量子通信技術對保障國家信息安全具有重要戰(zhàn)略意義。10年來，我國量子通信研究發(fā)展迅速，取得一批重要原創(chuàng)成果。“金融信息量子通信驗證網(wǎng)”的開通，對推動量子信息技術更好服務于經(jīng)濟社會發(fā)展產(chǎn)生了積極示范作用。首次成功實現(xiàn)百公里量級的自由空間量子糾纏分發(fā)和量子隱形傳態(tài)，為量子通訊衛(wèi)星的研制奠定了技術基礎，《自然》雜志稱這項技術“有望成為遠距離量子通信的里程碑”。
8月9日出版的《自然》雜志，刊發(fā)了一篇中國科學家的論文。這篇論文報告了合肥微尺度物質科學國家實驗室量子物理與量子信息研究部的一項最新科研進展——“實現(xiàn)百公里級自由空間雙向量子糾纏分發(fā)和量子隱形傳態(tài)”。它被審稿人評價為：“這是又一個英雄般的實驗，這個實驗有望成為遠距離量子通信的新里程碑。”
這樣的成果在該研究部并不鮮見，從2001年成立至今，研究部成員已在《美國國家科學院院刊》等5家頂尖國際期刊上發(fā)表了近百篇高質量論文。這個由最年輕的中國科學院院士潘建偉組建的團隊，已憑借其豐碩的研究成果，5次入選歐洲物理學會評選的“年度物理學重大進展”、4次入選美國物理學會評選的“年度物理學重大事件”、6次入選我國兩院院士評選的“年度中國十大科技進展新聞”。
不斷涌現(xiàn)的成果令世界矚目。世界著名科技新聞雜志——英國的《新科學家》曾在封面文章《中國崛起——人民的量子計算機》中這樣評價他們：“中國科學技術大學——因而也是整個中國——已經(jīng)牢牢地在量子計算的世界地圖上占據(jù)了一席之地。”
近日，記者來到安徽合肥采訪，試圖探尋這個科研團隊不同尋常的成功奧秘。
神奇美麗的量子寶庫
“過去100年間，量子力學給人類帶來了很多重要發(fā)現(xiàn)和應用；希望后100年間，中國科學家在量子世界的研究，可以為人類帶來更多激動人心的驚喜。”潘建偉說。
“從北京到合肥采訪，你是坐飛機來的吧。假設我們用量子糾纏態(tài)來對你進行隱形傳輸，前一秒你還在北京，后一秒，啪的一下，北京的你沒有了，初始化為一堆完全混亂的基本粒子，而一個由另一團基本粒子組成的、包含原本所有信息的你，已經(jīng)在合肥出現(xiàn)了。從原理上講，量子力學允許我們這樣以接近光速傳遞一個人。”
采訪潘建偉時，他隨口舉出的例子令人深深感受到量子物理的神奇。量子隱形傳態(tài)不是克隆，因為永遠只有一份個體，當復制體完成的同時，本體亦不復存在；量子隱形傳態(tài)又勝似克隆，因為復制體和本體之間完全一樣，不僅相貌基因那些可測的參數(shù)一模一樣，連記憶思想這些不可測的參數(shù)也一模一樣。
與相對論同等重要、被認為是現(xiàn)代物理學兩大支柱之一的量子力學，在誕生后的100多年間，已帶來原子彈、晶體管、激光、核磁共振、高溫超導、巨磁阻等許多重大科學發(fā)現(xiàn)和技術成就。
然而在100多年的研究中，盡管揭開了一層又一層的面紗，科學家們依舊不識量子的廬山真面目。量子世界，就像一座深藏在大山中的寶庫，吸引一代又一代科學家投身其中，又用它的神秘讓科學家們徘徊于寶庫外的密道中，難以登堂入室。
但這種神秘恰恰激發(fā)了科學家們的尋寶熱情。
對量子的研究將成為未來技術創(chuàng)新的源泉——在信息科學方面，量子不僅在提高運算速度和確保信息安全方面突破了傳統(tǒng)信息技術的極限，還能實現(xiàn)超高精度的測量；在物質科學方面，通過量子模擬，我們可以理解復雜體系的物理機理，微觀操控物質特性，并發(fā)現(xiàn)全新的物質形態(tài)；在生命科學方面，基本生命過程和認知過程很可能與量子相干和量子糾纏有關；而在能源科學方面，在量子尺度上進行能量調控，可實現(xiàn)能量的高效轉換……