陈延年牺牲94周年

【新华日报】潘建伟团队:志在最前沿 智可摘桂冠

发布时间:2018-09-30     来源于:中国科学技术大学

图(tu)片来源:视觉中国

作为量(liang)子科(ke)(ke)技(ji)(ji)领域的(de)后(hou)起(qi)之(zhi)秀,中国(guo)近(jin)年(nian)来取得(de)的(de)成绩着实让人刮目相看;经历1G空(kong)白、2G落后(hou)、3G追赶、4G同步,我国(guo)用20多(duo)年(nian)时间终于跻(ji)身(shen)5G技(ji)(ji)术的(de)第(di)一梯队,并吹(chui)响6G研(yan)发的(de)号角……中国(guo)科(ke)(ke)学(xue)家们瞄准尖端(duan)研(yan)究,参与(yu)科(ke)(ke)技(ji)(ji)竞速,奋进(jin)在世界(jie)科(ke)(ke)技(ji)(ji)创新最前沿。


9月20日,国(guo)际权威学(xue)术(shu)期刊《科学(xue)》在(zai)线发表了中(zhong)国(guo)、美(mei)国(guo)、澳大利亚的科研人员合(he)作(zuo)完成的一项成果——利用(yong)我国(guo)“墨子号(hao)”量子科学(xue)实验(yan)卫星对一类预言引力场(chang)导致量子退相干的理(li)(li)(li)论(lun)模型进行了实验(yan)检验(yan),这将极(ji)大地推动相关(guan)物理(li)(li)(li)学(xue)基础理(li)(li)(li)论(lun)和(he)实验(yan)研究。其(qi)中(zhong)中(zhong)国(guo)的科研团队便(bian)是来自中(zhong)国(guo)科学(xue)技术(shu)大学(xue)的潘建(jian)伟(wei)教授(shou)及其(qi)同事彭承志(zhi)、范靖云等。


1996年(nian),潘建(jian)伟赴奥地利留学,师从维也纳大学教授蔡(cai)林格(ge),学习(xi)量子信息实(shi)验技术。潘建(jian)伟说(shuo),他(ta)第一(yi)(yi)次见到(dao)蔡(cai)林格(ge),就被坐在(zai)椅(yi)子上的(de)导师仰头问到(dao)“有(you)什(shen)么梦想”,而他(ta)的(de)回答是“在(zai)中国(guo)建(jian)立(li)一(yi)(yi)个世界一(yi)(yi)流的(de)量子实(shi)验室(shi)”。2001年(nian),31岁(sui)的(de)潘建(jian)伟回国(guo)组(zu)建(jian)实(shi)验室(shi)。那一(yi)(yi)年(nian),他(ta)和(he)团队“常常睡在(zai)实(shi)验室(shi)里,几(ji)乎没(mei)日没(mei)夜(ye)地搭设备”。


2004年,潘(pan)建(jian)伟团队在《自然》杂志上发(fa)表(biao)了第一(yi)篇来自中国的量子(zi)(zi)信息论文,基于地星(xing)之间的量子(zi)(zi)态分(fen)发(fa),潘(pan)建(jian)伟团队已经开展了一(yi)系(xi)列创新性(xing)的实(shi)验研究(jiu)。2016年8月(yue)16日,我国发(fa)射了世界首颗量子(zi)(zi)科(ke)学实(shi)验卫星(xing)“墨子(zi)(zi)号(hao)”。至2017年8月(yue),“墨子(zi)(zi)号(hao)”圆满完成三大既定的科(ke)学目(mu)标:千公里级地星(xing)双向量子(zi)(zi)纠(jiu)缠分(fen)发(fa)、地星(xing)量子(zi)(zi)密钥分(fen)发(fa)和地星(xing)量子(zi)(zi)隐形传(chuan)态。


此次《科学(xue)》在(zai)线(xian)发表(biao)的成(cheng)果,是(shi)国(guo)(guo)际上(shang)首次利用量(liang)(liang)(liang)子(zi)卫星(xing)(xing)在(zai)地球引力(li)场中(zhong)(zhong)对(dui)尝试结合量(liang)(liang)(liang)子(zi)力(li)学(xue)与(yu)广义(yi)相对(dui)论(lun)的理(li)论(lun)进(jin)行实验检验。“量(liang)(liang)(liang)子(zi)力(li)学(xue)和解释引力(li)的广义(yi)相对(dui)论(lun)是(shi)现(xian)代物理(li)学(xue)的两大支柱。它们(men)在(zai)各(ge)自的领域都(dou)取得了巨(ju)大成(cheng)功,但(dan)任何试图将它们(men)融合的理(li)论(lun)工作(zuo)都(dou)遇到极大困(kun)难。”中(zhong)(zhong)国(guo)(guo)科学(xue)技(ji)术大学(xue)教授、本次试验的主要参与(yu)者之一陈宇翱介绍说,而这次实验,就是(shi)多国(guo)(guo)科学(xue)家共同合作(zuo),试图在(zai)某个(ge)层面上(shang)将广义(yi)相对(dui)论(lun)和量(liang)(liang)(liang)子(zi)物理(li)学(xue)放(fang)入一个(ge)统一理(li)论(lun)框架中(zhong)(zhong),并用“墨子(zi)号”量(liang)(liang)(liang)子(zi)卫星(xing)(xing)对(dui)其(qi)中(zhong)(zhong)一种理(li)论(lun)进(jin)行了实验检验。


