米兰官网-彭承志院士：与量子“对话”—新闻—科学网

科学家说“量子无处不于”。

于微不雅世界里，“量子”是组成物资的最基本单位的统称。100年前，量子力学降生，将量子理论从经验式的料想酿成了可量化、可表达的科学要领，随后催生了半导体、激光等现今人类赖以保存的财产。如今，量子通讯、量子计较、量子互联网……新兴的量子信息科学正向着更具倾覆性的前沿成长。

“咱们处于一个很是好的时代，一个追逐的时代，也是一个奋进的时代。”于11月26日面向中国科学技能年夜学学生的讲座中，彭承志说。已往20多年，作为一位研究者，他见证了我国量子范畴从跟跑、并跑到领跑的奔腾。他的人生轨迹，与中国量子科技的突起之路交叉于一路。

11月21日，中国科学院宣布2025年新增选院士名单，中国科学技能年夜学（如下简称中国科年夜）合肥微标准物资科学国度研究中央研究员彭承志新被选为中国科学院院士。

叩响量子的年夜门

回首本身的科研之路，彭承志常归因在“偶尔”与“幸运”。

1993年，彭承志考入中国科年夜近代物理系。于妙手云集的校园里，他一度感应本身其实不出众。本科卒业后，他选择南下深圳，从事物联网装备研发。事情一年后，他做着做着“就感觉这个事情很轻易胜任，没有挑战性。厥后想想，感觉如许下去没意思”。

“尽可能选个难的”——这也是彭承志的科研理念之一。

1999年，彭承志回到科年夜读研。偏偏是这段读研时间差，让他与量子范畴完善邂逅。2001年，恰逢国际上量子信息研究方兴日盛，潘建伟从欧洲留学返国，正于中国科年夜组建量子物理与量子信息试验室，彭承志成为试验室的第一批博士生，一脚踏入了这片其时于海内险些空缺的“无人区”。

试验室早期重要成长的是光量子信息技能，这为量子通讯的实现提供了支撑。

量子通讯是迄今独一安全性获得严酷证实的通讯方式，可年夜幅晋升现有信息体系的安全性。然而，光纤传输总会有必然损耗，光纤量子通讯的传输间隔被限定于数百千米的量级，而于初期则更短，仅有数十千米。怎样冲破间隔的瓶颈？潘建伟等人另辟蹊径，初次把眼光投向外太空。于险些是真空的外太空，光旌旗灯号损耗很是小，使用量子卫星作为中转站，可以极年夜地延伸量子通讯间隔。

有一次，彭承志问潘建伟，经由过程太空实现长间隔量子传输这事，“实现了是否是挺牛的？”潘建伟必定地回覆：“必定牛，是世界上最牛的，至少是之一。”

这句话点燃了彭承志心中的火种。于这个全新的、高度交织的范畴，他发明本身“寻常就喜欢多相识一些常识，或者者说‘参差不齐’的工作都干过”，反而更能阐扬拿手。

一次偶尔的机缘，一个不畏难的决议，一名带路的导师，配合指引他叩响了那扇通往量子世界的年夜门。

“墨子号”飞天

胡想照进实际，需要从最坚实的地盘上起步。

第一步，要验证明验发出的光子可否穿透年夜气层。2003年，其时还有是博士生的彭承志受命领导团队，于合肥年夜蜀山最先第一次远间隔自由空间量子通讯试验。山顶没有自来水，激光器需要水冷，他们就架起两个洪流桶，让水扭转冷却；没有现成的装备，他们就用买来的天文千里镜，本身动手搭建整个收发体系……就是这套“小米加步枪”的装配，于2005年景功实现了13千米的自由空间量子纠缠分发，初次验证了远间隔自由空间量子通讯的可行性。

这一步，证实了“天路”可走，更年夜的挑战相继所致。为了模仿更长的链路，2007年4月起，彭承志与团队依次转战北京、河北、青海。从盛夏到隆冬，他们驻扎于青海湖心的小岛。小岛位置关闭，糊口物质及装备用的柴油每个月才能投递一次，没前提沐浴，各人裹着军年夜衣，蓬头垢面成为了常态。卡车、吊车，甚至热气球，都是他们用到的试验东西。“比起老一辈的科学家，这点苦底子不算甚么。”彭承志说。末了，团队实现了百千米级的量子密钥分发、量子纠缠分发及量子隐形传态，完全验证了卫星的可行性。

