的興奮劑，然而這一「彎道超車」的舉措並非僅僅攪動了中國這池春水，在國外量子物理研究領域也引起了廣泛關注。

美國路易斯安那州立大學赫恩理論物理研究所聯合主管Jonathan P. Dowling在接受《中國科學報》採訪時表示，對潘建偉團隊可能獲得的衛星數據分析結果表示期待。

「量子衛星發射成功後，可能要花費數月檢查系統、收集並分析數據，而獲得正確的分析結果對科研至關重要。」Dowling表示，對潘建偉團隊將要分享的數據很有信心。

此外，英國《每日郵報》網站也於8月16日在發表的題為《發射量子衛星中國邁出太空競賽重要一步》的文章中指出：中國發射的量子衛星「是朝著建立利用傳統手段無法竊取信息的全球化網路邁出的重要一步」。

檢驗科學思想的利器

對於這顆衛星，外界抱有很高的期待，因為藉助它，人們似乎看到了解決信息安全的終極手段。科學家對「墨子號」未來能夠帶來的驚喜有著廣泛的視角。

就「墨子號」承擔的科學任務來看，王向斌說，它的核心工作就是檢驗遠距離量子通信的可行性。

「量子通信有很多優勢，但實現起來有難度，星地量子通信就像太空『針尖』對地面的『麥芒』。」王向斌解釋說，量子通信需要用到單量子態，它不可複製也無法放大，因而距離便成為了長距離量子通信發展的一個瓶頸。

專家告訴記者，目前在地面的量子通信最遠傳輸距離在三四百公里。而量子衛星的意義在於，經過衛星中轉後，無論地面距離有多遠，單量子在太空的真空環境中，只需要經受約10公里厚的大氣層帶來的衰減。

這顆實驗衛星核心的意義便在於檢驗上述科學設想的可行性，並尋找技術上的不足以便進一步改善。

王向斌表示，儘管距離實際應用還有一定的距離，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」。

開放合作也應保護國家投入

在近100年前，愛因斯坦與建立量子力學的核心人物玻爾圍繞量子力學的基礎問題進行了激烈的辯論。兩位重量級的理論物理學家對量子力學的基礎問題存在不一樣的認知。

王向斌告訴記者，對讓愛因斯坦和波爾產生分歧的量子力學基石問題的判決，便需要用到遠距離的量子糾纏分發。

「科學上大家都很好奇，糾纏分發到底能做多遠。」王向斌解釋道，如果我們挑戰一下量子極限，對於判決一些量子力學的基礎問題，有著極為重要的價值。

也正是因為在應用研究和基礎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注。據報道，奧地利、德國、義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也在採訪中告訴記者，國際合作在這樣的大科學項目中至關重要。「如果我能對這個激動人心的項目有所貢獻，我會非常興奮。」

專家認為，外國科學家對「墨子號」的濃厚興趣根本在於其重大原創性。正如李家明所說：「你行，別人才會跟你合作。」

對於國際合作，中國科學家始終保持開放的態度，「如果能夠吸引到國際同行的加入，對整個領域的發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項目，在國際合作中也要注意保護國家投入。「交流會碰出火花，啟發出新想法。」李家明說，要鼓勵交流，但作為科學家和項目管理者，也要保護國家投入，實現互利共贏。

(作者：王佳雯姜天海)

AI有話說：

難點：1、衛星要同時對接兩個地面站；2、對接精度相當於針尖對麥芒。

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