这个实(shi)验只是开始,为了进一步进行(xing)确定性的(de)验证,未(wei)来需要在更(geng)高轨道(dao)的(de)实(shi)验平台(tai)开展研究。潘建伟介绍,团队将发(fa)射一颗(ke)新(xin)的(de)卫(wei)星,预(yu)计它的(de)轨道(dao)将比(bi)“墨子号”高20到60倍,其(qi)中一项科学实(shi)验任务就是能够(gou)在理论(lun)预(yu)言(yan)更(geng)强的(de)纠缠退相干(gan)范围内进行(xing)检(jian)验。


曾经,在很长一段时(shi)间(jian)里(li),中国的通信(xin)事业都落后于人。“1G时(shi)代,我们的设备(bei)大(da)部分是(shi)引(yin)进的,在这方面的研究几乎(hu)是(shi)空(kong)白。”东南大(da)学移动(dong)通信(xin)国家重点(dian)实验室(shi)潘(pan)志文(wen)教授(shou)说。


该实验(yan)室与东(dong)南大学毫米(mi)波国(guo)家(jia)重点(dian)实验(yan)室,堪称(cheng)5G科研国(guo)家(jia)队。上世纪90年代(dai)开始,从2G、3G、4G到5G,他(ta)们全程都在(zai)参与国(guo)家(jia)的重大项(xiang)目(mu)研发。


潘志(zhi)文回忆,在2G时代,国(guo)际通信研(yan)究由欧美占据主导地位,但(dan)是(shi)中(zhong)国(guo)已在设备上做(zuo)到了部(bu)分国(guo)产(chan)化(hua),积(ji)累了一定(ding)技术经验;3G时代,我(wo)国(guo)开始(shi)(shi)意识(shi)到标(biao)准(zhun)化(hua)和知(zhi)识(shi)产(chan)权的重要性,经过(guo)多年(nian)投入研(yan)发(fa),2000年(nian)我(wo)国(guo)提交的TD-SCDMA成为3G三大国(guo)际标(biao)准(zhun)之一。“但(dan)是(shi)真正改变被动(dong)局面,开始(shi)(shi)有(you)能(neng)力参与国(guo)际竞争(zheng),是(shi)在4G时代。”


2012年(nian)开始,实验室在(zai)5G关键技术(shu)方(fang)面(mian)进行了深入系统(tong)的研(yan)究,潘(pan)志文(wen)说,大规(gui)模MIMO技术(shu)、信道编(bian)译(yi)码技术(shu)、网络(luo)智(zhi)能化技术(shu)等方(fang)面(mian)的重要(yao)创新成(cheng)果(guo)就(jiu)是在(zai)这个时期形成(cheng)的,“部(bu)分成(cheng)果(guo)与(yu)企(qi)业(ye)合作进行了商用,还构(gou)建了5G实验系统(tong),对相(xiang)关技术(shu)进行了验证。”


与此同时,东大毫(hao)米(mi)波国家重点实验室(shi)在国家973计划、国家自然科(ke)学基金等资(zi)助下,研制出用于5G的2.4GHz等大规(gui)(gui)模(mo)阵列系统(tong)(tong)、45GHz毫(hao)米(mi)波通信系统(tong)(tong)、28GHz大规(gui)(gui)模(mo)天线毫(hao)米(mi)波前端等。


现在(zai),我国5G技术无论是(shi)在(zai)知识产(chan)权、标(biao)(biao)(biao)准(zhun)提案(an)还是(shi)标(biao)(biao)(biao)准(zhun)立项数目上,作出的(de)(de)贡献均位列世(shi)界首位。在(zai)5G标(biao)(biao)(biao)准(zhun)制(zhi)定上,已经拥(yong)有了重(zhong)要(yao)的(de)(de)话语权,提交的(de)(de)5G国际标(biao)(biao)(biao)准(zhun)文稿(gao)占(zhan)(zhan)全(quan)球32%,牵(qian)头标(biao)(biao)(biao)准(zhun)化项目占(zhan)(zhan)45%。截至2019年5月,在(zai)全(quan)球20多家企(qi)业(ye)的(de)(de)5G标(biao)(biao)(biao)准(zhun)必要(yao)专利(li)声明(ming)中,我国企(qi)业(ye)占(zhan)(zhan)比超过30%,位居首位。


而早在2018年底,该实验室就(jiu)已启(qi)动(dong)6G移动(dong)通信先期研究,“未来谁先占领6G网络的制高点,谁就(jiu)能率先开启(qi)万物互联的新时代。”潘志(zhi)文说。

本报记者 王 拓 蔡姝雯



新华(hua)日(ri)报(bao) 2019年(nian)09月25日(ri)


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