中科院院士、中国科学院物理研究所研究员于渌
量子通信必将大有可为
量子科学实验卫星发射在即，这是我国自主研发的世界第一颗星地量子通信设备。从长远来看，量子通信至关重要，因为经典信息即使加密也可能被破解，只有利用量子态“不可克隆”等特性的量子通信技术，才能有效保障通信安全。事实上，全世界都很重视保障信息安全，比如美国、欧洲、日本等都投入了大量的资金和人力进行相关研究。自本世纪始，我国特别重视并且持续支持相关方面的研究，许多优秀团队都做出了重要的贡献，中国科学技术大学潘建伟团队就是一个杰出的代表。中国之所以能在世界上率先发射量子科学实验卫星，首先离不开国家的大力支持。通过科技部、教育部、基金委、中科院和地方政府的各项研究计划，我国在量子信息的基础研究和应用开发上都打下了坚实的基础，取得许多重要突破。这是发射量子科学实验卫星的必要前提。其次，率先发射量子科学实验卫星离不开量子科研团队的精诚合作和开拓创新。这支非常年轻的队伍从最基础的物理实验，到最新科研成果的实际应用，在科学和技术方面都取得了很多重要的突破，在数量、水平和创新能力上都具有明显的国际优势。如果量子科学实验卫星发射成功，结合下半年建成的“京沪干线”，我国将初步构建一个广域量子通信体系。这会解决很多实际的问题，并且为全球性的量子通信网络的构建打下基础，这将是一个新的突破。当然，量子通信不会马上全面取代现在的经典通信，仍然还有许多科学和技术上的问题等待我们进一步突破。科学卫星对于人类认识空间至关重要，人类必然逐渐走出地球，走向空间。在这一步步走出去的过程中，必须要踏踏实实。从目前来看，在量子科学卫星方面我们的确走在了前面，但在空间科学的整体上我们还只是刚刚具有了竞争力，要实现从追赶、并跑到领跑，还需要一个艰苦的过程。希望国家在条件允许的情况下能更加重视空间科学发展，更好地规划，把军民各方面的力量统一起来，加快我国空间科学的前进步伐。pic01.jpg
 
 
中科院院士、北京计算科学研究中心教授朱诗尧
我国跨出量子通信发展第一步
奥地利Anton Zeilinger  研究组是全球从事量子通信技术研究的顶尖研究团队，其也一直希望能够建立以国际空间站为平台的空间量子通信计划。此次，中国科学院与奥地利科学院签署合作协议，共同致力于在量子科学实验卫星框架中合作开展洲际量子通信实验，可谓是中奥两国的一次强强联手。这颗即将发射升空的、由中国完全自主研发的量子科学实验卫星，不仅是我国、更是世界上首颗量子科学实验卫星，其对于未来量子通信技术的发展来说意义重大，可谓是我国在全球量子通信技术发展领域迈出的第一步。此次量子科学实验卫星肩负着在广域范围开展量子密钥分发、广域量子密钥网络、量子纠缠分发和量子隐形传态四项重要实验。虽然目前已经有很多实验可以证明量子力学的纠缠态，但在长距离大范围条件下进行千公里量级量子纠缠态的观测还从未有过。一旦成功发射量子科学实验卫星，我们便可以从卫星上的量子纠缠光源同时向两个地面站分发纠缠光子，在完成量子纠缠分发后，再对地面站的两个纠缠光子同时进行独立的量子测量，进而进行空间尺度量子力学完备性检验的实验研究。如果能够给出对于量子力学完备性的证明，就可以对量子力学的基本理论进行验证，这不仅是非常重要的事情，更具有巨大的科学意义。如就量子光学的研究领域来说，一旦通过量子科学实验卫星使量子态、量子关联以及量子纠缠等理论得到验证，那么其对量子光学的理论计算和实验设计都会起到一定程度的指导作用。总之，量子科学实验卫星的研制与发射，是我国对于量子力学和量子光学研究的一个重大贡献，也是我国在全球量子通信技术发展方面跨出的第一步。pic02.jpg
 
