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华美讲坛院士系列 | 听王建宇院士谈“墨子号”与中国的科技创新

2021-04-16

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2021年4月15日,在广州市华美英语实验学校,中国科学院院士、“墨子号”常务副总设计师王建宇研究员围绕“墨子号”与中国的科技创新,为华美英语实验学校的师生和家长们以及博研商学院校友们做了深入浅出的讲座。

▲华美小学部少先队员欢迎王建宇院士,并为到访嘉宾系上红领巾

▲王建宇院士在华美国际投资集团董事局主席张克强博士及学校领导陪同下参观华美学校


此次讲座由华美国际投资集团与博研商学院主办,华美英语实验学校承办。


▲华美国际教育集团陈金龙董事长主持此次专题讲座


讲座背景介绍

量子通信是量子科技三大方向之一。经过20多年的努力,中国在该领域实现了从跟跑到领跑的重大转变。近日,世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”牵手“京沪干线”,我国科研团队成功组建了世界上首个天地一体化的广域量子通信网络,实现了长达4600公里的综合通信链路距离跨越,也为我国未来实现覆盖全球的量子保密通信网络奠定了坚实基础。

图片来源:王建宇院士等人于2020年6月15日在《自然》杂志发表的期刊论文。这一成果在国际学术期刊《自然》发表,《自然》杂志审稿人评价称,这是地球上最大、最先进的量子密钥分发网络,是量子通信“巨大的工程性成就”。


王建宇院士为你揭开“量子科技”的面纱


王建宇院士介绍道,上个世纪初有两个非常著名的物理学上的重大发现,一个是爱因斯坦创建的家喻户晓的“相对论”,还有一个就是量子力学。量子力学作为四大力学之一,起到了非常大的作用,而且爱因斯坦本身就是量子力学的发明人之一,他的第一个诺贝尔奖的获奖原因就是提出了光电效应,提出了光是粒子化的,这就是量子力学的一个核心概念。


▲王建宇院士专题讲座开讲


王建宇院士

“虽然量子力学并没有像相对论那么广为人知,但是在大学的课程中量子力学是必修课程,它揭示了微观世界粒子运动的规律。可以这么说,如果没有量子力学,就没有现在的半导体工业,大家每天在用的手机,都不会存在。”

王建宇院士说,目前,“墨子号”最初的三大科学目标已全部完成,量子卫星做完这些实验并不意味着它没有用处了,从科学研究的角度来看,“墨子号”完成了我国科学家自己设计的实验,现在世界上很多科学家都对“量子号”感兴趣,所以我国科学家可以与其它国家的科学家一起做更多的实验。另外,成功发射一颗量子卫星是很不容易的,量子领域需要验证的科学任务也还有很多,所以我国的科学家仍在设计新的量子科学实验让“墨子号”来完成。


“量子卫星的成功,意味着中国的高技术从‘跟踪’到了‘引领’的地位。”王建宇院士说。


谈到量子技术对于人类生活的改变,王建宇院士说,“墨子号”所做的科学实验在量子力学中很尖端,与大众目前的生活还不是十分密切。王建宇院士表示,今后我国科学家可能会发射更多的量子卫星,应用在我们国家安全、金融等领域的保密通信方面。


王建宇院士还高度评价了华美英语实验学校在教育方面所做出的成绩,“华美学校在民办教育行业成为了一个标杆。”



讲座后,王建宇院士与华美学生与家长进行了现场交流和互动。王建宇院士也赞赏了华美学子对于前沿科技的好奇和学习力,鼓励年轻的华美学子努力学习,不断探索,为祖国做贡献。


▲王建宇院士与现场学生、家长进行现场问答互动


华美国际投资集团董事局主席张克强博士说,通过这次难得的学习机会了解量子科技发展趋势和前沿应用问题,让我们增强科技发展自信。让华美论坛系列活动,在同学们的心里撒下科学的“种子”,用科学的力量去筑梦未来。华美投资在高科技领域的谋划也将加强与中国科学院、博研商学院的合作,请院士专家们为我们出谋划策,引荐先进的技术和资源,占领科技认知的新高地。华美也将体现企业担当,走出一条顺应科技发展趋势、引领未来产业发展的康庄大道。


