【領(lǐng)跑者】彭承志：與量子對話的人 志在深空

　　中國量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星項(xiàng)目科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師和衛(wèi)星系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師彭承志，從事量子物理研究已經(jīng)十多年，他和實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)的研究，使量子通信從實(shí)驗(yàn)室走向太空，從基礎(chǔ)前沿研究走向?qū)嶋H應(yīng)用。不僅如此，隨著墨子號量子衛(wèi)星的升空，彭承志和他的同事一起開展了一系列天地之間的量子實(shí)驗(yàn)，正在讓中國的量子通信領(lǐng)跑世界。

　　他將微小的量子變成通信密鑰，為國家通信安全提供有力保障；他與遙遠(yuǎn)的墨子號進(jìn)行星地對話，開展千公里級別的量子實(shí)驗(yàn)。他是中國量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星項(xiàng)目科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師彭承志。在微觀的量子世界里從事科研，他甘之若飴，從容面對，用一項(xiàng)項(xiàng)科學(xué)發(fā)現(xiàn)和實(shí)際應(yīng)用，領(lǐng)跑世界。

　　4月份的一個(gè)夜晚，在量子衛(wèi)星過境的瞬間，彭承志和實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)通過位于麗江的觀測站和天上的衛(wèi)星進(jìn)行了7分鐘的數(shù)據(jù)傳輸。這樣的星地對話，幾乎每天都在進(jìn)行。

　　2016年8月16日凌晨，全球首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號”在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空，“墨子號”將首次在國際上開展空間量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究。彭承志和實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)完成了星地量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)中最關(guān)鍵的兩個(gè)部分：量子有效載荷和量子通信地面站。

　　彭承志：這邊擺的就是我們量子衛(wèi)星上的載荷，我們叫鑒定件，它跟這個(gè)天上的飛行件基本上是一模一樣的。

　　以往的量子糾纏源又大又笨拙，里面布滿了各種光學(xué)器件和結(jié)構(gòu)器件，但是這么大的糾纏源根本放不進(jìn)衛(wèi)星里，彭承志他們大膽出新，把量子糾纏源的光學(xué)器件和結(jié)構(gòu)器件做成了一個(gè)一體機(jī)，既穩(wěn)定又靈活。

　　彭承志：我們看一下它是可以動的，這個(gè)望遠(yuǎn)鏡呢就會對準(zhǔn)另外一個(gè)地面站，把這個(gè)糾纏光送到另外一個(gè)地面站去，通過這樣一個(gè)裝置，我們就可以把這兩個(gè)量子糾纏光子分開到一千公里的這個(gè)尺度上。

　　十七年前，正在中科大讀博士的彭承志，加入潘建偉教授組建的量子信息實(shí)驗(yàn)室，他的任務(wù)是在地面做量子傳輸實(shí)驗(yàn)。2003年，在合肥大蜀山，彭承志帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了第一次遠(yuǎn)程的量子通信實(shí)驗(yàn)。

　　彭承志：我們那個(gè)時(shí)候激光器的功率很大，糾纏產(chǎn)生的效率又很低，所以一定要水冷，但是我們在那個(gè)山頂上，沒有自來水，我們搞了兩個(gè)大水桶，一個(gè)水桶的水就這么旋轉(zhuǎn)過來，就是這樣冷。

　　用買來的天文望遠(yuǎn)鏡自己搭建整個(gè)收發(fā)系統(tǒng)，就是這樣小米加步槍的組合，成功完成了10公里級別的實(shí)驗(yàn)。后來，實(shí)驗(yàn)的難度不斷升級。那時(shí)候，還沒有量子衛(wèi)星，彭承志和團(tuán)隊(duì)的任務(wù)，就是如何在地面模擬天上的衛(wèi)星做量子通信實(shí)驗(yàn)。在青海湖進(jìn)行的模擬實(shí)驗(yàn)中，他們甚至用到了熱氣球和卡車。

　　彭承志：工程師說那你肯定要模擬整個(gè)鏈路的這個(gè)情況，然后我們就在青海湖那里，2011年，距離一下就做到百公里鏈接，徹底驗(yàn)證了這個(gè)衛(wèi)星的可行性。