 
诺贝尔物理学奖得主、美国科学院院士Anthony J. Leggett
为量子互联网打下坚实基础
在太空上远距离对量子力学的预测进行检验，我认为这将是非常有趣的一项试验。我特别感兴趣的是（即便在这颗卫星上无法实现），在相隔约2~3  光秒的情况下，让人类观测员进行“Einstein-Podolsky-Rosen-Bell（EPR-Bell）理论”的测试；假设他们的报告能够得出明确的结果，那么这就会阻碍现有的测试中所谓的“塌缩的定域性漏洞（collapse  locality loophole）”，并为客观的定域性理论等此类问题的“棺材”钉上最后一根钉子。如果此次量子科学实验卫星上的实验能够获得成功，那么它肯定会为最终的量子互联网打下坚实的基础。而对于量子互联网是否将成为未来全球通信潮流的疑问，我认为，量子互联网是否会建立起来，这取决于（可操作的量子计算机的情况也是如此）国际社会是否认为这种系统的收益大于成本。但我可以想象，最初它的成本将会十分高昂。中国拥有一大批非常杰出的科学家。在过去的几年中，实践证明，中国在基础科学上的投入要远远高于绝大多数西方国家。因此，中国能够加入到全球空间科学的事业中来，这必将进一步推动该领域的进步。而我也会推动相关的科学家进一步关注最终的“EPR-Bell”测试，尽管这将可能是未来几十年甚至上百年之后的事情。pic03.jpg
 
 
奥地利科学院院长、物理学教授Anton Zeilinger
全球量子通信体系的重要一步
近二十年来，我的团队一直在研究远距离自由空间量子通信。其中一些研究工作——比方说在加那利群岛的拉帕尔玛岛和特纳利夫岛之间的量子通信实验——已经证实了利用卫星进行此类试验在原则上是可行的。我们非常高兴地看到，如今量子科学实验卫星正在顺利地将量子通信提高到一个新的水平。我期待此次实验不仅能够提供重要的新成果，而且也将是迈向全球量子通信体系的重要一步。2014 年10  月，我们带着我们的接收设备来到上海，首次将其与中国的发送设备结合在一起。当时，正值奥地利副总理兼科技部长Reinhold Mitterlehner  正式访问中国之际，人们很惊讶地看到，我们两国的团队能够在短短数日之内如此顺畅地沟通交流信息，这是非常专业的。作为一名科学家，同时也作为奥地利科学院的现任院长，我很高兴两国能够建立这种合作。此次合作不仅有助于推动科学的发展，而且也能够进一步加深我们对两国文化的理解。中国在空间科学上所作出的投入是至关重要的，因为它为未来的发展提供了重要的新元素。令我印象颇为深刻的是中国方面在决策上的速度。就量子科学实验卫星而言，我希望这颗卫星不仅是重要的一步，也是第一步。我建议未来应该继续研发更多的卫星，特别是在多个卫星上构建量子空间网络。对于我们未来的互联网来讲，实质上，挑战来自于数据的传输速率。就此而言，我们必须要着力研发新光子源和新的光子探测器，这对于业界来说也是一大挑战。就我个人的观点而言，我相信未来的网络将会在很大程度上使用量子通信技术。我希望此次的量子科学实验卫星项目能够为两个大陆之间建立第一个量子通信的连接。pic04.jpg
 
 
奥地利科学院量子光学和量子信息研究所科学主管 Peter Zoller
空间科学合作 中国不可或缺
 在人类不断探索自然的科学进程当中，卫星与宇宙飞船的发展，为科学研究与探索的顺利推进做出了巨大的贡献。我们可以回顾一下，在过去几十年间，全球科学家开展的科学实验中，有很多非常重要的实验都是通过开展太空计划而得以实现的。科学的发展是基于对新的前沿进行不断的探索试验，并努力将其攻克征服。这也是我们对于此次量子科学实验卫星的发射非常期待的原因，我们很想知道这一次实验的结果将会如何。此次，中国和奥地利两国针对量子科学研究开展了一系列的合作。我认为奥地利能够从这一次的合作伙伴关系中获益匪浅，因为如果没有像中国这么强大的合作伙伴，这一次的实验可能就无法成为现实。步入21  世纪，我们可以看到，量子技术脱颖而出，成为在新世纪里不断发展壮大的一项新技术。我相信在接下来的几年中，我们将会看到很多非常重要的有关量子技术的应用逐渐问世。由于量子通信技术本身的自然规律，这项技术能够确保通信上的安全。因此，量子通信技术也将沿着这一发展方向，成为首批发展起来的、也是其中最重要的量子技术之一。Peter Zoller.jpg
 