▲华美国际投资集团董事局主席张克强博士致辞


博研商学院院长顾国强院长说,当今世界局势多变,我们在去年遇到了新冠疫情,今年又遇到美国的霸权主义的压制。今天和华美集团合办的华美讲坛,是院士行的第一站,是为了把科学家的研究成果回馈社会,助力社会。同时也感谢华美集团和中国科学院给予活动的支持。


▲博研商学院院长顾国强院长致辞


华美英语实验学校总校校长陈峰博士说,中国是一个“世界工厂”,以全世界20%的人口生产了生产了全球71%的彩电,76%的光伏板,78%的空调,86%的微波炉,88%的手机,90%的电脑等,芯片产能却不到全球的5%。中国面临各项的“卡脖子”清单,让我们知道技术的力量,人才的重要。陈峰校长为今天华美学生表现的好奇心和求知欲点赞,让我们看到这张“卡脖子”清单又充满了信心和希望。华美学校“凤凰科创班”就是以科技创新为办班特色,链接顶级高校,学校将致力于让孩子们成为有宝贵的好奇心、充满探索欲的终身学习的国际化精英。


▲华美英语实验学校总校校长陈峰博士致辞


华美学子与院士聊量子科技

王院士,有人说,量子力学是上帝在掷色子。您在从事量子方面研究的时候,有没有对唯物主义产生疑问?

学生

(笑)这是一个很有高度的提问。毛主席说,“物质无限可分。”量子说,单光子不可分割。我朋友听说我在搞量子方面的研究,也给我打电话说,“你快别搞了,搞这么唯心的东西干什么?”但是我仍然相信,这个和唯物主义不矛盾,只是我们还没有完全探索明白其中奥秘。所以,我还是相信唯物主义的。

王建宇院士

王院士您好,我想问,量子科技会不会把人类整个思维结构打乱?量子科技会不会对现在的生活带来更好的进步?

家长

我相信所有的科学发展的研究都是要为人类发展带来正能量。对于量子科技,你不用太担心,因为我们只是在对物质的本质进行了解,我只要去控制它,量子就会是为人类服务的好科技。

 

当然,我竟然也在国内一本医学杂志上看到一篇论文,说可以通过母女之间的基因联系,让医生对女儿的检测治疗从而能治疗母亲的病。当时我就想这个编辑也太胆大了,这样的文章也能登上去。

 

所以我想说,如果量子科技带来了不好的效应,其实这不是科技本身所造成的结果,而是应用人的问题。只要我们应用好了,量子科技一定会为人类带来福祉。

王建宇院士

关于我国的量子通讯技术,我看到国内外有一些不一样的声音,譬如信息损耗很大,传输时间非常长、传输环境要求很高,您是怎么看这个问题的呢?

学生

(笑)这个问题非常好,看来这位同学也对于这个问题之前有了解过,也思考过。


其实任何一种新的东西出现,一定有不同的声音出现。有人说,你们这个量子通讯卫星,根本做不了通讯。其实是针对量子通信和我们的量子保密这件事情没分清楚,所以有质疑声音说不是通信而是产生密钥,但我们的定义就是这样的。

 

所有新技术的发展,都是从关键核心技术发展的。保密是一个庞大的体系,不是一个技术问题解决了就完成了,是需要一步一步去克服的。

 

开始的时候很多人质疑我们,现在转变成大家共同来想办法怎么能够把这个好的技术用到我们生活当中去。科学院、工程院,包括国家的保密部门,都和我们一起来考虑怎么样把这个纳入到现在的保密体系中。新事物不能把旧事物一下全部推翻,一定是慢慢置换的过程。国家层面上也会有关于量子通信和量子计算机的有重大专项会,这里面我们会做很多工程化和实用化的事情。


在这个庞大体系完成以后,我们可能会向全国发动“攻防实验”,如果能做到谁也攻不破,那证明这个保密体系做得好。

 

而且我们现在发射的“墨子号”,肯定成本很高,如果人人都做,成本就下来了。譬如美国的马斯克他建造的可回收的火箭,就降低了很多的成本。所以如果将来有更多人参与这项研究,我相信量子科技会有很大的潜力空间。

王建宇院士

文 | 周晖

图 | 谢翀

编辑 | 谢翀

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