周飞：量子在眼前，世界在脚下

量子力学究竟有多遥远？对普通大众来说，距离最近的时刻，或许就是看大火的电视剧《三体》的时刻。甚至有不少网友表示：从未对物理学研究产生如此浓厚的兴趣，追剧追到夜不想寐。

量子纠缠效应，被爱因斯坦称为“幽灵般的超距作用”，因为纠缠的粒子之间，似乎违背了狭义相对论。在电视剧《三体》中，从量子到质子，再到“智子”，微观世界的物理学原理让追剧狂人们烧尽了脑细胞。科幻小说家想象中的“物理学不复存在”的事情真的可能发生吗？我们迫切地想要得到一个相对浅显且直接的回答。但当我将这个疑问抛给济南量子技术研究院的副院长周飞时，他却开怀地笑了：“天体跟量子，隔行如隔山。”

不可否认，《三体》等科幻小说与电视剧，让更多的普通人主动地去了解物理，了解微观世界。而以量子力学为代表的前沿物理研究，则正在改变我们的现实世界，周飞就是“变革者”之一。

以墨子之名，让中国引领世界

周飞与量子的“初遇”是在读本科时模拟电路课的课堂上。那是他第一次听到潘建伟这个名字——我国著名物理学家，全国乃至全球量子信息科学研究的开拓者。那时的他一定想不到，未来的自己将师承潘建伟，进入量子研究领域。2022年，诺奖组委会将物理奖授予了在“纠缠光子实验、验证违反贝尔不等式和开创量子信息科学”方面做出贡献的三名欧美科学家。颁奖仪式上，诺贝尔物理奖评委托尔斯·汉斯·汉森在解读获奖成果时，展示了一张含有中国量子卫星的图片。他说：中国量子通信卫星图彰显了物理学的国际合作，更体现了中国在这一研究领域的贡献。

让祖国在量子卫星和量子通信研究方面走在世界前列，是周飞一直在努力的。他同时还有一个愿望，是让国人了解这个事实，并为此骄傲。所以，对于量子技术的科普，他始终坚持，不敢懈怠。为此，济南量子技术研究院建成了集知识普及、成果展示、体感互动于一体的量子科技综合展厅，打造了山东首个以量子科技为主题的科普教育基地，还会定期举办科普沙龙。“为的是引起重视、获取支持，最重要的，是要建立国人的文化自信。”

但，文化自信只靠科普还不够。2016年8月16日，由我国自主研制的世界首颗量子科学实验卫星——“墨子号”的发射升空，就为这份自信找到了资本和底气。“墨子号”使量子通信技术的应用终于突破了距离的限制，促进了广域乃至全球范围内量子通信的最终实现。以我国科学先贤墨子之名命名量子卫星，也是团队对于文化自信的传达。

“墨子号”正式发射之前的地面实验进行了三年之久，实验地点经多次考察后，设在青海湖湖心偏南，一座名为海心山的小岛上。“‘墨子号’的最终归宿是上千公里外的太空，但其纵向的光传输的大气衰减程度只相当于地面上横向的十公里左右，所以我们只需在地面测十公里以上，到了太空层面，我们的卫星发射信号即可以满足大气衰减要求了。”

回想当年，周飞觉得地面测试中卫星的功能性问题对于团队来说并不是难题，“但就是‘体力劳动’会让我们吃不消”。青海湖湖水为咸水，团队的日常用水都来自他们手提肩扛回来的井水。“住所离井口也就两三百米远，但三千多米的海拔，要扛着25斤的水桶走下来，还是不容易，通常是歇了四五次了，回头看看，才走了一点点路。”

2019年12月30日，全球首个小型化可移动量子卫星地面站与“墨子号”在济南首次对接成功。23时31分44秒，漆黑的济南东北部夜空中出现了一个耀眼的绿色光点，光点随着卫星的移动而移动。量子卫星地面站经过自动搜寻准确实现了与“墨子号”卫星的对接！在场的人无一不为此欢呼雀跃！

以量子之力，链接现实与未来

在量子研究领域，属于济南的首次和首个也绝不仅限与“墨子号”的成功对接。2022年7月27日，世界首颗量子微纳卫星“济南一号”在酒泉卫星发射中心搭载“力箭一号”运载火箭成功发射！不同于“墨子号”，微纳量子卫星面向的是商业化和量子产业化。

为什么是济南？为什么济南会获得为首颗量子微纳卫星命名的荣耀机会？一切还要从周飞初到济南说起。

2010年2月10日，山东省政府与中国科学技术大学签署科技成果转化合作协议，来年5月16日，中国科学院量子技术与应用研究中心暨济南量子技术研究院揭牌仪式在山东举行。这是我国最早成立的量子领域专门研究机构。

虽然有各方的资源和政策支持，但这个从零开始的机构踏上的，仍然是一条拓荒之路。对此，周飞记忆深刻，从开设各类账户，到建立组织架构，再到起草建院方案，还有如前文提到的，向大众普及量子知识、介绍济南量子技术研究院，都是他一度的重点功课。

十余年的时间过去了，“济南在量子通信的产业化和商业化方面走在国家的前列，也是国际的前列”。“我们济南院，包括我的团队，一直与中国科大联合，开展小型化地面站的研制，小型化地面站面向的就是‘墨子号’‘济南一号’般的量子卫星。有了地面站，有了‘济南一号’，我们才可以实现点对点星地链路的链接，就此开展后续的天地链路、地面链路的结合，构建天地一体化的广域的量子通信网络。”

量子时代，势不可逆。如今，在周飞及其科研团队的努力下，最大规模实用化城域量子通信网络“济南量子通信试验网”和首个商用化量子通信网络“济南市党政机关量子通信专网”相继建成，已投入使用多年；全球首套小型化可移动量子卫星地面站在济南实现与国家量子骨干“京沪干线”和“墨子号”互联互通；实现500公里量级现场无中继光纤双场量子密钥分发，创造商用光纤量子通信距离的世界纪录……

未来已来。“计算、精密测量，甚至是导航与天气预报，你能想到的所有领域量子都可以介入。”在周飞看来，科研的征途不尽平坦且无尽头，“好在，我们已经走在了世界前列”。

（感谢共青团山东省委对本次采访的大力支持  编辑/王立群）