自主研發：不可思議的“量子夢”漸入現實

　　多體、多終端、多自由度的量子隱形傳態是實現分布式量子網絡的基本單元。利用五光子糾纏，2004年項目組首次實現了終端開放的、多接收用戶的量子隱形傳態;利用六光子糾纏，2006年首次實現了兩粒子復合系統的量子隱形傳態;2015年，又首次實現了多個自由度的量子隱形傳態。這一工作在不久前入選英國物理學會評選的“2015年度國際物理學領域的十項重大突破”，并名列榜首。

　　量子計算方面的最大挑戰是克服各種環境噪聲和比特錯誤，實現可容錯的普適量子糾錯，潘建偉團隊突破了這一難題。他們基于國際領先的多光子糾纏操縱技術，在國際上率先實現了紹爾算法、拓撲量子糾錯、快速求解線性方程組算法、量子機器學習等幾乎所有重要量子算法的驗證。

　　“我們仍在往上走的階段，還沒到頂峰。回國之后，國家經濟綜合實力增強，讓科學工作者們有了用武之地，國外的同行也非常羨慕我們的科研環境。目前，咱們的科研工作就好像噼里啪啦的從樹上掉果子，正處于全面收獲的階段。未來，中國量子科學研究的不斷突破將成為一種常態。”潘建偉說。

　　令人期待的中國量子未來

　　量子信息的物理基礎和應用技術研究對保障國家信息安全和發展下一代信息產業有著深遠影響，已經成為世界主要發達國家優先發展的科技高地。

　　“過去，我國科學家們秉承家國情懷，為中國國防科技事業發展作出了巨大貢獻，保證了國家的和平發展環境;現在，科技工作者要堅持在基礎科學領域不斷創新，讓更多民眾享受科技紅利的回報，為國家謀取直接經濟利潤。”潘建偉說。

　　中國科大主持的遠距離量子通信骨干網“京滬干線”項目正在建設之中，將建設連接北京、上海，貫穿濟南、合肥等地的千公里級高可信、可擴展、軍民融合的城際量子通信網絡，預計2016年下半年建成。

　　此外，由潘建偉團隊牽頭組織的中科院戰略先導專項“量子科學實驗衛星”也預計于2016年下半年發射，將在國際上率先建成高速的星地量子通信網絡，通過衛星中轉實現遠距離量子糾纏分發和量子隱形傳態，從空間尺度上為未來千公里級量子通信奠定堅實的基礎。

　　“今后，我們將集合通過光纖實現的城域量子通信網絡、通過中繼器連接的城際量子網絡和通過衛星中轉實現的遠距離量子通信，全面構建廣域量子通信網絡。相信在前期多光子糾纏干涉度量學成果的支持下，再經過10年左右的時間就能夠達到目標。”潘建偉說。

　　彭承志在介紹量子科學實驗衛星項目時說，最開始雖然只有單顆實驗衛星，但科學實驗完成后將逐步組建星群，結合國家未來的空間站計劃，實現多顆衛星的量子通信組網，并開展與意大利、加拿大、奧地利地面站的合作連接，為形成全球化的量子通信網絡，維護全人類的信息安全而奮斗。

　　在可擴展的量子計算與模擬、量子精密測量方面，團隊將繼續在光與冷原子系統、超導系統中發展多粒子糾纏操縱技術，希望在未來10年，實現上百個量子比特的糾纏，使得量子計算處理某些特定問題時的能力大大超越目前的經典超級計算機，并且也將有效降低能耗。

　　同時，在量子計算研究過程中發展起來的高精度精密測量手段，還將應用于自主導航、醫學檢驗、引力波探測等領域。

　　潘建偉表示，一個天地一體的全球化量子通信基礎設施構建成功后，能為未來的互聯網提供基于量子通信技術的安全保障，形成完整的量子通信產業鏈和下一代國家主權信息安全生態系統。

　　“隨著中國科技的迅猛發展，量子通信將在不到10年的時間里輻射千家萬戶。期盼在我有生之年，能親眼目睹以量子計算為終端、以量子通信為安全保障的量子互聯網的誕生。我相信中國科學家們做得到。”潘建偉說。