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量子世界的年轻人:几乎没有一个是在单兵前进
2017-10-21 10:57:52 来源: 经济参考报
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  原标题:量子世界的年轻人

  时间倒回到2016年9月23日。那时,世界首颗量子科学实验卫星上天不过月余。也不知道是团队里的谁突发奇想,在新疆南山地面站,该项目的部分参与者集中到户外,等待卫星飞过头上的苍穹。在红绿光交会的那一刻,他们拍下一张合影。

  在那个瞬间,印娟想起2008年的暑假,26岁的她和25岁的曹原在佘山天文台,第一次验证了星地之间量子通信可行的那一刻,印娟大喊,“曹原你别动(仪器),你快来,我收到啦,我收到啦!”

  廖胜凯想起自己2010年博士答辩的那一天。博士论文方向是卫星地面站跟瞄系统的他,6年后终于给自己的博士论文画上了句号,当年赌上青春的猜想,证明是可行的。

  拍摄这张合影时,1983年出生的曹原在兴隆地面站进行星地光链路测试;1987年生的徐凭在西藏阿里地面站裹着“军大衣+羽绒服”做实验;同为1987年的芮俊参与了量子化学这一全新方向的实验,在国际竞争中独辟蹊径;1988年的吴湛所在的小组在量子模拟系统中坚定地走出了比国际同行高一个维度的新方向。

  拍摄这张合影的人,叫戴辉,是他们的学生,妥妥90后。

  微小的量子世界里,装下了很多年轻人,几乎没有一个是在单兵前进。近百年来,包括爱因斯坦、玻尔等在内的几代科学家,一直在追寻着量子世界的奥秘。这一次,发出追问的,是这群年轻人。

  量子光源是一种极其微弱的光信号。单光子级的光信号亮度,相当于一根蜡烛在140公里之外的人眼中的强度,要知道,人类肉眼能够分辨蜡烛光亮的极限距离,大约才700米。

  早在2008年,印娟和曹原被派到上海佘山,借助天文台和卫星之间的光信号星地传输,证明单光子级别的光源也能被地面接收,为星地一体量子通信网络提供实验支撑。

  一个无人尝试过的题目。一年间,印娟在楼顶望远镜旁盯着电脑,曹原在楼下控制偏正补偿,日复一日。由于天气、技术参数等多种因素影响,电脑上几个月都没有一丝信号。忽然有一天,惊喜降临,望远镜和卫星交会在一起时,屏幕上出现了一丝微弱的抖动。

  这是历史上第一次证明,如果从卫星上发射单光子级的光信号的话,地面上是可以收到的。也就是说,基于卫星的量子通信是可行的。

  走进量子世界,为后来人探出一条平稳的路,让大家渐渐明白这个世界的用处在哪里,是中国量子科学人的初心。做这样的研究,就像是茫茫黑夜独行,面前是一片混沌旷野,不知道研究方向是否正确,不知道要花费多少时间,不知道最后能不能做得出来。

  但科学研究不是一个方法不行,就赶紧换一个方法;而是不停地问自己,为什么这个方法不行。定位问题、复现问题、分析问题……要想解决问题,只有一步一步地往前走。“必须把前一步的所有问题都解决,才能进入下一步。实验做到最后,成不成基本上心里早就有数了。”

  把量子纠缠源送上太空前,曹原和他的同事发现它的指标总是出现波动。不可能给天上的卫星配一个“维修工”,只有抓紧分析。问题定位到一个指甲盖大小的光学器件——光束分束器,然后做出50多套相同的试验件,穷尽每一个疑点。

  “容得下一张书桌”的中国科学技术大学,默默地给了他们“打怪升级”最大的包容;组建实验室的时候,他们的导师潘建伟院士放开所有束缚,他们可以5年不发一篇论文;团队各司其职,杂务最大程度为实验让步,让大家可以持续高强度、高质量工作。

  每一步的基础都打得特别牢,取得理想成绩便显得“自然而然”。他们相信在这里,望得见第二次信息革命的曙光,付出整个学术生涯也值得。(记者 周琳)

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【纠错】 责任编辑: 聂晨静
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