量子衛(wèi)星，探索“魔法”的中國首射

楊駿

中國剛剛成功發(fā)射的世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號”，引發(fā)了全球科技界的關(guān)注和熱議。這不再只是一個中國的科研大事，因?yàn)樗@得的任何成果，必將是世界性的。

為何一顆衛(wèi)星的發(fā)射，引發(fā)了這么大關(guān)注？這要從其魔法般的特性說起。

大約一百多年前，我們生活在一個很“經(jīng)典”的宇宙里，一切都合乎常情，沒有什么奇怪表現(xiàn)。隨后，量子理論出現(xiàn)了。

突然間，事物的表現(xiàn)不再總是合乎一個理性的人的料想了。在微觀尺度上，一個粒子可以同時處于兩個地方，甚至可以同時向兩個不同的方向運(yùn)動。而且粒子之間可以互相糾纏—通過某種方式即時地遠(yuǎn)程感知、影響對方。

起源于1900年的普朗克量子力學(xué)，描述了這些看似魔法的物理現(xiàn)象。這套理論不斷獲得實(shí)驗(yàn)支持，在一百多年里催生了許多重大發(fā)明——原子彈、激光、晶體管、核磁共振等，改變了世界面貌。

量子信息技術(shù)是量子力學(xué)的最新發(fā)展。其中，用這一技術(shù)有望打造“不可攔截”的密鑰，讓通信高度保密。而未來的量子計算機(jī)，可能會比傳統(tǒng)計算機(jī)快億萬倍。這些特性看似魔法，未來卻會成為尋常事。

中國此次發(fā)射量子衛(wèi)星的主要任務(wù)是，執(zhí)行星地高速量子密鑰分發(fā)、廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)、星地量子糾纏分發(fā)以及地星量子隱形傳態(tài)等多項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù)。這都是量子信息技術(shù)的最前沿研究，自然舉世矚目。

但是，要讓看似魔法的效果真正實(shí)現(xiàn)，還需要長期艱苦卓絕的努力。因?yàn)?，搞基礎(chǔ)科學(xué)研究，需要耐得住寂寞、甘坐冷板凳以及長期的積累。

量子、引力波等許多看似枯燥無味或高深難懂的基礎(chǔ)研究，之所以吸引全球各主要國家持之以恒地研究投入，正在于它們都有著引發(fā)魔法般巨變的前景。量子力學(xué)已經(jīng)引發(fā)了社會巨變。例如，電磁波的發(fā)現(xiàn)最終使人類有了無線電通信和手機(jī)，在狹義相對論中質(zhì)能關(guān)系理論的指導(dǎo)下，科學(xué)家最終制造出了原子彈、氫彈和核反應(yīng)堆，衛(wèi)星定位等技術(shù)也借助了狹義相對論的知識?；A(chǔ)科學(xué)研究可以帶給人類什么？它帶給人類無窮的可能。前沿基礎(chǔ)研究，探索的是“魔法”的奧秘，必將帶來社會進(jìn)步。

在今年引力波發(fā)現(xiàn)后，美國麻省理工學(xué)院校長拉斐爾·賴夫的公開信中的一段話發(fā)人深?。骸盎A(chǔ)科學(xué)研究往往是艱苦的、嚴(yán)謹(jǐn)且緩慢的，但不要忘記，它又是震撼性的、革命性的和具有催化作用的。如果沒有基礎(chǔ)科學(xué)，最好的設(shè)想就無法得到改進(jìn)，‘創(chuàng)新也只能是修修補(bǔ)補(bǔ)。只有基礎(chǔ)科學(xué)進(jìn)步，社會才能進(jìn)步?！?/p>

中國量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星的成功發(fā)射，是探索“魔法”奧秘的重要一步。

（本文轉(zhuǎn)自《科技日報》）