3月29日，電子科技大學沙河校區(qū)主樓內的信息與量子實驗室門窗緊閉，窗簾拉得嚴絲合縫，把自然光擋在室外。室內，一臺锃亮的超導納米線單光子探測器持續(xù)發(fā)出嗡嗡的聲音。它的核心部件處在-271攝氏度的真空環(huán)境中，能夠對光的最小能量單元——單個光子進行探測。
這里是實驗室正在打造的量子互聯網的節(jié)點B——“鮑勃”。目前，世界上還沒有一張投入實際使用的量子(糾纏)互聯網，他們要做的，就是在沙河校區(qū)的三棟大樓之間，搭建起量子糾纏互聯場地試驗研究平臺，這是量子互聯網可能的初級形態(tài)和核心技術試驗場。
在中科院院士郭光燦的指導下，這個平均年齡僅27歲的團隊，正朝著打造量子互聯網“試驗場”的目標全力進發(fā)。
量子科技四川隊加速崛起
從研一進入實驗室起，出生于1994年的博士生范云茹就跟隨電子科技大學教授周強一起探索量子這一微觀世界的“幽靈”。
在直線距離百米之外的瀚海樓和通信樓，分別布局了量子互聯網的節(jié)點C“查理”和節(jié)點A“愛麗絲”，這是團隊在過去幾年搭建的基于糾纏的量子互聯網1.0版本。
區(qū)別于經典互聯網，他們把量子信息編碼在節(jié)點A的光子上，利用量子糾纏，在節(jié)點C的幫助下，實現量子信息從節(jié)點A傳到節(jié)點B中。不過令人感到奇怪的是，節(jié)點B并不會接收到來自節(jié)點A的光子，而這一切“怪事”都源于量子糾纏。
什么是量子糾纏呢？周強解釋，在經典力學的定義中，我們在任何時刻只能存在于一個地方，這一前提決定了我們所處的位置，以及移動的方式和速度都是確定的。
然而，在量子世界，量子系統(tǒng)受不確定的量子物理原理支配，并誕生了量子糾纏這樣“離經叛道”的新存在。當兩個相互糾纏的量子物理系統(tǒng)，各自處在雜亂無章的量子狀態(tài)，不管兩者相隔多遠，一個系統(tǒng)的狀態(tài)確定，另一個的狀態(tài)會“瞬間”確定。
周強說，未來信息社會必將在信息的獲取、傳輸、計算、存儲和應用等方面發(fā)生重大的變革與演進，其中的關鍵是使用量子物理系統(tǒng)發(fā)展量子信息科技，并最終將各地的量子節(jié)點通過量子糾纏互聯的方式連接起來，建成服務國家的量子互聯網。
如今，各國把量子互聯網作為科技發(fā)展重點之一。今年四川省政府工作報告中就明確，加強太赫茲通信技術、存儲技術、光電技術、量子互聯網、激光技術等領域引領性前沿技術攻關，爭取原創(chuàng)性突破。
電子科技大學的這支團隊也在該領域持續(xù)發(fā)力。在郭光燦院士的帶領下，周強團隊已成功研制出高性能量子糾纏光源、寬帶固態(tài)量子存儲器等原型器件，完成量子糾纏互聯場地研究平臺搭建，還首次實現赫茲速率的城域量子隱形傳態(tài)，這一傳遞速率要比此前全球領先的美國加州理工學院和費米實驗室的成果高出2—3個數量級。
加速基礎研究領域的布局
今年以來，周強團隊致力于讓這張“網”傳輸得更快、更遠，連接的節(jié)點數更多。
要傳得更快，需要提高量子光源的質量；傳得更遠，需要在其中加入和通信設施兼容的量子中繼器。量子中繼器就像是旅途中的驛站，讓帶著量子態(tài)的光子可以“歇歇腳”。這樣一來，理論上就可擴展到任意距離。
周強介紹，年內有望完成實驗室二期建設的驗收。二期建設將在50公里的城市范圍內建成多用戶間的量子糾纏互聯應用示范網。在國家和省級科技計劃項目的支持下，團隊信心滿滿。
“近年來，四川基礎研究的氛圍越來越好�！敝軓姳硎荆环矫�，大家對量子互聯網這樣的前沿技術越發(fā)感興趣，2021年，實驗室多了不少政、商、學界的來訪者；另一方面，團隊的研究將被納入天府絳溪實驗室的規(guī)劃范疇。今年，周強還積極為四川省基礎研究十年行動計劃的制定建言獻策。
周強的直觀感受，來源于四川近年來在基礎研究領域的持續(xù)發(fā)力。進入2022年，四川更是加速基礎研究領域的布局。目前，省科技廳正梳理我省基礎研究優(yōu)勢和短板，按照繼續(xù)強優(yōu)勢、逐步補短板的思路，加快制定四川省基礎研究十年行動計劃。
在基礎研究重大創(chuàng)新平臺方面，今年我省將推進天府興隆湖實驗室、天府永興實驗室高水平實體化運行，揭牌啟動天府錦城實驗室、天府絳溪實驗室，推進在川國家重點實驗室重組優(yōu)化。
2月，省科技廳已公示《四川省自然科學基金項目管理辦法(征求意見稿)》，明確將整合現有基礎研究和應用基礎研究等項目，設立四川省自然科學基金。該基金將對基礎研究持續(xù)支持，讓更多青年人才勇闖科研“無人區(qū)”，在四川催生出更多科技的“奇果異香”。記者 徐莉莎
