在全球學術界，Science系列期刊是兼具重要影響力、高度權威性的重要學術刊物，而作為 Science 系列期刊出版方，美國科學促進會（AAAS）則是世界上最大的多學科科學協會，致力于推動全球科學研究與工程技術應用創新。

AAAS 于 1923 年開始設立克利夫蘭獎，也是其最悠久的獎項。當地時間２月１４日晚間，AAAS 在 2019 年年會上，史無前例地將 2018 年的克利夫蘭獎頒給了一支 34 人的中國團隊——由潘建偉領導的中國“墨子號”量子科學實驗衛星團隊，以表彰該團隊實現千公里級的星地雙向量子糾纏分發。

圖丨 AAAS 將 2018 年度紐科姆·克利夫蘭獎獎章交到中國科學技術大學教授、量子科學實驗衛星量子糾纏源分系統主任設計師印娟手中（來源：CGTN）

今年的獲獎論文，描述了粒子如何在保持一種稱為“量子糾纏”的神秘狀態下完成遠距離通信，DT 君曾在成果發布的第一時間報道了此事。

在量子糾纏中，物理學家同步多個粒子的特性，例如光子或電子。一旦粒子被分離，這種“糾纏”允許觀察者通過測量與其連接的粒子的狀態來確定給定粒子的狀態。

如果研究人員能夠實現遠距離的量子糾纏，那么真正的不可破壞的信息加密系統將離我們不遠：長距離的量子糾纏是安全通信的“量子鑰匙”。任何對加密信息的破解嘗試都會對分享的鑰匙產生干擾，進而提醒通訊者注意自己的信息安全。

圖丨 AAAS 相關報道（來源：AAAS）

但棘手的問題在于，糾纏態的量子會在通過空氣等介質的時候急劇衰減。所以，目前量子秘鑰的最長距離也就只有幾百公里。作為解決辦法，量子中繼器 (Quantum repeaters) 能夠通過放大量子信號的方式延展網絡的覆蓋范圍，但這一技術尚未成熟。許多物理學家于是夢想通過衛星在幾乎真空的太空環境中傳輸量子信號。

在潘建偉團隊發表于 2017 年 6 月 16 日的 Science 論文中，他們證明了一種新技術的可行性，該技術可以最大限度地減少這種衰減。團隊使用“墨子號”衛星通過近地真空發送光子對，成功地測量相隔 1203 公里的量子密鑰。研究表明，衛星網絡有朝一日可以作為量子互聯網的基礎設施。

“安全溝通在現代世界中至關重要，”Science 主編、紐科克利夫蘭獎評選委員會主席 Jeremy Berg 說，“理論上，基于量子糾纏現象的方法顯示了一種完全安全的通信解決方案。愛因斯坦曾將其稱為“遙遠的幽靈活動”。

“然而，將這些理論方法轉化為實踐仍存在許多挑戰，”Berg 補充道，“獲獎論文是應對這些挑戰的重要一步，實現了遠距離的量子通信。”

圖丨潘建偉團隊成員（來源：潘建偉）

潘建偉因簽證原因未能出席

據了解，" 墨子號 " 是由我國自主研制的世界上第一顆空間量子科學實驗衛星，從 2016 年 8 月 16 日成功發射，其三大科學任務——高速星地量子密鑰分發、星地量子糾纏分發、地星量子隱形傳態——目前都已完成。這三大任務預估耗時 2 年，但最終 1 年時間就已實現目標。這也讓國際同行再次將目光聚焦到中國量子技術的發展上：在建設使用量子加密傳輸數據的網絡上投入了數千萬美元的資金、使用量子加密技術實現北京與維也納之間的視頻通話、經過四年的規劃和建設，北京和上海之間的專用量子通信網絡“京滬干線”也于去年正式開通……

圖丨“墨子號”成果登上 Science（來源： Science）

正如年會上 Science 主編、紐科克利夫蘭獎評選委員會主席 Jeremy Berg 所說：“過去幾年間，中國科學領域的進步讓人刮目相看。我認為這篇論文能在這樣一個競爭激烈的領域脫穎而出，也證明了當今中國科學研究的質量。”

