科學也可以如此靠近

雖攀險峰,但最美的風景也在那裡|潘建偉團隊兩名科研人員忙碌的一天

11月
06
2017

2017年11月06日01時 今日科學 上海觀察

上海觀察

10月13日上午9點,秀浦路99號。中科院量子信息與量子科技創新研究院(以下簡稱創新研究院)朱曉波教授,紅腫著眼睛出現在了辦公室。他剛從杭州出差回來,沒睡上幾個小時,眼睛有些過敏。就在11日,創新研究院與阿里雲在杭州合作發布了量子云計算平台,今年年底基於10個超導量子比特的量子計算將上線,免費接受用戶的計算需求。

朱曉波顧不上休息,要到實驗室再去看一看才放心。今年5月,創新研究院院長潘建偉教授及其同事陸朝陽、朱曉波等,聯合浙江大學王浩華教授研究組,實現了當時世界上最大數目(10個)超導量子比特的糾纏。為確保今年年底基於10個超導量子比特的量子計算能順利上線,打通科研到應用之路,朱曉波近來一直忙著做穩定性測試。「用戶的計算需求是千變萬化的,這就好比一台洗衣機,原來能洗滌即可,現在需滿足甩干、烘乾等功能。以前在實驗室場景下,可能只需工作20分鐘,要解決用戶需求可能需連續工作12小時,這些都對量子計算的長時間穩定性提出了要求。」

就在不久前,IBM向公眾開放了可以使用16量子比特的量子云計算平台。創新研究院的團隊是否也有新的發力點?朱曉波帶著記者來到了另一個實驗室。這裡的科研人員正致力於20個超導量子比特樣品的設計、製備和測試。「諾貝爾物理學獎獲得者安德森曾經說過more is different(多即不同),從10個到20個,遠非數字的變化那麼簡單,還有很多難題需要去攻克,所以我們不敢有絲毫懈怠。」

科研人員在實驗室工作

告別朱曉波,記者在創新研究院轉了一圈,感覺有點「冷清」,因為潘建偉教授及其團隊成員多數都在出差。記者見到任繼剛副教授時,他正在電腦上購買機票,下周他也要去西安和阿里出差。而他手頭上還在為即將召開的量子通信網絡技術研討會做準備。大家都在一如既往的忙碌中迎接十九大的召開。「遇到大型實驗,一年有一半時間都在出差,早就習慣了。」有一次,在海拔5千多米的阿里量子通信地面站,他和同事們差不多呆了8個月。

從2005年起,當時還是一名博士研究生的任繼剛就跟著潘建偉教授和彭承志教授研發量子衛星。去年8月16日,我國自主研製的世界上第一顆量子科學實驗衛星「墨子號」發射升空。原本打算做兩年實驗,實際上只用了半年,就提前實現全部三大既定科學目標。

眼下,量子衛星還有將近一年在軌壽命,研究團隊早在今年三、四月就開始探索如何補償大氣對光信號的傳輸影響。「從地球上看,星星『眨眼睛』正是由於大氣的擾動,同樣,光經過大氣時也會發生變化。儘管這一變化對於現在接收信號影響不大,但未來5年可能還會再發射衛星,需要未雨綢繆。打個比方,現在地面接收衛星信號只需要聚焦在一個拳頭大小,未來可能就需要聚焦到一個米粒大小,那時就會有影響。」

任繼剛(左)在和同事討論實驗細節

「現在整顆量子衛星重達600多公斤,如果只做密鑰分發,我們想把它降低到100多公斤。」任繼剛介紹,如果量子衛星要實現商用,就要降低成本。一方面是光源的小型化,未來甚至會集成在一個晶片上。另一方面是地面接收望遠鏡,也在考慮對其進行小口徑集成化。

不斷地解決科學問題,覺得難嗎?「其實每次拿到一個新實驗,起初都覺得好難。」任繼剛說,12年前,他在八達嶺參與16公里的量子隱形傳態工作,用了兩三年時間。現在如果再做這個實驗,也許只需三五月吧。

這正是科研工作的魅力所在吧,需攀險峰,但最美的風景也在那裡。

內文圖:海沙爾 攝影


延伸閱讀

2017年度十大「科學」流言榜揭曉 「量子隱身衣

工程師們從皮膚細胞中培育出功能正常的人類肌肉

科學家:新視野號正在飛向新目標,它將面臨一個未知

極寒天氣頻發或預示「小冰河期」來臨, 短則12年

4種匍匐在地面上生長的花卉,一不小心就長滿整個院


熱門內容

友善連結