向着终极目标努力奔跑
今后或将在地月拉格朗日点放上光源,向人造飞船和月球分发量子纠缠,朝着“30万公里”的终极目标继续努力
从百里到千里,量子纠缠分发距离的这一跨越,究竟有多难?王建宇打了个比方:如果把光量子看成一个个1元硬币,星地量子分发就相当于从万米高空飞行的飞机上,不断把上亿个硬币准确投入持续旋转的储蓄罐狭小的投币口中。
这种星地间“针尖对麦芒”的远距离量子纠缠分发对精度要求极高。“光子是光里最小的单位,要探测到每个光子,就像在地球上,要看到月球上划亮的一根火柴。”王建宇这样形容。
是挑战也是机遇——
“这是兼具潜在实际现实应用和基础科学研究重要性的重大技术突破。”《科学》杂志几位审稿人断言,“毫无疑问,这将在学术界和广大社会公众中产生非常巨大的影响”。
美国波士顿大学量子技术专家谢尔吉延科评价:这是一个英雄史诗般的实验,中国研究人员的技巧、坚持和对科学的奉献应该得到最高的赞美与承认。
赞誉纷至沓来,潘建伟没有刻意回避,他称“这是量子卫星上天以来,迄今为止发布的最大成果”,未来将为开展大尺度量子网络和量子通信实验研究,以及开展外太空广义相对论、量子引力等物理学基本原理的实验检验奠定可靠的技术基础。
运用所发展的量子纠缠分发技术,研究团队正在开展实验创建密钥,以实现天地间的信息传输。“目前,量子通信的一个主要挑战是:如何在白天有大量光量子的情况下,分辨并接收到量子卫星的信号,以实现量子通信。”根据潘建伟的设想,他们今后或将在地月拉格朗日点放上光源,向人造飞船和月球分发量子纠缠,朝着“30万公里”的终极目标继续努力。
前景依稀明朗,脚步渐渐加速。“‘墨子号’卫星的其他重要科学实验任务,包括高速星地量子密钥分发、地星量子隐形传态等,也在紧张顺利地进行中,预计今年会有更多科学成果陆续发布。”潘建伟表示,目前量子通信技术已有很多突破,随着中国科技的迅猛发展,量子通信有望在“十三五”时期实现初步应用,但绝对安全的量子通信规模化应用可能还得需要10多年甚至更长时间。
按照计划,今后我国还将陆续发射多颗量子卫星,力争在2030年前后率先建成全球首个天地一体化的实用性广域量子通信网络。