本文轉自：解放日報

“墨子號”之後，王建宇又投身中高軌量子衛星設計研發

在“無人區”創新，“舞臺”更遼闊

黃海華

王建宇簡介：1959年6月出生，中國科學院院士，中國科學院上海技術物理研究所科技委主任。“嫦娥一號”探月衛星激光高度計主任設計師，“墨子號”量子衛星工程常務副總師、衛星總指揮

本報記者 黃海華

65歲的王建宇自嘲忙得像卓別林那樣“團團轉”。他是剛立項的中高軌量子衛星工程總師，是上海量子科學研究中心主任，還擔任了上海空間信息產業協會會長，有時忙起來甚至同時參加兩個網絡會議。

挑戰重大科學問題，如何在“無人區”走出一條路？記者日前專訪了王建宇。

“那時候我心裏也沒底”

記者：“墨子號”的研製過程，最難的是什麼？

王建宇：現在回想起來，當時的決策者還是有領跑意識的。因爲實在是太難了，從未有人做過量子科學實驗衛星。大家對於量子力學，有所知道，但對於量子糾纏、量子隱形傳態就不甚清楚了。

量子衛星首席科學家潘建偉曾經說過，在衛星研製中，最困難的環節就是有效載荷。量子衛星的研製工作，我們是世界上第一個，全靠自己“摸着石頭過河”。我帶着幾名不到30歲的博士研究生，去了青海湖做實驗。

一位資深航天專家當時憂心忡忡地找到我說，這些學生娃什麼都不懂，能把量子衛星載荷做出來？其實那時候我心裏也沒底。

量子衛星載荷的研製，困難比想象的還要多。它的偏振精度要求控制在0.5%到1%，這樣才能確保信號編碼“不走樣”。這一難題困擾了我們一兩年，最終載荷偏振精度達到千分之三，超過了原先設定的科學目標。高能粒子輻照的試驗評估發現，單光子探測器在航天環境下的壽命一般只有十幾天，“墨子號”要在太空飛行至少兩年，這本身就是一道世界級難題。

最終，上海技術物理研究所作爲量子衛星載荷總體單位，牽頭研製了2個主要有效載荷，量子密鑰通信機和量子糾纏發射機。我記得在一次評審會上，那位航天專家又特地找到我說，沒想到這些年輕人學得這麼快。

沒有留下一張“全家福”

記者：最讓你難忘的又是什麼？王建宇：是這支年輕隊伍的韌性。

在青海湖邊的兩年時間裏，他們幾乎跑遍了周圍。有一次，運輸實驗設備的小貨車在山路上翻車，設備摔成了好幾截。年輕的大小夥子們坐在路邊哭了起來。我在電話裏安慰他們，大不了實驗明年再做。但這羣年輕人決定留下修復設備，實驗不做完就不回來。經過半個月的努力，他們修復了設備，重新投入到了實驗中。烤土豆一開始是最受歡迎的食物，到了後來除了烤土豆還是烤土豆，他們依然苦中作樂。

那幾年，總有人在出差，沒有一張集體照是“全家福”。記者：對於做工程的人來說，沒有99%？

王建宇：是的，必須做到萬無一失。作爲航天項目負責人，你連說“我不幹了”的資格都沒有。

量子衛星通過出廠評審後，在最後一次測試中發現一個激光器的能量變小了。這可能只是性能的波動，但絕不能讓衛星帶着問題上天，我和衛星總師朱振才拍板摁下了暫停鍵。當時，衛星和火箭的專列計劃都已上報，留給我們的時間不到一個月，如果不能徹底解決問題，發射時間就可能要推遲一年。上海光機所、上海技物所、中科大、微小衛星創新研究院等幾家單位聯合攻關，大家都沒怎麼睡覺，終於從原理上解決了問題。

新質生產力的增長引擎

記者：“墨子號”現在如何？

王建宇：“墨子號”設計壽命是兩年，2023年宣佈完成使命之前，在軌性能一直非常好。“墨子號”和地面站構建了一個天地實驗室，差不多有半個中國那麼大。我國科學家僅用1年時間就提前完成科學目標，實現了星地之間千公里級密鑰分發、量子糾纏分發及隱形傳態，併入選2017年度中國科學十大進展榜首。在中國和奧地利之間首次實現7600公里的洲際量子密鑰分發。

我們正在研製的中高軌量子衛星，軌道高度將達1萬公里以上，載荷性能也就需要提高10倍以上。

記者：這兩年空間激光通信技術大爆發，將對新質生產力有何促進？

王建宇：當我們走入航天時代，商業航天和低空經濟將成爲新質生產力的增長引擎。空間激光通信將成爲空間互聯網核心技術之一，是實現未來空間高速數據傳輸的必要手段。

由“墨子號”等衛星驗證的量子通信提供了一種原理上無條件安全的通信方式，也可用於空間激光通信中的信息安全，同時量子衛星的跟瞄技術，也是空間激光通信要解決的核心技術。國外已完成多項空間激光通信驗證，正向實用化發展。商業航天事關國家安全，我國應加快商業航天佈局，鼓勵中小企業加入進來。

記者手記

在“無人區”創新

着眼前沿科學探索的量子衛星，在國際上沒有任何先例可循。“墨子號”以天地爲幕，上演了一場光子的舞蹈。

一項工程科技創新，可以催生一個產業，可以影響乃至改變世界。“墨子號”的發射，使我國在量子通信的研究和應用步入了世界領先的位置，不但爲信息傳遞提供一種不被破譯的密碼，同時也爲空間量子網絡的建設奠定了技術基礎。

在“無人區”創新，要有挑戰重大科學問題的勇氣。

自嘲“高考沒有考上重點大學、研究生考了兩次”的王建宇有個特點，就是喜歡不斷挑戰科學問題，一個型號從不做兩遍。他主持研製的“嫦娥一號”激光高度計，獲取了全月球三維地形。“墨子號”發射3年後，正是科學成果頻出時，中國首顆空間引力波探測技術實驗衛星——“太極一號”成功發射，衛星工程總師正是王建宇。

在“無人區”創新，“舞臺”更遼闊，年輕人成長得更快。

上海技術物理研究所50餘人參與“墨子號”的研製，其中80%是不到30歲的年輕人。在“墨子號”研製中，就有人成爲全所最年輕的載荷主任設計師，目前已成長爲新一代量子衛星的工程總師助理。

勇闖“無人區”，路雖遠行則至。