2011年末，量子科学试验卫星“墨子号”正式立项，彭承志担当“墨子号”科学运用体系总师及卫星体系副总师，与团队最先举行真实的星地量子科学试验。其时，世界上从未有任何国度做过相干的试验。谈起那时的心境，彭承志说：“畏惧呀！火箭发射的历程有太多不确定的因素，压力很年夜。可是压力再年夜又怎么样呢？再怎么难，硬着头皮也患上上。”

历经无数磨练，2016年8月16日凌晨，于河北兴隆地面站，彭承志亲眼看到那颗凝结了本身及团队血汗的卫星，拖曳着绿色的信标光缓缓升起。“我的表情久久难以平复。这类亢奋连续了好几个月。”彭承志分享道。随后半年，他跑遍天下五年夜地面站，完成星地联调。量子卫星的乐成发射及人类初次探测到引力波等庞大结果一路入选《天然》杂志评比的2016年度国际庞大科学事务。

设计寿命为2年的“墨子号”，仅用一年就圆满完成为了全数既定科学方针，以后又开展了一系列拓展试验，取患了丰硕的科学结果，直到2022年才终究退役。“‘墨子号’确确凿实没有孤负咱们本身的指望，也没有孤负他人对于咱们的指望。”彭承志说。

“祖冲之号”领跑

“墨子号”飞向艰深太空的同时，另外一场科技竞逐——量子计较也逐渐白热化。彭承志依附过往磨炼出的高精器量子态操控技能，敏锐田地入这片新疆场。

量子计较机于道理上具备超快的并行计较能力，有望为暗码破译、年夜数据优化、气候预告、质料设计、药物阐发等范畴提供比拟传统计较机指数级另外加快。研究量子计较有多条技能线路，超导量子计较是此中最有但愿的候选者之一，其焦点研究方针是增长“可把持”的量子比特数目，并晋升把持的精度，终极运用在现实问题。

2016年起，彭承志作为超导量子计较测控小组卖力人，领导团队潜心攻关。2021年，潘建伟、朱晓波、彭承志等人乐成构建了其时国际上超导量子比特数量至多、包罗62个比特的可编程超导量子计较原型机“祖冲之号”。不久后，“祖冲之二号”研制乐成，实现了逾越google“悬铃木”的量子计较优胜性。竞争是动态的。2024年，google依附更多比特数及更低过错率再次反超。彭承志及团队没有留步，“祖冲之三号”于2025年再度夺回量子计较优胜性领先职位地方。

除了了于算力上“你追我赶”，彭承志更注重生态自立。他及团队以“祖冲之二号”为基础搭建了可公然拜候的量子计较云平台。于他看来，这一切努力的宗旨是清楚的：“办事国度需求是咱们科研事情者的底色。咱们于量子计较范畴构建了‘祖冲之二号’，为黉舍解决科研问题，同时给市场提供相干仪器产物。”

逐梦量子赛道

“墨子号”与“祖冲之号”的乐成不仅于海内引起惊动，于国际上也激发了一股“量子”热潮。美国、欧盟、日本等提出或者加快了一系列量子信息范畴结构。

“科学无国界，科学家有故国”。量子信息是国与国竞争的高地，彭承志苏醒地熟悉到这条赛道的属性。“我始终秉持‘安身海内、拥抱世界’的理念，既聚焦在解决国度信息安全等庞大需求，也致力在为人类科学常识的配合前进孝敬气力。”

作为下一代中高轨量子科学试验卫星的工程常务副总师，彭承志正于计划新的征程。“量子周详丈量，尤其是空间标准的高周详量子光频标，会成为这颗卫星的重点方针。”谈和将来，他描绘着心中的量子蓝图：由实用化的低轨微纳卫星与中高轨卫星构成的“量子星座”，将与地面上的光纤量子收集毗连，构建起笼罩全世界、全天时的实用化量子保密通讯收集。量子科技将迎来更多可能。

采访中，彭承志经常感触本身作为新一代科研人的幸运：“咱们能有时机于如许的平台上做科研，是咱们小我私家的一种幸运——支付许多，但获得更多。”这份幸运，化作他沉甸甸的责任感。这不仅是他对于学生的辅导，也是对于本身的要求。“捉住这个时间点，捉住这个时机，多做点工作。”