上海抢占量子科技发展先机

这是我们的记者黄鑫

8月16日，中国第一颗量子科学实验卫星成功发射。这不仅标志着中国成为世界上第一个实现卫星与地面之间量子通信的国家，而且从根本上有助于对“窃听”说不，即实现量子通信。

记者从上海市科委举办的量子科学与技术研讨会上了解到，随着“量子通信一年”的到来，上海将量子通信列为“科学创新22篇”的重大战略项目，并将“量子材料与量子通信”作为科技创新“十三五”的重要战略方向。

高级布局

量子通信是迄今为止唯一被严格证明是无条件安全的通信方法。它可以从根本上解决国防、金融、政务、商业等领域的信息安全问题。中国科学技术大学上海研究所教授张强表示，量子科学实验卫星成功发射后，将实现高速的星地量子通信，地面的城域量子通信网络也将连接起来，初步建立起中国的广域量子通信系统。

到今年年底，中国将建成连接北京和上海的2000公里光纤量子保密通信主干网“京沪干线”。这将是世界上最长的基于可信中继的量子通信干线。“在未来5-10年，中国有望建立一个天地一体的量子通信网络，实现全球量子通信。”张强说道。

基于量子通信的重要性，上海早在2003年就将量子技术列为其储备的主要前沿科技领域。通过基础研究项目、上海自然基金和科技人才计划，上海已投资近1.2亿元支持200多个量子相关项目。例如，中国科学院上海技术与物理研究所研究员王建宇在2008年提出的空间尺度量子实验的关键技术项目，与这个量子卫星实验密切相关。今年，上海以重大研究项目的形式，为量子计算等重要的未来方向制定了前瞻性计划。

专家认为，上海有望通过十多年的前瞻性布局，抢占量子技术的发展先机。

富有成效的

事实上，上海在各个领域取得了许多重要成就，许多技术甚至领先世界。

以量子科学实验卫星的成功发射为例。其科学实验中心设在中国科学技术大学上海研究所，上海的许多科研机构，如中国科学院上海技术物理研究所和上海微卫星工程中心，都参与了研究工作。

以上海科技体育学院为例。早在2008年，它就开始参与解决量子卫星的关键技术。从2009年开始，中国科技大学、上海理工大学、成都光电子研究所等组成联合研究团队，在青海湖进行一系列验证实验，验证星地量子通信的可行性和设备的可靠性。最后，在100公里的距离上验证了在长距离和高大气损耗条件下量子通信的可行性。

与此同时，复旦大学量子控制实验室率先发现了世界上新的单原子材料——黑磷。这是一种电子移动速度与石墨烯相当的半导体材料。

该校物理学教授吴世伟表示，中国必须在后硅时代的新电子元件领域处于领先地位。“我们希望找到一种新材料来代替硅，用新的量子现象来实现手机计算的逻辑，并开发用于量子通信的新量子材料。”

"就量子损失而言，我们已经做得世界上最好了。"上海交通大学物理与天文系的特别研究员金先民告诉记者，微芯片和集成是量子计算真正走向实用的热门研究课题和战略方向。用他们的飞秒激光技术雕刻一个由1600个光子波导光源组成的光子芯片只需要3个小时。用牛津大学的设备做同样的实验需要半年时间。

华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室基于“三高”高分辨率、高灵敏度、高精度的特点。“基于量子力学原理的精确测量有助于我们验证爱因斯坦100年前的预测，比如重物体附近时间的缓慢流逝。”实验室主任吴健说。

一批人才正在涌现。

上海也非常重视人才培养。随着量子技术的发展，一批年轻的科学家出现了。

中国科学院上海微系统研究所助理研究员李浩只有30岁。然而，在美国宇航局之后，他成功地完成了基于超导单光子探测技术的卫星激光测距，并首次在850 nm波段实现了光敏面为50微米、探测效率为80%的超导纳米线单光子探测器。

据了解，今年上海自然基金会专门为40岁以下的年轻人设立的探索领域有四个方向，其中之一就是量子监管。“我们希望有稳定的后备力量来充实量子团队，以便我们能够走得更远。”上海市科委基础研究部主任陈欣说。

同时，陈欣表示，目前上海正在组织相关力量开展量子方向发展路线图的研究，对上海量子方向发展进行系统规划和顶层设计。

《中国科学杂志》(第四版综合，2016年8月17日)