但令人遺憾的是，據了解，潘建偉未能參加此次頒獎活動，因為他的簽證正處于“行政審理”狀態。

“科學應該是無邊界的。這就是會議的主旨，當然是 Science 的辦刊主旨，來自世界各地許多國家的研究人員和科學合作團隊，”Science 主編、紐科克利夫蘭獎評選委員會主席 Jeremy Berg 說，“這是一個不幸的事件。在科學的跨國、跨界方面，這確實令人沮喪。”

在國際局勢已經開始侵蝕科學界交流的當下，中國團隊本土成果獲得如此國際認可難能可貴。

2019 年量子軍備賽

此次研究能夠獲得 AAAS 的青睞，預料也有量子通信技術近幾年在全球受到廣泛關注的原因。

例如，與中國在人工智能等其他尖端技術上的做法一樣，美國政府也已經把各種量子研究列為重點。

2018 年 12 月中下旬，美國眾議院通過了《國家量子倡議（NQI）法案》。根據該法案，未來五年內，美國能源部、國家科學基金會和商務部（國家標準與技術研究院（NIST）直屬商務部）將在量子信息科學研究領域共計投入 12 億美元。中國在量子領域首批投資預算高達 100 多億美元，相較而言，12 億美元只能算小手筆。不過，金額大小并不能最終決定研究的質量或實際價值。并且，盡管在量子加密方面中國略勝一籌，但得益于私企的投資，美國在量子計算領域有較大的領先優勢。

目前，美國最值得期待的量子通信項目之一，是由美國能源部資助、兩大國家實驗室領導建立的新量子網絡。該網絡將在一年左右的時間內從阿貢國家實驗室延伸到費米國家加速器實驗室。這兩家國家實驗室和芝加哥大學已建立了一個名為“芝加哥量子交換”(Chicago Quantum Exchange) 的合作項目，由 Awschalom 牽頭，是整個項目的先期項目。對于美國在開發不可破解通信技術的全球競賽中取得重要成果具有推動作用。

（來源：Quantum Xchange）

另外，在 2018 年 10 月 26 日，一家名為 Quantum Xchange 的創業公司表示，它已被允許接入沿美國東海岸運行的 500 英里光纖電纜，用以為美國創造該國的首個州際、商用量子密鑰分發網絡。隨著此次美國量子互聯網項目到位，全球量子互聯網的競爭態勢將更加激烈。

在 2019 年，全球量子軍備賽競爭還將包括建造真正的商用量子計算機。

回顧過去的一年，量子計算市場一片火熱，幾家科技公司各自推出了自己的芯片，憑借量子比特數目搶占“量子霸權”：

2018 年一月的 CES，在推出 17 量子比特芯片 2 個月后，Intel 公司宣布設計并制作了具有 49 個超導比特的芯片 Tangle Lake。芯片目前交由其在荷蘭的研究伙伴 QuTech 進行測試，但到目前為止還未有測試結果。

（來源：谷歌）

谷歌緊隨其后，于 2018 年 3 月發布了其 Bristlecone 芯片，該芯片具有 72 個超導量子比特，遠超前幾個公司的量子比特數，被認為是“更加接近量子霸權”。同年 7 月，Google 與 NASA 簽訂合作協議，由 NASA 分析其量子計算架構上運行的量子電路的結果，驗證是否真正達到“量子霸權”。分析結果將于 2019 年揭曉。

另外，來自加州伯克利的著名初創公司 Rigetti 于 2018 年 8 月推出了其 128 量子比特的超導量子芯片，并希望在接下來一年多的時間圍繞這一芯片構建量子計算系統。

如果說過去的一年是圍繞量子比特數和量子霸權炒作的一年，那么接下來的 2019 年將會是超導量子計算機的各大公司在拿出真實成績的一年。很多在之前的計劃也到了兌現的時候，究竟誰能真正的在實用化量子計算機領域脫穎而出，我們將拭目以待。