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“墨子號(hào)”上搭載四個(gè)有效載荷，一半由上海技物所牽頭研發(fā)。（上海技物所供圖）
　　一道綠光，從數(shù)百上千公里外的天空傳來(lái)，這是世界上首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”向地球發(fā)來(lái)絢麗又科幻的“問(wèn)好”，隱藏在綠光中發(fā)送的糾纏光子對(duì)蘊(yùn)含著奇妙的量子信息。
　　量子通信是當(dāng)今世界量子物理和信息科學(xué)的研究熱點(diǎn)，2016年8月16日，我國(guó)發(fā)射全球首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”，上面搭載四個(gè)有效載荷，一半由中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所（簡(jiǎn)稱(chēng)“上海技物所”）牽頭研發(fā)。
　　十年光陰倏忽而過(guò)，從前瞻布局到成功發(fā)射，在量子科學(xué)“無(wú)人區(qū)”闖出一條創(chuàng)新之路，這支平均年齡34歲的年輕團(tuán)隊(duì)做到了。
　　■沖擊不可能，挑起攻克技術(shù)難題的重任
　　當(dāng)2007年中國(guó)科學(xué)院布局量子通信時(shí)，國(guó)外也有不少團(tuán)隊(duì)正在同一條跑道上攻堅(jiān)克難，但還沒(méi)有人做出東西來(lái)。為何？難度太大了！
　　在太空中分發(fā)量子密鑰？那得穿越厚厚的大氣層，將一個(gè)個(gè)光子從天上發(fā)到地面，還得準(zhǔn)確無(wú)誤地接收。中國(guó)科學(xué)院院士潘建偉最初提出這個(gè)設(shè)想的時(shí)候，很多人都認(rèn)為是天方夜譚。由中國(guó)科學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)牽線，他找到了時(shí)任上海技物所所長(zhǎng)王建宇。
　　認(rèn)真研究了方案后，王建宇認(rèn)為理論上可行，但落到實(shí)際操作層面，幾乎所有設(shè)計(jì)都得扣著理論極限，容不下一絲偏差。
　　以“墨子號(hào)”上重量最大、體積最大的一個(gè)載荷量子密鑰通信機(jī)為例，它的工作原理就如同從萬(wàn)米高空飛行的飛機(jī)上，連續(xù)不斷地把一枚枚硬幣準(zhǔn)確投入地面上一個(gè)旋轉(zhuǎn)著的儲(chǔ)蓄罐的投幣口內(nèi)。
　　上海技物所量子衛(wèi)星載荷研制團(tuán)隊(duì)還是挑起了這一重任，一方面吸收采納國(guó)內(nèi)外相關(guān)先進(jìn)成果，另一方面開(kāi)展自主研究。他們利用自己在空間激光主動(dòng)探測(cè)、空間運(yùn)動(dòng)部件研制與控制上的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)上萬(wàn)比一的分色片鍍膜；他們又和中國(guó)科學(xué)院上海微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院團(tuán)隊(duì)攜手，將衛(wèi)星和地面的跟瞄精度做到了小于3.5微弧度……回想起那段“沖擊不可能”的歲月，王建宇說(shuō)那種滿足感和成就感，值得一輩子回味。
　　■完成世界首次浮空平臺(tái)和近百公里量子密鑰分配實(shí)驗(yàn)
　　技術(shù)要經(jīng)過(guò)充分驗(yàn)證，才能證明它的可行性。2009年，還在上海技物所讀研究生的張亮作為技術(shù)試驗(yàn)隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)來(lái)到青海湖，做“從飛機(jī)上往地面的儲(chǔ)蓄罐里扔硬幣”技術(shù)的實(shí)驗(yàn)。環(huán)境的艱苦還是超乎大多數(shù)人預(yù)料，科研人員不僅要自己搭帳篷、生火、做飯，還要長(zhǎng)途跋涉尋找最佳試驗(yàn)點(diǎn)。
