2016年8月16日凌晨，世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”在酒泉成功升天。中國由此成為世界上第一個在衛星和地面之間實現量子通信的國家。

迄今的兩年間，“墨子號”圓滿完成了三大實驗任務。它取得的成就舉世矚目，相繼登上了國際頂級學術期刊《科學》和《自然》。

《科學》雜志封面上的“墨子號”。

“如果沒有相互之間的充分信任與配合，如此高難度的工程很難這么快取得成功。”中科院上海分院副院長、衛星工程常務副總設計師兼衛星總指揮王建宇說。

“墨子號”的成就，來自于科學與技術的完美配合。而這背后，離不開“上海科創”多年提前布局和潛心鉆研的成果。

事實上，“墨子號”搭載的4個主載荷，一半是由王建宇帶領的上海技術物理研究所（以下稱“上海技物所”）團隊研發的。這支平均年紀僅33歲的隊伍，助力敲開了全球化量子通信的大門。

光學工藝師王天洪。 澎湃新聞記者 周航 攝 

迎難而上

在物理學中，量子是不可分割的基本單位，因其事先狀態不可知，無法被克隆，應用于通信技術便具有絕對的安全性。

如果把光量子比作硬幣，“墨子號”上重量體積最大的載荷量子密鑰通信機，就是從萬米高空中，不斷地把一個個硬幣準確投到地面的儲蓄罐上。這個儲蓄罐的開口還在不停旋轉。

在最初，當中國科學院院士潘建偉提出這個設想的時候，很多人都認為是天方夜譚。他找到了時任上海技物所所長王建宇。

理論確實可行，但落到技術層面，遠遠超出了現有的水平。盡管如此，王建宇率領的上海技物所量子衛星載荷研制團隊，還是承擔起了重任。

上海技物所研究員賈建軍參與了2011年項目啟動儀式，他至今記得自己當時內心的忐忑。但他說，自己當時也相信，“雖然難，但只要做了，肯定是有結果的。”

和賈建軍一樣，上海技物所科研團隊的成員們都信奉汗水會帶來的成就，更重要的是，他們有著舍我其誰的責任感，都真切地相信，自己身上承擔了國家的使命。

韌性和努力

科研的突破總離不開過往的積累，研發“墨子號”，上海技物所團隊也不是完全從零開始的。

事實上，自2003年以來，上海市科委已累計投入近1.2億元支持量子方向相關項目。而早在2008年，高原上的青海湖就見證了這支隊伍的韌性和努力。

科學實驗面臨的困難超乎一般人想象。對團隊成員而言，青海湖三年的外場試驗，顯得那么漫長又難忘。

量子密鑰通信機載荷主任設計師張亮當時還是研究生，2010年中秋，作為“試驗隊長的他和同事吳金才等人租了車，想把設備運到山頂。但在一個路口，猛得一拐彎，坐在后車的同事連帶著設備，滾下了山坡。

人無大礙，但設備斷成了三截。王建宇接到張亮的電話時，聽聲音小伙子都快要哭出來了，他趕緊安慰，大不了明年再來做。但這群年輕人不愿意前功盡棄，把設備帶回了賓館，不眠不休兩星期，修好了設備。

很多人看來最頂尖的科學試驗，往往都是艱苦條件中，基于現實條件的非凡創造。

為了模仿天地通信條件，張亮和團隊“異想天開”使用了熱氣球和直升飛機，這些實驗從未有人做過。每次吊車試驗，張亮都要吊在半空，但他說，“雖然苦，但卻很開心。”

在青海湖的兩年時間里，張亮和同事跑遍了地圖里面的每個地點。他們不僅要克服高原反應，還要自己搭帳篷、生火取暖、做飯。直到現在，張亮一看到土豆就想吐。

最終，上海技物所團隊完成了世界上第一次基于熱氣球的量子通信實驗，成果發表在國外著名學術雜志上，被國際同行評價為“人類向星地量子保密通信邁出的重要一步”。

光學設計師吳金才。 澎湃新聞記者 周航 攝

年輕的隊伍

整個“墨子號”的研發，始終保持著緊張的節奏。

五年間，團隊成員們放棄了雙休日，一個月只休息一天，最忙的時候，需要連續10天24小時不間斷測試。大家便輪番上陣，保證進度不受影響。

“90后”王天洪2014年本科畢業，加入量子團隊負責光學工藝。他回憶，加入的第一年，自己就沒怎么休息，忙的時候沒日沒夜，“大家就輪著在實驗室地上鋪個海綿睡覺。”

結構工程師羅家俊需要同時配合光學和電子設計師的工作，他回憶，自己總是處于隨叫隨到的狀態，“吃飯都是隨便弄兩口。”

事實上，上海技物所的這支研發團隊，平均年齡僅33歲。團隊成員大多是“80后”，在最初加入項目時，大多甚至還不滿30歲。

如果說科學家的構想是天才的高度，那么技術團隊的任務，就是要保證最終的設備萬無一失。

隨著研制的進展，遇到的新問題越來越多。進度停滯不前時，張亮也有過猶豫，但心里斗爭過很多次后，他發現自己已經與這個項目產生了感情，舍不得了。

“不僅僅是責任，還有內心對最初夢想的期待。”他這樣剖析自己的動力。

科技探索的進步從不停歇。在“墨子號”后，這支年輕的團隊，又很快踏上了新的征程。

目前，上海已將“量子通信”列入科創中心“22條”意見的重大戰略項目。上海技術物理研究所“光電聯合調控的量子操控材料與器件研究”項目已獲上海市科委重大專項支持。

“做科研的過程，就像在深水井中摸石頭，摸著一個，你覺得好像問題已經解決了，再往下看，還有一塊石頭，“上海技術物理研究所光學薄膜與材料研究室主任劉定權說，“我會一直摸下去。”