在“无人区”创新，“舞台”更辽阔

本文转自：解放日报

“墨子号”之后，王建宇又投身中高轨量子卫星设计研发

在“无人区”创新，“舞台”更辽阔

黄海华

王建宇简介：1959年6月出生，中国科学院院士，中国科学院上海技术物理研究所科技委主任。“嫦娥一号”探月卫星激光高度计主任设计师，“墨子号”量子卫星工程常务副总师、卫星总指挥

本报记者 黄海华

65岁的王建宇自嘲忙得像卓别林那样“团团转”。他是刚立项的中高轨量子卫星工程总师，是上海量子科学研究中心主任，还担任了上海空间信息产业协会会长，有时忙起来甚至同时参加两个网络会议。

挑战重大科学问题，如何在“无人区”走出一条路？记者日前专访了王建宇。

“那时候我心里也没底”

记者：“墨子号”的研制过程，最难的是什么？

王建宇：现在回想起来，当时的决策者还是有领跑意识的。因为实在是太难了，从未有人做过量子科学实验卫星。大家对于量子力学，有所知道，但对于量子纠缠、量子隐形传态就不甚清楚了。

量子卫星首席科学家潘建伟曾经说过，在卫星研制中，最困难的环节就是有效载荷。量子卫星的研制工作，我们是世界上第一个，全靠自己“摸着石头过河”。我带着几名不到30岁的博士研究生，去了青海湖做实验。

一位资深航天专家当时忧心忡忡地找到我说，这些学生娃什么都不懂，能把量子卫星载荷做出来？其实那时候我心里也没底。

量子卫星载荷的研制，困难比想象的还要多。它的偏振精度要求控制在0.5%到1%，这样才能确保信号编码“不走样”。这一难题困扰了我们一两年，最终载荷偏振精度达到千分之三，超过了原先设定的科学目标。高能粒子辐照的试验评估发现，单光子探测器在航天环境下的寿命一般只有十几天，“墨子号”要在太空飞行至少两年，这本身就是一道世界级难题。

最终，上海技术物理研究所作为量子卫星载荷总体单位，牵头研制了2个主要有效载荷，量子密钥通信机和量子纠缠发射机。我记得在一次评审会上，那位航天专家又特地找到我说，没想到这些年轻人学得这么快。

没有留下一张“全家福”

记者：最让你难忘的又是什么？王建宇：是这支年轻队伍的韧性。

在青海湖边的两年时间里，他们几乎跑遍了周围。有一次，运输实验设备的小货车在山路上翻车，设备摔成了好几截。年轻的大小伙子们坐在路边哭了起来。我在电话里安慰他们，大不了实验明年再做。但这群年轻人决定留下修复设备，实验不做完就不回来。经过半个月的努力，他们修复了设备，重新投入到了实验中。烤土豆一开始是最受欢迎的食物，到了后来除了烤土豆还是烤土豆，他们依然苦中作乐。

那几年，总有人在出差，没有一张集体照是“全家福”。记者：对于做工程的人来说，没有99%？

王建宇：是的，必须做到万无一失。作为航天项目负责人，你连说“我不干了”的资格都没有。

量子卫星通过出厂评审后，在最后一次测试中发现一个激光器的能量变小了。这可能只是性能的波动，但绝不能让卫星带着问题上天，我和卫星总师朱振才拍板摁下了暂停键。当时，卫星和火箭的专列计划都已上报，留给我们的时间不到一个月，如果不能彻底解决问题，发射时间就可能要推迟一年。上海光机所、上海技物所、中科大、微小卫星创新研究院等几家单位联合攻关，大家都没怎么睡觉，终于从原理上解决了问题。

新质生产力的增长引擎

记者：“墨子号”现在如何？

王建宇：“墨子号”设计寿命是两年，2023年宣布完成使命之前，在轨性能一直非常好。“墨子号”和地面站构建了一个天地实验室，差不多有半个中国那么大。我国科学家仅用1年时间就提前完成科学目标，实现了星地之间千公里级密钥分发、量子纠缠分发及隐形传态，并入选2017年度中国科学十大进展榜首。在中国和奥地利之间首次实现7600公里的洲际量子密钥分发。

我们正在研制的中高轨量子卫星，轨道高度将达1万公里以上，载荷性能也就需要提高10倍以上。

记者：这两年空间激光通信技术大爆发，将对新质生产力有何促进？

王建宇：当我们走入航天时代，商业航天和低空经济将成为新质生产力的增长引擎。空间激光通信将成为空间互联网核心技术之一，是实现未来空间高速数据传输的必要手段。

由“墨子号”等卫星验证的量子通信提供了一种原理上无条件安全的通信方式，也可用于空间激光通信中的信息安全，同时量子卫星的跟瞄技术，也是空间激光通信要解决的核心技术。国外已完成多项空间激光通信验证，正向实用化发展。商业航天事关国家安全，我国应加快商业航天布局，鼓励中小企业加入进来。

记者手记

在“无人区”创新

着眼前沿科学探索的量子卫星，在国际上没有任何先例可循。“墨子号”以天地为幕，上演了一场光子的舞蹈。

一项工程科技创新，可以催生一个产业，可以影响乃至改变世界。“墨子号”的发射，使我国在量子通信的研究和应用步入了世界领先的位置，不但为信息传递提供一种不被破译的密码，同时也为空间量子网络的建设奠定了技术基础。

在“无人区”创新，要有挑战重大科学问题的勇气。

自嘲“高考没有考上重点大学、研究生考了两次”的王建宇有个特点，就是喜欢不断挑战科学问题，一个型号从不做两遍。他主持研制的“嫦娥一号”激光高度计，获取了全月球三维地形。“墨子号”发射3年后，正是科学成果频出时，中国首颗空间引力波探测技术实验卫星——“太极一号”成功发射，卫星工程总师正是王建宇。

在“无人区”创新，“舞台”更辽阔，年轻人成长得更快。

上海技术物理研究所50余人参与“墨子号”的研制，其中80%是不到30岁的年轻人。在“墨子号”研制中，就有人成为全所最年轻的载荷主任设计师，目前已成长为新一代量子卫星的工程总师助理。

勇闯“无人区”，路虽远行则至。