王建宇:让中国量子通信领跑世界

文化   2024-10-31 11:31   浙江  


2023年9月,习近平总书记在浙江考察时指出,浙江要在以科技创新塑造发展新优势上走在前列。创新是第一动力,人才是推动创新的第一资源。总书记的谆谆嘱托饱含期许,惟有把挑战作为责任,勇攀高峰,方能让光荣与梦想在新时代绽放。本号特别推出“讲好科学家故事”栏目,记录那些在科技领域孜孜不倦、与光同行的攀登者。




他带领团队实现了中国人首次“为月球量身高”的梦想,他主持研制的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”成功发射升空,他就是光电技术专家、中国科学院院士王建宇。







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求学生涯中的两次坚持


1977年,国家恢复高考,18岁的王建宇已经高中毕业两年,正在家乡宁波的新华书店工作。听到高考恢复的消息,王建宇立即报名参加高考。进入高等学府学习一直是王建宇的梦想,机会终于来了,王建宇一边工作一边利用业余时间全力复习。

“那时候,高考要考两次,第一次预考,我考得很好,在宁波排名靠前。宁波招生办觉得我很有希望考进好学校,就和我工作的新华书店打招呼,让我有更多的时间复习准备。”王建宇回忆起往事。

然而,到了正式高考,命运却和王建宇开了个玩笑,他最向往的浙江大学和复旦大学都没有向他伸出橄榄枝。在王建宇心里,要上就上自己心仪的大学,否则不如第二年再考。这时候,杭州大学向他发出了录取通知,王建宇一开始是拒绝的,但看到专业时,他的眼睛亮了——是他喜欢的物理学专业。反复思考了很久,王建宇决定去杭州大学读书。

本科毕业后,王建宇和许多同学一样,参加了本校的研究生考试,当年物理系的试卷“实在有点难”,他落榜了。于是,王建宇回到宁波,在一所学校当起了物理老师。

然而,王建宇的心一直在“天上”,他从来没有停止过对更高层次知识的追求。1984年,王建宇再次报考研究生,这次他成功了。1990年,王建宇获得了中国科学院上海技术物理研究所博士学位,并留所工作。至此,他登上了心目中的高水准平台,开始了科研生涯。


用“墨子号”卫星实践量子通信


嫦娥工程是王建宇最早参加的航天项目。作为中国知名的空间光电载荷专家,2003年起,王建宇带领一个年轻的科研团队,研发了中国第一台空间激光遥感仪器——激光高度计,搭载在“嫦娥一号”上,实现了中国人首次“为月球量身高”的梦想。接着,他又多次参与嫦娥工程后续系列研制工作。
2007年,王建宇开始率队研制世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”上的星地量子通信设备。“当时,中科院院士潘建伟跟我说,我们不是有三个目标吗?你只要把第一个‘密钥分发’的目标做完,我们就是国际领先了。当时,我们听说这项工作是要参与国际竞争,内心非常兴奋。”王建宇回忆说。
2016年8月16日凌晨1时40分,“墨子号”在酒泉卫星发射中心成功发射。作为“墨子号”的常务副总设计师,王建宇用“十年磨一剑”来形容“墨子号”的研发历程。
在“墨子号”卫星交付会留影
“经过近一百年的发展,基于量子力学的量子信息学逐渐形成。这门学科将量子力学和信息学结合,来解决经典计算机不能解决的问题。”王建宇说,“量子通信实现了绝对安全密钥分发的物理通道,解决了安全漏洞,所以量子通信是现代通信的补充。”
自2017年1月正式交付,“墨子号”也做到了多个“世界第一”,包括实现世界首次洲际量子保密通信,意味着我国已构建出天地一体化广域量子通信网络雏形;以及在国际上首次实现千公里级基于纠缠的量子密钥分发。“墨子号”已圆满完成既定任务,目前还在超期工作中。“墨子号”的成功发射,也成为我国高科技技术从跟踪到引领的典范。

完美适应每一次“自我转型”


许多科学家一辈子只在一个领域深耕钻研,而王建宇却在他的科学道路上一次又一次转换赛道,从激光到“墨子号”的研究,再到主持引力波宇宙实验室,每一次他都能实现完美转型。

现在,王建宇是中国科学院大学杭州高等研究院的院长,在这个位置上,身为科学家的他不但要继续主持研究高科技项目,还要承担更多的管理任务,让杭高院成为我国科技人才的培育基地。

为什么每次都能快速转型?王建宇认为,在普通人眼里,科学家代表着高智商和先进技术,而在他眼中,科学家是一种职业选择。虽然的确需要较高的智商,但当科学家也意味着要吃更多的苦、面临更多的挑战。科学家要随时应对新形势,不停地适应新时代的需要,探索未知世界,这就是旁人看来的“转型”。

“但在我看来,自己并没有转型。我原来就是做光谱仪器、光子探测的,严格意义上说,激光也是光的探测,只不过有些技术不同。量子通信看起来是通信,本质也是对一个微弱信号的探测,与探测引力波信号根源上是一模一样的,都离不开大学物理专业所学的知识。”王建宇说。

正是因为对所学的科学原理“心中通透”,王建宇才能大胆地在新的科学方向上大步迈进。“当时,院里通知我去做引力波项目,之前我并不了解引力波,于是我就去听了一天的报告,听完后就对整个项目有把握了。”

谈及新时代的科学家精神,王建宇认为,要对科学充满敬畏,愿意把自己的全部精力投入到对未知世界的探索中去。

说到给年轻人的人生建议,王建宇说,第一是打好学业基础,才能长成参天大树;第二是不要轻言放弃,坚持才会成功;第三是树立人生目标,做一个坚守理想的人。

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作者 | 王滢
编辑 | 任日莹
排版 | 毛婷
审核 | 张维维 金立山 林军
本文刊登于《杭州》杂志2024年第17期

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