 
奥地利维也纳技术大学量子科学与技术维也纳中心教授Jorg Schmiedmayer
开辟全球安全通信新纪元
我认为量子科学实验卫星是一个很好的科学卫星项目，它涉及了基础科学与实用技术两方面。开展量子纠缠实验并建立全球规模的量子链接不仅说明量子物理学可以无限延伸，而且也为全球无条件安全通信开辟了新纪元。我相信纠缠态和量子现象能够在全球范围内得到验证，但无论如何这都需要有人去做。如果量子物理学在全球范围内失败，这将是21  世纪最惊天动地的发现之一。为了令人信服地表明和验证量子可以在全球范围内分配，我们需要在量子科学实验卫星之外继续开展研究验证——这颗卫星可以展示出初步证据，但后续也要更精准的跟进。我认为中国和奥地利在量子科学方面的合作卓有成效。在各位科学家及他们的好奇心的驱动下，中奥架起了跨国界、跨文化的科学合作桥梁，这是未来合作模式的一个很好的参考案例。我也相信量子科学实验卫星将会取得成功。这颗卫星所做的实验将会成为全球范围内量子物理学的直接例证，让量子真正走入人们的认识和想象中。从科学的角度来讲，它将会进一步巩固对量子物理自然界的基本描述。在谈到量子互联网时，我认为它很有可能成为超级安全通信的新潮流，但是量子网络不仅仅是点对点的通信，还需要大量的研发去探索和寻找量子互联网的发展潜力、优势与弱点。在全球量子纠缠的发展潜力的推动下，对于量子网络的研究势头将会不断加大，未来将会显示出它的影响力究竟如何。中国在研制发射这一系列空间科学卫星后，成为了国际空间科学的主要参与者。在欧洲、美国或俄罗斯取消了很多不错的项目的同时，我们很高兴地看到中国能够加入进来，将科学卫星放在发展议程的重要位置。通过各国间的合作，我们可以让有些“梦想使命”成为现实。我祝愿此次量子科学实验卫星项目能够取得成功。即便不能解决全部问题也不要气馁，回望历史，有很多空间项目都遭遇了各种挫折。聚焦于想象力丰富的科学和长远的布局，你就会赢得地球上每个人的追随。Jorg Schmiedmayer.jpg
 
 
美国麻省理工学院物理学教授Vladan Vuletic
中国空间科学领域研究成果显著
如今，量子力学已经在很多不同的环境和体系下被检验多次，以至于几乎没有人会当真以为它会在距离延伸到太空的几百公里后就失败，但如果能够经过实验验证的话当然更好。例如，当科研人员发现自然界并不遵守我们现实世界和镜像之间的对称性时，这个现象就成为了一个巨大的意外发现。从个人而言，我并不指望卫星实验能够教给我们任何我们尚不了解的量子力学和有关量子奇特性质的知识。然而，量子科学实验卫星项目却有着非常重大的意义，它将会把科学转变为技术：如果实验成功，它将有可能建立比经典物理学更强有力的地面系统与空间系统链接。然后，这种链接可以在实际上用于安全的信息交流。因此，爱因斯坦对量子物理学的反对就会转变成一种交流工具，这将是一个非常激动人心的进展。展望未来，我认为我们将会建立一个全球的远距离通信网络，而它的安全性将会得到量子力学法则的保护。目前而言，实现这一理念的最简单方式似乎是通过卫星，这也是研制和发射量子科学实验卫星的目的。而另一种方式是建立基于地面的光纤网络，这在未来是可以想象的，尽管当前似乎通过向空旷的太空发射卫星进行远距离交流更加简单。在发射了一系列新的卫星之后，我相信中国将会成为空间科学实验的领跑者。近年来，中国在很多领域的科学研究都已经做出了诸多振奋人心的成绩。至于空间项目，随着最近人们直接观察到了引力波，未来振奋人心的一大机遇将是基于卫星的引力波探测器和天文台，这将会使我们以一个从未遇见过的方式来观测宇宙。Vladan Vuletic.JPG
 
 
英国帝国理工学院量子信息理论科学系主任Myungshik Kim
新实验体系带来新机遇
我很高兴地听到中国的科学研究将要飞上太空的消息。我们对于自然界的理解会随着实验现实而不断增长。随着我们开始触及新的实验体系，我们会发现新的物理学现象和新的科学。在太空上做实验将会提供一个新的实验体系，这将会带来很多有趣的结果，甚至可能会因此而诞生新的理论。很有可能的一点是，不寻常的量子效应会在太空中持续更长时间，不会受到嘈杂环境的影响，也不会因为大气圈而散射。因此，利用卫星建立快速的长远距离量子通信和网络将成为可能。当前，我们所面临的最重要的问题之一，就是如何调和两个伟大的物理学理论：广义相对论和量子力学。二者在某些范围内所持的意见并不尽相同，例如在普朗克尺度上。有很多的理论都在试图找到一种方式能够融合这些理论。然而，如果没有实验证据，就很难取得有意义的进展。在这个研究方向要想取得任何进展，一个可能性就是在太空进行量子研究。我猜想中国所作出的努力正是想推动这一方向的实验研究。Myungshik Kim.png
 
