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人民网:“多光子纠缠及干涉度量”获2015年度国家自然科学奖一等奖
科技部门户网站 www.most.gov.cn 2016年01月08日       人民网

  人民网上海1月8日电 (王文娟)今日,2015年度国家科学技术奖颁奖典礼在人民大会堂举办,其中“多光子纠缠及干涉度量”项目获得2015年度国家自然科学奖一等奖。

  自然科学奖作为国家科学技术奖五项奖项之一,为中国自然科学领域的最高奖,旨在奖励那些在基础研究和应用基础研究领域,阐明自然现象、特征和规律,做出重大科学贡献的中国公民。此前,华罗庚、吴文俊、钱学森等均获此殊荣。

  “多光子纠缠及干涉度量”项目由中国科大潘建伟院士带队,彭承志、陈宇翱、陆朝阳、陈增兵共同完成,这是一支年轻的科研团队,彭承志为70后,陈宇翱、陆朝阳均为80后,该项目推荐单位是安徽省、中国科学院。

  随着信息技术的进一步发展,窃听、黑客攻击成为信息安全的主要问题,量子力学在解决上述问题方面有望发挥重要作用。据介绍,“多光子纠缠及干涉度量”项目组成员长期从事量子力学基础问题实验检验,对光量子操纵方法进行了深入、系统的研究,系统地发展了多光子纠缠操纵技术,并创新性地应用于量子通信、量子计算、量子精密测量等多个研究方向,将量子保密通信技术真正带入实际应用。

  在量子通信领域,2007年,项目组在国际上首次实现了安全通信距离超过100公里的光纤量子密钥分发,打开了量子通信技术实用化的大门。据潘建伟介绍,目前,以该项目组为主要建设单位的远距离量子通信骨干网“京沪干线”项目正在建设之中,将建设连接北京、上海,贯穿济南、合肥等地的广域光纤量子通信网络,预计2016年下半年建成。

  2012年,项目组首次成功地实现了百公里量级的自由空间量子隐形传态和双向纠缠分发,并实现了星地量子通信的全方位地面验证,模拟了在卫星的各种运动姿态下进行星地量子通信的可行性。潘建伟说:“中科院启动了“量子科学实验卫星”先导专项,卫星预计在2016年下半年发射,将在国际上率先实现高速的星地量子通信并连接地面光纤量子通信网络,初步构建我国的广域量子通信体系。同时还将实现千公里级的远距离量子纠缠分发,从空间尺度上对量子力学非定域性进行实验检验。”

  在可拓展的量子计算与模拟、量子精密测量领域,潘建伟希望5年内实现20-30个量子比特的相关操纵;10年左右实现50个量子比特的纠缠,实现量子计算机的基本功能。在此条件下,量子计算机在处理某些特定问题方面的计算能力将大大超越目前的经典超级计算机。

  潘建伟表示,尽管实现真正意义上的通用量子计算机还比较遥远,但是专用于解决特定问题的量子模拟机非常有希望在5至10年内取得重大突破。

  同时,在进行量子计算研究过程中发展起来的量子调控技术还可用以实现高精度的精密测量手段,将应用于自主导航、医学检验、物理学基本常数测定、引力波探测等领域。

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