【新华日报】潘建伟团队:志在最前沿 智可摘桂冠 2019-09-25

图片来源:视觉中国

作为量子科技领域的后起之秀,中国近年来取得的成绩着实让人刮目相看;经历1G空白、2G落后、3G追赶、4G同步,我国用20多年时间终于跻身5G技术的第一梯队,并吹响6G研发的号角……中国科学家们瞄准尖端研究,参与科技竞速,奋进在世界科技创新最前沿。


9月20日,国际权威学术期刊《科学》在线发表了中国、美国、澳大利亚的科研人员合作完成的一项成果——利用我国“墨子号”量子科学实验卫星对一类预言引力场导致量子退相干的理论模型进行了实验检验,这将极大地推动相关物理学基础理论和实验研究。其中中国的科研团队便是来自中国科学技术大学的潘建伟教授及其同事彭承志、范靖云等。


1996年,潘建伟赴奥地利留学,师从维也纳大学教授蔡林格,学习量子信息实验技术。潘建伟说,他第一次见到蔡林格,就被坐在椅子上的导师仰头问到“有什么梦想”,而他的回答是“在中国建立一个世界一流的量子实验室”。2001年,31岁的潘建伟回国组建实验室。那一年,他和团队“常常睡在实验室里,几乎没日没夜地搭设备”。


2004年,潘建伟团队在《自然》杂志上发表了第一篇来自中国的量子信息论文,基于地星之间的量子态分发,潘建伟团队已经开展了一系列创新性的实验研究。2016年8月16日,我国发射了世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”。至2017年8月,“墨子号”圆满完成三大既定的科学目标:千公里级地星双向量子纠缠分发、地星量子密钥分发和地星量子隐形传态。


此次《科学》在线发表的成果,是国际上首次利用量子卫星在地球引力场中对尝试结合量子力学与广义相对论的理论进行实验检验。“量子力学和解释引力的广义相对论是现代物理学的两大支柱。它们在各自的领域都取得了巨大成功,但任何试图将它们融合的理论工作都遇到极大困难。”中国科学技术大学教授、本次试验的主要参与者之一陈宇翱介绍说,而这次实验,就是多国科学家共同合作,试图在某个层面上将广义相对论和量子物理学放入一个统一理论框架中,并用“墨子号”量子卫星对其中一种理论进行了实验检验。


这个实验只是开始,为了进一步进行确定性的验证,未来需要在更高轨道的实验平台开展研究。潘建伟介绍,团队将发射一颗新的卫星,预计它的轨道将比“墨子号”高20到60倍,其中一项科学实验任务就是能够在理论预言更强的纠缠退相干范围内进行检验。


曾经,在很长一段时间里,中国的通信事业都落后于人。“1G时代,我们的设备大部分是引进的,在这方面的研究几乎是空白。”东南大学移动通信国家重点实验室潘志文教授说。


该实验室与东南大学毫米波国家重点实验室,堪称5G科研国家队。上世纪90年代开始,从2G、3G、4G到5G,他们全程都在参与国家的重大项目研发。


潘志文回忆,在2G时代,国际通信研究由欧美占据主导地位,但是中国已在设备上做到了部分国产化,积累了一定技术经验;3G时代,我国开始意识到标准化和知识产权的重要性,经过多年投入研发,2000年我国提交的TD-SCDMA成为3G三大国际标准之一。“但是真正改变被动局面,开始有能力参与国际竞争,是在4G时代。”


2012年开始,实验室在5G关键技术方面进行了深入系统的研究,潘志文说,大规模MIMO技术、信道编译码技术、网络智能化技术等方面的重要创新成果就是在这个时期形成的,“部分成果与企业合作进行了商用,还构建了5G实验系统,对相关技术进行了验证。”


与此同时,东大毫米波国家重点实验室在国家973计划、国家自然科学基金等资助下,研制出用于5G的2.4GHz等大规模阵列系统、45GHz毫米波通信系统、28GHz大规模天线毫米波前端等。


现在,我国5G技术无论是在知识产权、标准提案还是标准立项数目上,作出的贡献均位列世界首位。在5G标准制定上,已经拥有了重要的话语权,提交的5G国际标准文稿占全球32%,牵头标准化项目占45%。截至2019年5月,在全球20多家企业的5G标准必要专利声明中,我国企业占比超过30%,位居首位。


而早在2018年底,该实验室就已启动6G移动通信先期研究,“未来谁先占领6G网络的制高点,谁就能率先开启万物互联的新时代。”潘志文说。

本报记者 王 拓 蔡姝雯



新华日报 2019年09月25日

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