量子科学革命：中国科学家将引领风骚

“墨子”量子科学实验卫星与阿里量子隐形传态实验平台建立天地链接(摄于2016年12月10日)。新华社记者金

[五年的勤奋，中国的新名片]

量子力学是微物理学所依赖的基本理论框架。自从100多年前提出以来，它在物理基础和应用的各个方面都取得了一个又一个的成功。复旦大学物理学教授时宇称量子信息和量子操控的变化是“量子科学革命的延续”在这场科学革命中，中国科学家正在努力攀登，并且已经在一些领域处于领先地位。

量子科学革命正在发生

早在20世纪90年代，诺贝尔奖得主、著名物理学家莱德曼就曾说过，量子力学贡献了当时美国国内生产总值的三分之一。今天，由量子力学引发的科学革命正在深刻地改变着人类的生产和生活方式——量子力学被广泛应用于各个学科，量子光学、量子统计、量子化学、量子信息、量子计算等正在蓬勃发展。

世界各国都把量子科学作为未来的战略制高点。2013年，英国宣布将投资2.7亿英镑建立英国国家量子技术计划，并成立量子技术战略咨询委员会。欧盟计划在2018年启动一个总计10亿欧元的量子技术项目。美国甚至认为量子技术是未来加强国家安全的重要障碍。美国国家科学技术委员会发表的《推进量子信息科学:国家面临的挑战和机遇》报告认为，量子计算最终将颠覆许多学科，因此敦促学术界、工业界和*相关部门确保对量子信息研究和开发的需求。

同样，我国也非常重视量子科学的发展。《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》将量子控制研究纳入四大科研计划。十三五规划纲要将量子通信和天地信息网络集成列为十大重点工程。科技部、中国科学院、国家自然科学基金等科研部门也在继续在量子信息领域做出前瞻性战略安排。

今天，中国已经形成了强大的量子科学理论和实验技术储备，培养了一批优秀的研究团队，涌现出了许多具有国际影响力的科学家，如潘剑伟、陈玉傲等，他们在量子通信和量子计算的研究方向上产生了一批具有国际影响力的研究成果。

中国量子计算的亮点

在量子计算领域，国际学术界普遍认为基于光子、超冷原子和超导电路系统的量子计算技术最有可能取得突破。用中国科学技术大学常务副校长、中国科学院量子信息与量子科技创新研究所所长潘建伟的话说，“中国在这三个领域处于世界领先地位。”

2016年8月，潘建伟和他的同事袁振生、陈玉傲在世界上首次实现了光学晶格中过冷原子自旋比特纠缠态的产生、操纵和探测。自然物理学评论说，这项工作为基于测量的量子计算铺平了道路。

今年5月3日，《自然光子学》和《物理评论快报》同时发表了中国科学家在量子计算领域取得的两项进展:光学量子计算原型的制造和世界上最纠缠的超导量子比特处理器的实现。

飞跃就在眼前。潘剑伟透露，预计今年年底将实现20个光学量子位的操控，20个超导量子位样品的设计、制备和测试，并发布量子云计算平台，“为量子计算超越经典计算能力的最终实现奠定坚实基础”。

中国在量子通信领域领先世界

在不久的将来，中国科学院将公布中国量子科学实验卫星墨子的相关结果。这再次证明了中国在量子通信领域一直处于领先地位。

2003年，中国科技大学团队首次实现了纠缠态的提纯和量子中继器的成功实验，首次成功实现了*量子态的隐形传输。那时，恐怕没有人能预见到中国会在量子通信领域领先。

如今，中国科学家不仅在基础理论研究方面取得了巨大成就，而且将量子通信引入了实际应用:建设了世界上最大的量子通信网络——合肥城域量子通信实验示范网，建设了“京沪干线”量子保密通信工程。2016年，量子科学实验卫星“墨子”成功发射并进行实验...中国到2030年率先建立全球量子通信卫星网络的目标正在稳步推进。

我们有理由期待中国科学家在理论研究和应用技术方面取得更大突破，引领量子科学革命。

(记者齐芳)