　　2010年中秋節(jié)，他們像往年一樣往山上運(yùn)設(shè)備，誰(shuí)也沒(méi)想到在汽車(chē)急轉(zhuǎn)彎時(shí)，整個(gè)設(shè)備被甩到了地上，摔成三節(jié)，所有人都傻眼了，張亮一個(gè)人走到懸崖邊默默抹眼淚。王建宇接到張亮的電話，第一句話便問(wèn)“有沒(méi)有人受傷”，第二句話則安慰道“沒(méi)關(guān)系，大不了明年再來(lái)”。
　　沒(méi)有等到來(lái)年，僅僅過(guò)了15天，這支隊(duì)伍幾乎不眠不休，用超乎想象的韌勁修好了設(shè)備，用年輕人的異想天開(kāi)，以熱氣球的方式完成了世界首次浮空平臺(tái)和近百公里的量子密鑰分配實(shí)驗(yàn)，相關(guān)成果發(fā)表在英國(guó)《自然》雜志。
　　回想起那段歲月，張亮似乎還能聞到那晚大家圍坐在火堆旁邊吃烤土豆的香味?！澳菚r(shí)幾乎每頓晚飯都是烤土豆，香得不得了?！?br/>　　■平均年齡34歲，在世界舞臺(tái)上唱響奮斗之歌
　　這是一支年輕的隊(duì)伍，26位男生，4位女生，平均年齡34歲，許多人加入時(shí)還不到30歲。量子衛(wèi)星四大載荷的四位主任設(shè)計(jì)師中，三位是“80后”，其中，張亮還是“85后”。王建宇之所以敢把擔(dān)子交給年輕人，源于團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期以來(lái)的人才培養(yǎng)機(jī)制?！耙欢ㄒo年輕人奮斗的舞臺(tái)?！彼f(shuō)。
　　盡管地面實(shí)驗(yàn)成功了，設(shè)備要保證在太空中“萬(wàn)無(wú)一失”，還需經(jīng)過(guò)10倍力學(xué)振動(dòng)、峰值600倍的沖擊、邊界溫度-200℃真空實(shí)驗(yàn)等苛刻挑戰(zhàn)，第一代產(chǎn)品性能?chē)?yán)重下降，整個(gè)項(xiàng)目幾乎要推倒重來(lái)。
　　這是每一支團(tuán)隊(duì)到了“無(wú)人區(qū)”必須承受的壓力，因?yàn)橐呀?jīng)沒(méi)有前人的經(jīng)驗(yàn)可以繼承了，每一步都要自己踩下去、走出來(lái)。王建宇最終穩(wěn)定了“軍心”，幫助隊(duì)伍從泥濘里走了出來(lái)。張亮說(shuō)，那時(shí)我總在想象衛(wèi)星發(fā)射時(shí)是多么美，這么多年的努力還未見(jiàn)成果，誰(shuí)能輕言離開(kāi)這個(gè)舞臺(tái)。量子衛(wèi)星副總設(shè)計(jì)師、有效載荷總體主任設(shè)計(jì)師舒嶸坦言：“雖然我們加班加點(diǎn)，沒(méi)日沒(méi)夜，但是總覺(jué)得希望就在前方，曙光就在前方?！?br/>　　這顆在天上運(yùn)行的“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星也點(diǎn)燃了中國(guó)人的量子自信。目前，上海已將“量子通信”列入科技創(chuàng)新中心“22條意見(jiàn)”的重大戰(zhàn)略項(xiàng)目，并在“十三五”科技創(chuàng)新規(guī)劃中將“量子材料與量子通信”作為重要戰(zhàn)略方向進(jìn)行部署。在量子科學(xué)的探索道路上，上海技物所科研團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)發(fā)揮其系統(tǒng)集成與器件研發(fā)雙輪驅(qū)動(dòng)優(yōu)勢(shì)，走實(shí)創(chuàng)新之路。
　　團(tuán)隊(duì)小傳
　　中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所量子衛(wèi)星載荷研制團(tuán)隊(duì)突破了衛(wèi)星與地面站微弧度高精度跟瞄、高保偏量子信號(hào)偏振調(diào)制、近衍射極限量子光發(fā)射、高精密量子糾纏光源等一系列核心關(guān)鍵技術(shù)，使得我國(guó)在量子通信技術(shù)激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中搶占主動(dòng)權(quán)。其主要科學(xué)成果——“實(shí)現(xiàn)星地千公里級(jí)量子糾纏和密鑰分發(fā)及隱形傳態(tài)”位列2017年度中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展榜首。
　?。ㄔd于《文匯報(bào)》 2018-04-30 03版）