协同努力

尽管中美在量子技术领域竞争激烈，但“墨子号”卫星实现的视频通话，在很大程度上是国际合作的结果。

它是潘建伟的团队和奥地利科学院量子物理学家安东•泽林格的团队合作的成果。上世纪90年代，泽林格是潘建伟的博导，他看到了这名年轻中国学生的潜力。“他来这里时，百分之百地专注于理论物理，”泽林格回忆道，“但我意识到他能取得更大的成就，所以我建议他转向实验，他做得非常成功。”

潘建伟2011年向泽林格提出在洲际量子密钥分发领域展开合作，令他曾经的老师感到十分高兴。潘建伟团队已经进行了多年的实验来证明天基系统（space-based system）是可行的，并获得了中国政府关于建造专用卫星的批准，该卫星于2016年发射。

在地面上实现量子密钥分发已经很困难了，通过卫星实现这一目标意味着许多额外问题需要解决，比方如何实现卫星传输信号与地面接受站的精准对齐，以及如何尽量减少光子在大气中丢失的数量。多伦多大学物理学教授Hoi-Kwong Lo表示，观察人士对此刮目相看。他补充道：“中国向量子领域投入大量资源，这意味着他们可以做其他国家做不到的事情。”

中国的其他成就包括建立世界最长的地面量子密钥分发网络。潘建伟也设计了北京和上海之间长达2032公里的地面连接，量子密钥可以在两个基站之间传递，为金融和其他敏感数据的传输提供了超安全的网络，部分中国城市也在建设基于此技术的市级网络。

由于政府项目的经费不透明，因此很难准确衡量中国在量子项目上的投资规模。但潘建伟说，中国未来国家级量子项目的资金规模至少将与欧洲持平。欧洲最近的量子技术旗舰项目是个10年10亿欧元的大型计划。

尽管资金很重要，但中国的成功不仅在于为卫星和其他项目提供资金。中国还得益于数十年如一日的人才战略，把年轻的研究人员送到国外，向泽林格这样的专家学习，然后吸引他们回国继续工作。

中国在量子科学领域发表了许多高质量论文，在量子通信和量子加密学等方向的专利数量也在飙升，远远超过了在美国和其他国家的注册专利数量。

为了培养未来的量子研究人员，中国投资10亿美元在合肥建设国家量子信息科学实验室，该实验室将于2020年开放，它将汇集来自物理、电气工程和材料科学等多个学科的专家。其中一部分资金将用于同一地点建设中科大新校区，培养量子研究人员。潘建伟说：“我们正在努力培养量子技术的后备军。”

潘建伟已经在中科大建立了量子物理与量子信息研究部。2018年6月，该中心的团队宣布他们将18个量子比特纠缠在一起，创造了世界纪录。正因为这样的突破，量子计算机距离在某些任务上超越最强大的传统超级计算机又近了一步。

他们也制定了雄心勃勃的太空计划。潘建伟说，未来四到五年内，中国将先后发射四个低轨道量子卫星，不久之后还会发射与地球运转同步的高轨道卫星。他们的长期愿景是建设洲际覆盖的量子安全互联网，取代现有的互联网。展望更远的未来，从智能手机到笔记本电脑都可能采用量子加密技术保证安全。

潘建伟站在用于传输超安全信号的接收器前