潘建伟研究组下一步有什么新目标？｜科技袁人( 二 ) 关注风云之声提升思维层次导

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介绍完了《瞭望》杂志对潘老师的采访，我来稍微注释一下。 2016年发射的墨子号量子科学实验卫星和2017年开通的京沪干线组成了天地一体化的量子通信网络，可以实现广域的量子保密通信。这是个重要的功能，目前媒体的宣传主要在这个层面。但还不止于此，这个量子通信网络还可以做很多其他事情。
例如， 2019年，潘建伟等人就用墨子号卫星检验了一种澳大利亚学者提出的、尝试统一量子力学与广义相对论的理论，检验的结果是这种理论不成立。后面这种理论会继续改进，中国也会发射更高轨道的量子科学实验卫星，继续检验修正过的理论。
又如，这里提到了下一代“秒”的定义。时间单位秒是怎么定义的？最初是用太阳日，一天的86400分之一叫做一秒。后来用摆钟， 1米长的单摆一次摆动的时间大约是一秒。再后来用地球公转周期，一年的3155万6925.9747分之一为一秒。所有这些都是依赖于某些偶然现象，不是依赖于基本物理规律。现在，秒的定义是：铯-133原子在基态下的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射周期的91亿9263万1770倍。这就只依赖于量子力学的物理原理，摆脱了对偶然事物的依赖。随着量子精密测量技术的进步，秒的精度还可以再提高，这就是潘老师提到的下一代秒的定义。要让每个用户都能够精确地标定时间，不仅需要在一个源头进行精确的时间测量，还需要把这个时间精确地传递给用户，即授时，这就是潘老师说的高精度的时间频率传输网络。天地一体化的量子通信网络，有望使中国成为世界上授时最准确的国家。

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最后提到的引力波探测、暗物质搜索，都是量子精密测量的技术。例如在卫星上放一个光钟，测量引力红移。如果有一团暗物质飘过，引力红移就可能有变化。我不久前介绍的彭新华教授研究组探测暗物质的工作，就是量子精密测量的一个应用，可供参考。

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