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【新华日报】潘建伟团队:志在最前沿 智可摘桂冠

發布時間:2019-09-30來源于:中國科學技術大學

圖片來源:視覺中國

作爲量子科技領域的後起之秀,中國近年來取得的成績著實讓人刮目相看;經曆1G空白、2G落後、3G追趕、4G同步,我國用20多年時間終于跻身5G技術的第一梯隊,並吹響6G研發的號角……中國科學家們瞄准尖端研究,參與科技競速,奮進在世界科技創新最前沿。


9月20日,國際權威學術期刊《科學》在線發表了中國、美國、澳大利亞的科研人員合作完成的一項成果——利用我國“墨子號”量子科學實驗衛星對一類預言引力場導致量子退相幹的理論模型進行了實驗檢驗,這將極大地推動相關物理學基礎理論和實驗研究。其中中國的科研團隊便是來自中國科學技術大學的潘建偉教授及其同事彭承志、範靖雲等。


1996年,潘建偉赴奧地利留學,師從維也納大學教授蔡林格,學習量子信息實驗技術。潘建偉說,他第一次見到蔡林格,就被坐在椅子上的導師仰頭問到“有什麽夢想”,而他的回答是“在中國建立一個世界一流的量子實驗室”。2001年,31歲的潘建偉回國組建實驗室。那一年,他和團隊“常常睡在實驗室裏,幾乎沒日沒夜地搭設備”。


2004年,潘建偉團隊在《自然》雜志上發表了第一篇來自中國的量子信息論文,基于地星之間的量子態分發,潘建偉團隊已經開展了一系列創新性的實驗研究。2016年8月16日,我國發射了世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”。至2017年8月,“墨子號”圓滿完成三大既定的科學目標:千公裏級地星雙向量子糾纏分發、地星量子密鑰分發和地星量子隱形傳態。


此次《科學》在線發表的成果,是國際上首次利用量子衛星在地球引力場中對嘗試結合量子力學與廣義相對論的理論進行實驗檢驗。“量子力學和解釋引力的廣義相對論是現代物理學的兩大支柱。它們在各自的領域都取得了巨大成功,但任何試圖將它們融合的理論工作都遇到極大困難。”中國科學技術大學教授、本次試驗的主要參與者之一陳宇翺介紹說,而這次實驗,就是多國科學家共同合作,試圖在某個層面上將廣義相對論和量子物理學放入一個統一理論框架中,並用“墨子號”量子衛星對其中一種理論進行了實驗檢驗。


這個實驗只是開始,爲了進一步進行確定性的驗證,未來需要在更高軌道的實驗平台開展研究。潘建偉介紹,團隊將發射一顆新的衛星,預計它的軌道將比“墨子號”高20到60倍,其中一項科學實驗任務就是能夠在理論預言更強的糾纏退相幹範圍內進行檢驗。


曾經,在很長一段時間裏,中國的通信事業都落後于人。“1G時代,我們的設備大部分是引進的,在這方面的研究幾乎是空白。”東南大學移動通信國家重點實驗室潘志文教授說。


該實驗室與東南大學毫米波國家重點實驗室,堪稱5G科研國家隊。上世紀90年代開始,從2G、3G、4G到5G,他們全程都在參與國家的重大項目研發。


潘志文回憶,在2G時代,國際通信研究由歐美占據主導地位,但是中國已在設備上做到了部分國産化,積累了一定技術經驗;3G時代,我國開始意識到標准化和知識産權的重要性,經過多年投入研發,2000年我國提交的TD-SCDMA成爲3G三大國際標准之一。“但是真正改變被動局面,開始有能力參與國際競爭,是在4G時代。”


2012年開始,實驗室在5G關鍵技術方面進行了深入系統的研究,潘志文說,大規模MIMO技術、信道編譯碼技術、網絡智能化技術等方面的重要創新成果就是在這個時期形成的,“部分成果與企業合作進行了商用,還構建了5G實驗系統,對相關技術進行了驗證。”


與此同時,東大毫米波國家重點實驗室在國家973計劃、國家自然科學基金等資助下,研制出用于5G的2.4GHz等大規模陣列系統、45GHz毫米波通信系統、28GHz大規模天線毫米波前端等。


現在,我國5G技術無論是在知識産權、標准提案還是標准立項數目上,作出的貢獻均位列世界首位。在5G標准制定上,已經擁有了重要的話語權,提交的5G國際標准文稿占全球32%,牽頭標准化項目占45%。截至2019年5月,在全球20多家企業的5G標准必要專利聲明中,我國企業占比超過30%,位居首位。


而早在2018年底,該實驗室就已啓動6G移動通信先期研究,“未來誰先占領6G網絡的制高點,誰就能率先開啓萬物互聯的新時代。”潘志文說。

本报记者 王 拓 蔡姝雯



新華日報 2019年09月25日

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