 
波兰格但斯克大学理论物理和天文物理研究所所长Marek Zukowski
量子卫星项目是真正的开拓者
　　　 量子力学是一个非常成功的理论。自从这一理论在1925  年被发现以来，虽然人们进行了各种各样可以想到的实验验证，但这一理论并没有被进行过任何改动。类似于“纠缠”这样的理论十分奇妙，我们无法用直觉根据日常经验或是爱因斯坦相对论的各种经典理论概念去理解这种理论。这种概念具有一种特性，从理论上来讲它应该是与距离无关的。那么，只有在宇宙空间上做实验，才能真正验证这一特性。同样，与量子测量相关的具体问题中，还有很多问题也只能在宇宙空间上进行检验。这不仅是因为空间实验是在真空中进行的，也因为卫星是在局部重力场为零的情况下在轨高效运行的。潘建伟教授的团队是实验研究中的全球佼佼者，因此我很高兴地看到他们把实验“搬到太空”。量子科学实验卫星除了会进行量子力学的远距离验证外，还将会让我们首度尝试在非常远的距离之外进行量子通信的原型测试。我并不认为整个互联网会变成量子互联网，但是安全传输非常敏感的数据迟早要采用量子链接，因为只有量子链接才能提供无条件的安全。因此，量子科学实验卫星项目将会成为真正的开拓者。我非常高兴地看到今日的中国能够大力投身到空间研究当中，并且在迅速增加它的空间项目。与此同时，过去的空间强国——美国和俄罗斯都处于过渡转型期或者止步不前。因此，中国此时的发力恰逢其时！其实，本不应该由我提出建议，但是凭我的直觉，我认为根据美国和前苏联过去的经验显示，无人航天任务更加具有成本效益，因此我也非常高兴地看到量子科学实验卫星任务能够实施。Marek Zukowski.jpg
 
 
美国路易斯安那州立大学赫恩理论物理研究所联合主管Jonathan P. Dowling
量子卫星实验意义非凡
量子纠缠和相关的量子隐形传态，是量子力学领域当中最奇妙的几个预言，它们似乎都指向着让爱因斯坦困扰的一种“幽灵般的超距作用”。要注意的是，这种体系不能用于速度高于光速的通信，因此爱因斯坦的相对论仍然是安全的。 当然，在两个分离的纠缠粒子之间似乎存在着“非局域”关联，这推动着相对论的边界，并为爱因斯坦的理论带来了一丝不安。因此，通过星地间的量子隐形传态实验在远距离进行量子理论的检验是至关重要的，我们需要寻找（我们已知的）量子理论在远距离是否会失败的任何迹象。 量子理论所作出的预测是它不会在远距离失败。因此，任何不符合该结果的实验都无疑意味着在最坏的情况下量子理论是不完整的，这可能会指引出统一量子理论和爱因斯坦相对论的方向——自20 世纪30 年代起，人们就开始寻找这种统一的理论，但迄今为止尚未找到。 潘建伟教授所负责的量子科学实验卫星计划将会提供这种终极测试。潘建伟在中国青海湖所做的97 公里量子隐形传态实验令人印象深刻，这源自他与奥地利AntonZeilinger 团队之间紧张激烈的竞争——Zeilinger 团队在加那利群岛作出了144 公里的纪录。量子科学实验卫星的星地实验计划将会进一步把这一数字提升至数百公里。而且，卫星与地面站之间将存在不同的引力势，我们可以留心寻找爱因斯坦广义相对论的影响。这些实验都具有非常重要的根本性意义。 这一技术更加实际的应用是建立全球的量子互联网。未来，量子计算机将会在全球范围内被连接在一起，进行量子分布式计算等应用。其它的应用还包括量子密码学等等。 对于我而言，中国空间项目令我印象最深刻的是他们愿意跳出固有的思维模式来考虑新的任务，研发速度很快，而且也没有太多的行政惰性，这一点往往困扰着其它宇航局。特别是中国国家航天局（CNSA）在寻找利基项目方面做得很好，所选的项目不会直接与美国国家航空航天局和欧空局竞争，因此他们也能够以灵活、激动人心的方式很好地补足其它机构所做的工作。Jonathan Dowling.jpg