2021年6月25日下午，电子学系前沿学术论坛第十二期在北京大学理科二号楼2736报告厅顺利举行。本期论坛邀请到中国科学院空间主动光电技术重点实验室的王建宇院士作主题为“光极限探测技术在空间的应用”的学术报告。讲座由电子学系量子电子学研究所所长郭弘教授主持，60余名师生到场聆听了报告。

王建宇院士

讲座开始，王建宇院士从“光是什么”这个问题引出了“光的极限探测应用领域”这一话题。王院士认为：光子探测是光探测的极限形式，实现单个光子的探测是必然趋势。接着，王建宇院士用三个实际案例对光子探测在太空中的应用进行了详细阐述。

首先是空间量子科学实验卫星“墨子号”。“墨子号”于2016年8月成功发射，是世界首颗量子科学实验卫星。在潘建伟院士领导下，中科大和上海技物所等团队通力合作，利用“墨子号”进行了3个重要的科学实验，他们分别是量子密钥分发安全性实验、星地双向纠缠分发实验和空间尺度量子隐形传态实验，相关成果相继发表在Science与Nature上，其中一篇论文还获评Science最佳论文奖。通过与多国开展国际合作，还借助“墨子号”实现了世界首次洲际量子保密通信。此外，王建宇院士还对量子卫星的关键技术进行了讲解，并对空间量子通信的发展趋势进行了分析：未来量子卫星将向着全天时工作、覆盖中国全境和Gbits量级的年投放密钥量的趋势不断进步。

报告现场

然后是单光子在空间光子通信中的应用。这一部分，王建宇院士首先分析了激光通信技术研究的必要性和广阔的市场需求，并认为其中的深空光通信面临着链路损耗极大这一问题。为解决这一关键问题，其团队开展了基于光子探测的激光通信研究。王院士从团队的研究出发，进一步介绍了深空光子通信中的四个关键技术：单光子调制技术、高容错光子通信编码技术、高效单光子探测技术与深空光路对准技术。

最后是引力波测量与“太极一号”。本部分，王建宇院士首先简单分析了引力波的特性及其测量的难点和关键技术，接着介绍了引力波的国内外研究现状。从世界范围内的空间引力波探测计划可见，引力波的研究在国际上竞争十分激烈。欧洲的“LISA探路者”于2015年发射，并已取得了超预期的研究成果，而我国的空间引力波探测“太极计划”也正在积极推进。王院士讲解了“太极计划”的路线图与主要技术要求，并介绍了目前已经取得的主要成果：激光干涉仪位移测量精度达到百皮米量级，引力参考传感器测量精度达到重力加速度的百亿分之一，微推进器推力分辨率达到亚微牛量级。

提问环节，大家踊跃地与王建宇院士进行交流讨论，针对光极限探测技术的实验细节与观测现象等提出了诸多问题，王院士耐心、细致地给予了解答。

提问环节

活动最后，信息科学技术学院副院长、电子学系党总支书记侯士敏教授为王建宇院士颁发本次活动的纪念证书并合影留念。本期讲座在热烈的掌声中圆满结束！

郭弘教授（左）、王建宇院士（中）、侯士敏教授（右）