习近平总书记关切事丨探“微观世界”　抓“关键变量”——我国科学家与量子“纠缠”的故事

（在习近平新时代中国特色社会主义思想指引下

——新时代新作为新篇章·习近平总书记关切事）

探“微观世界”　抓“关键变量”——我国科学家与量子“纠缠”的故事

约一个世纪前，“上帝到底掷不掷骰子”的爱因斯坦-玻尔论战，为人类开启了量子世界之门。

进入21世纪，量子科技发展突飞猛进。习近平总书记指出，加快发展量子科技，对促进高质量发展、保障国家安全具有非常重要的作用。

要让量子技术这个决胜未来的关键掌握在中国人手中！这是“中国量子军团”心中的梦想火种。

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这是在安徽创新馆拍摄的“墨子号”量子卫星模型（8月25日摄）。 新华社记者 刘军喜 摄

120年前量子论诞生之时，中国只能做看客。而今，凭借一批科学家取得的多光子纠缠、量子反常霍尔效应、“墨子号”卫星等突破，中国已成为全球“第二次量子革命”的重要推动者与引领者。

百年量子，探究微观世界推动人类文明

10月23日11时，清华大学物理系一间普通办公室，阳光穿过窗户洒满书桌。中科院院士薛其坤正伏案工作，他关注着世界量子科研的新进展，也思考着如何加快培养青年人才。

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图为薛其坤（资料照片）。新华社记者 李贺 摄

个子不高、乡音浓浓，从沂蒙山区走出来的薛其坤，朴实而风趣。奋斗与执着，是无数次接近真理的过程，也是他量子路上的人生信条。

量子反常霍尔效应——全球物理学最热门的课题之一，因薛其坤团队的首次成功观测，中国标注了量子研究新高度。这项成果将推动新一代低能耗电子器件发展，加速信息革命进程。

1900年，德国物理学家普朗克提出量子论，如今它与相对论并称现代物理学两大支柱。但20世纪初，量子论以其“怪异”“悖论”引起轩然大波。

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中科院院士潘建伟在办公室内与“墨子号”量子卫星模型合影（2018年12月13日摄）。 新华社记者 张端 摄

“什么纠缠、叠加，量子理论为什么这么怪？”1992年，一个名叫潘建伟的中国科学技术大学本科生，在毕业论文中向量子论发起挑战。始于此，他迷上了微观世界的奥妙与未知，一生与量子“纠缠”。

20世纪，量子论催生出核能、激光、半导体，进而发展出计算机、手机、互联网，史称第一次量子革命。21世纪以来，新发现、新技术密集涌现，“第二次量子革命的战鼓已敲响！”英国《自然》杂志说。

量子科技的潜力难以想象：量子通信理论上可做到绝对保密，量子计算让运算能力指数级增长，量子测量则将精度提升至“原子级”。

世界竞逐因此你追我赶。

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这是中国科学技术大学展示的“高速量子密钥生成终端”模型（2019年8月22日摄）。 新华社记者 刘军喜 摄

创新自信，中国崛起为世界“量子劲旅”

2000多年前的墨子不会想到，他的名字有朝一日会成为中国科技创新的一个标志。

全球首颗量子卫星“墨子号”于2016年发射，这意味着，中国将“绝对保密”的量子通信向实用化推进了一大步。

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中科院院士潘建伟在实验室内了解科研情况（2016年2月25日摄）。 新华社记者 刘军喜 摄

41岁当选院士，46岁带领团队发射“墨子号”，47岁建成世界首条量子通信干线“京沪干线”……如今已名震国际学界的潘建伟认为，能拥抱“中国机遇”，是他最大的幸运。

当前，量子科技已是多国战略布局的重点。但很少有人知道，研究量子有多难。

中科院院士王建宇比喻，实现量子卫星“天地实验”，“相当于人在万米高空，把硬币扔进地面的一个储钱罐。”

中科大教授郭国平说，研制量子计算机，就像“用原子垒起一座金字塔”。

中国量子信息研究起步比发达国家晚了约20年。但21世纪以来，中国异军突起，取得了多项重大原创成果——

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科研人员在中国科学技术大学先进技术研究院量子通信“京沪干线”总控中心工作（2017年9月29日摄）。 新华社记者 刘军喜 摄

多次刷新量子纠缠数量的世界纪录，2013年首次观测到量子反常霍尔效应，2017年开通“京沪干线”实现世界首次洲际量子保密通信……

英国《自然》杂志评价，中国在量子领域，“从10年前不起眼的国家发展为现在的世界劲旅”。

“中国量子科研正处在黄金时代。”“墨子号”副总设计师彭承志说，日益强大的国力、催人奋进的氛围是根本保障。

关键变量，小小量子有望撬动远大未来

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科研人员在中国科学技术大学自旋量子计算研究室内工作（2019年8月22日摄）。 新华社记者 刘军喜 摄

创新决胜未来，人才关乎成败。

日前，2020国际量子大会召开，吸引了全球103个国家和地区数千名学者参会，38岁的中科大教授陆朝阳任组委会主席。

越来越多的青年闯入微观世界，在与量子的“纠缠”中崭露锋芒，“敢于冒险”的火花在创新中绽放。

34岁的中科大教授林毅恒，成功制备出原子和分子间“跨界”量子纠缠；合肥本源量子公司董事长孔伟成是个“90后”，目标是3年内研制出50到100比特的量子计算机……

习近平总书记强调，当今世界正经历百年未有之大变局，科技创新是其中一个关键变量。

目前，量子科技处于从实验室迈向市场的关键期。我国量子科技发展存在不少短板，面临多重挑战。

潘建伟认为，我国量子通信研究水平国际领先，量子计算与发达国家处于同一水平线，量子测量还有差距。“我们必须统筹创新要素，牢牢掌握创新和发展主动权！”

“像婴儿一样，刚学走路的时候跌跌撞撞，之后便会健步如飞走上大道。”中科院院士郭光灿认为，应抢抓机遇推动量子应用。

抓关键变量，增发展动能。

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这是正在建设中的中科院量子信息与量子科技创新研究院（无人机照片，4月13日摄）。 新华社记者 黄博涵 摄

在北京，成立了量子信息科学研究院推动产业化；在安徽合肥，产业聚集的“量子大街”初具规模；在山东济南，规划到2030年实现量子产业规模300亿元……

“莱特兄弟发明的第一架飞机只飞了12秒，但它证明了人类能飞上天空。”陆朝阳说，随着对量子规律更深刻的认识，量子科学将开启人类更美好的未来。