圖：杜勝望（左）的研究團隊，中及右分別為本科生祝令邦和周子翹 大公報記者▉楊州／揚州▉攝

　　中國量子衛星「墨子號」升空後，「量子通訊」一詞迅即引起廣泛關注。香港科技大學物理系副教授杜勝望帶領三名本科生，就其通訊技術作深入研究，製作出成本大減的設備，且更有效接受通訊信息，讓量子通訊發展的實用化帶來新方向，並於國際學術期刊《自然通訊》發表研究成果。

　　大公報記者 楊 州

　　杜勝望表示，量子通訊易受環境干擾，故須收窄線寬，現有技術是利用冷原子系統，但成本昂貴且體積大，是次研究成功縮小體積，並將成本降至千元至萬元不等。

　　杜勝望帶領應屆畢業生舒馳、數學系三年級生周子翹及物理系二年級生祝令邦，組成研究團隊，對「糾纏光子對」進行深入研究，並於國際學術期刊《自然通訊》發表研究成果，團隊成功由多普勒展寬（530MHz）的熱原子蒸氣室中，產生亞自然線寬光子對（2MHz），除簡化製作程序，亦有效減省成本。杜表示，發現利用石蠟塗層並加熱至攝氏63度的原子蒸氣室，可成功產生具可控制線寬窄（1.9-3.2MHz）及相干時間（47-94ns）的雙光子，亦叫「亞自然線寬糾纏光子對」，而這種新方法所生產的窄線糾纏光子對，其接收率達100%。

　　由原子及光子組成的量子網路系統，比普通經典網路系統的信息容量要大得多，但受制於物質原子量子節點與光子的相互作用效率，大型量子網路系統的研發仍停留在初步階段。為了令光子能有效地與原子相互作用，光子的線寬須窄於原子的自然線寬，學界主流以冷原子系統生產窄線光子，惟生產設備需佔用大量空間，且成本昂貴，費用可達百萬，甚至千萬港元。杜勝望認為，這不利於技術的實用化，故降低成本及縮小積體是主要的研究方向，下一步是放在一個盒子裏。

　　本科生無悔「朝十晚十」

　　杜勝望稱，是次研究要解決三方面問題，即石蠟塗層（增加相干時間）、空間分離的光泵浦（減少不必要的量子噪音）及電磁感應透明（壓窄線寬），能確保「糾纏光子對」進行傳播時，雙方能百分百接收到信息，他形容類似光纖，在一個窄狹的通道進行傳播，壓窄線寬就是發揮這作用，而減少不必要的量子噪音，是讓光子更純。

　　杜勝望表示，量子通訊可以用在傳輸加密等與日常生活有關的技術上，同時能做到絕對安全，基於量子物理基本原理，它不可分割及不可複製，故一旦存在竊聽就必然會被發送者察覺。問及量子通訊的應用，他稱，主要應用於商業，還未到廣泛應用的階段，畢竟成本較高。至於普及，他表示，物理學家不喜歡預測未來，因為技術的發展往往超出預料，或許二十至五十年間像電腦那樣普及。

　　研究團隊成員周子翹稱，以當科學家為大學的發展目標，藉「本科生研究計劃」跟隨杜勝望參與相關研究。他表示，從事研究需投入時間，幾乎進入實驗室就「朝十晚十」，未來升學仍會以研究為重心。杜勝望重申，對參與計劃的本科生有一定要求，成績要好、須像研究生一樣投入時間做研究及一旦參與就不能中斷，直至本科畢業。