央廣網(wǎng)北京9月9日消息(記者劉天思）2017未來科學(xué)大獎(jiǎng)9月9日在北京公布獲獎(jiǎng)名單。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉憑借其在在量子光學(xué)技術(shù)方面的創(chuàng)造性貢獻(xiàn),，使基于量子密鑰分發(fā)的安全通信成為現(xiàn)實(shí)可能獲得“物質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)”,，清華大學(xué)施一公因其在解析真核信使RNA剪接體這一關(guān)鍵復(fù)合物的結(jié)構(gòu),，揭示活性部位及分子層面機(jī)理的重大貢獻(xiàn)摘得“生命科學(xué)獎(jiǎng)”,。今年首度頒發(fā)的“數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)獎(jiǎng)”則授予在雙有理代數(shù)幾何學(xué)上作出的極其深刻的貢獻(xiàn)的北京大學(xué)許晨陽。

今年“物質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)”獲獎(jiǎng)?wù)吲私▊ズ退I(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)展了一系列量子光學(xué)方面的創(chuàng)新技術(shù),，包括高全同性單光子源,、超高亮度多光子糾纏源、獨(dú)立光子間的量子干涉,、線性光學(xué)量子邏輯操作等,，利用基于光纖和可信中繼的量子密鑰分發(fā)實(shí)現(xiàn)城域和城際范圍的安全量子通信，利用基于衛(wèi)星和自由空間平臺(tái)的量子密鑰分發(fā)實(shí)現(xiàn)洲際尺度的實(shí)用化的量子通信。這些發(fā)展最終將帶來一個(gè)連接中國和世界各個(gè)角落的實(shí)用量子網(wǎng)絡(luò),。

通信安全是人們數(shù)千年來一直追求的目標(biāo),。在現(xiàn)代社會(huì)，包括商業(yè)和金融,、軍事和國家安全在內(nèi)的很多領(lǐng)域都依賴通信安全,。目前的加密方法如RSA和SHA通信協(xié)議都面臨著來自量子計(jì)算機(jī)的威脅。而另一方面,，基于量子力學(xué)基本原理的量子密鑰分發(fā)提供了原理上無條件安全的加密方式,，從而提供了一種終極的安全通信手段。

潘建偉的工作使得中國在量子通信領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位,。他的團(tuán)隊(duì)首先于2009年在合肥,、2012年在濟(jì)南使用光纖實(shí)現(xiàn)了城市量子通信網(wǎng)絡(luò)。在2016年,，他們使用光纖在北京和上海間建設(shè)了世界上最長（超過2000公里）的量子鏈路,，并通過十幾個(gè)可信中繼站來克服脆弱量子信號(hào)的衰減。為了克服由于不完美的單光子源和探測器導(dǎo)致的安全漏洞,，潘建偉團(tuán)隊(duì)發(fā)展了誘騙態(tài)量子密鑰分發(fā)和基于獨(dú)立光子干涉的測量設(shè)備無關(guān)量子密鑰分發(fā),，使得量子通信的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用成為可能。該團(tuán)隊(duì)還率先發(fā)展了包括糾纏交換和糾纏純化,、量子存儲(chǔ)和相位穩(wěn)定方法在內(nèi)的量子中繼技術(shù),，來最終取代這些可信中繼。潘建偉發(fā)展的多光子干涉在這些技術(shù)中再次發(fā)揮關(guān)鍵作用,。

潘建偉團(tuán)隊(duì)還成功實(shí)現(xiàn)了世界上第一個(gè)衛(wèi)星與地面之間的雙向量子鏈路,，使得星地間的量子密鑰分發(fā)可以超過千公里，成碼率超過1kbps,。這是一個(gè)在極端條件下（大氣湍流,、強(qiáng)震動(dòng)、強(qiáng)溫差,、宇宙射線等）首次達(dá)到的高精度量子光學(xué)操控實(shí)驗(yàn),。此外，該團(tuán)隊(duì)具有高空間分辨能力的,、在強(qiáng)背景下對(duì)單光子的高靈敏探測技術(shù)，以及高精度的瞄準(zhǔn),、捕獲,、跟蹤技術(shù)，使得基于衛(wèi)星平臺(tái)的自由空間量子通信成為可能,。