勇闯科研“无人区”！这个平均27岁的团队加速在川打造量子互联网“试验场”

• 2022-03-30 08:28:48 来源：川观新闻

四川在线记者 徐莉莎

3月29日，电子科技大学沙河校区主楼内的信息与量子实验室门窗紧闭，窗帘拉得严丝合缝，把自然光挡在屋外。室内，各类仪器间信号线穿梭。一台锃亮的超导纳米线单光子探测器持续发出嗡嗡的声响。它的核心部件处在-271℃的真空环境中，能够对光的最小能量单元——单个光子进行探测。

这里是实验室正打造的量子互联网的节点B——“鲍勃”。世界上目前还没有一张投入实际使用的量子（纠缠）互联网，他们要做的，就是在沙河校区的三栋大楼之间，搭建起量子纠缠互联场地试验研究平台，这是量子互联网可能的初级形态和核心技术试验场。

在中科院院士郭光灿的指导下，这个平均年龄仅27岁的团队，正朝着打造量子互联网“试验场”的目标全力进发。

实验室的关键量子器件加工平台

在川建起首个含固态量子中继的量子互联网雏形，量子科技四川队加速崛起

出生于1994年的博士生范云茹笑着说，在实验室里日夜与嗡嗡的仪器为伴，已经习惯了这个声音。从研一进入实验室起，她就跟随电子科技大学教授周强一起探索量子这一微观世界的“幽灵”。

在直线距离百米之外的瀚海楼和通信楼，分别布局了量子互联网的节点C“查理”和节点A“爱丽丝”，这是团队在过去几年搭建的基于纠缠的量子互联网1.0版本。

区别于经典互联网，他们把量子信息编码在节点A的光子上，利用量子纠缠，在节点C的帮助下，实现量子信息从节点A传到节点B中。不过令人们感到奇怪的是，节点B并不会接收到来自节点A的光子，而这一切“怪事”都源于量子纠缠。

什么是量子纠缠呢？周强解释，在经典力学的定义中，我们在任何时刻只能存在于一个地方，这一前提决定了我们所处的位置，以及移动的方式和速度，都是确定的。

然而，在量子世界，量子系统受不确定的量子物理原理支配，并诞生了量子纠缠这样“离经叛道”的新存在。当两个相互纠缠的量子物理系统，各自处在杂乱无章的量子状态，但不管两者相隔多远，一个系统的状态确定，另一个的状态会“瞬间”确定。

周强说，未来信息社会必将在信息的获取、传输、计算、存储和应用等方面发生重大的变革与演进，其中的关键是使用量子物理系统发展量子信息科技，并最终将各地的量子节点通过量子纠缠互联的方式连接起来，建成服务国家的量子互联网。

如今，量子互联网已成为各国“必争之地”。2022年四川省政府工作报告中就明确，加强太赫兹通信技术、存储技术、光电技术、量子互联网、激光技术等领域引领性前沿技术攻关，争取原创性突破。

电子科技大学的这支团队也在该领域持续发力。在学校双聘院士郭光灿的带领下，周强团队已成功研制出高性能量子纠缠光源、宽带固态量子存储器等原型器件，完成量子纠缠互联场地研究平台搭建。还首次实现赫兹速率的城域量子隐形传态。

量子互联网装置演示图

探秘科研“无人区”，催生更多科技“奇果异香”

今年以来，周强团队致力于让这张“网”传输得更快、更远，连接的节点数更多。

要传得更快，需要提高量子光源的质量；传得更远，需要在其中加入和通信设施兼容的量子中继器。所谓量子中继器，就像是旅途上的驿站，让带着量子态的光子可以“歇个脚”。这样一来，理论上就可以扩展到任意距离。

周强介绍，年内有望完成实验室二期建设的验收。二期建设将在50公里的城市范围内建成多用户间的量子纠缠互联应用示范网。在国家和省里科技计划项目的支持下，团队信心满满。

基础研究是整个科学体系的源头。周强明确感受到，“近年来四川基础研究的氛围越来越好。”一方面，大家对量子互联网这样的前沿技术越发感兴趣，2021年，实验室多了不少政、商、学界的来访者；另一方面，团队的研究将被纳入天府绛溪实验室的规划范畴。今年，周强还积极为《四川省基础研究十年行动计划》的制定建言献策。

周强的直观感受，来源于四川近年来在基础研究领域的持续发力。进入2022年，四川更是加速基础研究领域的布局。目前，省科技厅正梳理我省基础研究优势和短板，按照继续强优势、逐步补短板的思路，加快制定《四川省基础研究十年行动计划》。

在基础研究重大创新平台方面，2022年将推进天府兴隆湖实验室、天府永兴实验室高水平实体化运行，揭牌启动天府锦城实验室、天府绛溪实验室；推进在川国家重点实验室重组优化。

2月，省科技厅已公示《四川省自然科学基金项目管理办法（征求意见稿）》，明确将整合现有基础研究和应用基础研究等项目，设立四川省自然科学基金。该基金将发挥“天使投资基金”的作用，对基础研究持续支持，让更多青年人才勇闯科研“无人区”，在四川催生出更多科技的“奇果异香”。

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