潘建偉 用量子研究追逐中國夢

常河

潘建偉和他的團(tuán)隊(duì)在國際上首次實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)全光量子中繼器的原理性驗(yàn)證，? 為我國量子通信技術(shù)的實(shí)現(xiàn)提供了新的途徑，這也是我國又一個全球首創(chuàng)。

2019年1月31日，美國科學(xué)促進(jìn)會宣布，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉教授領(lǐng)銜的“墨子號”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星科研團(tuán)隊(duì)被授予2018年度克利夫蘭獎。這是克利夫蘭獎設(shè)立90余年來，中國科學(xué)家在本土完成的科研成果首次獲得這一榮譽(yù)。潘建偉，“墨子號”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星的首席科學(xué)家。27歲時(shí)參與的研究成果入選美國《科學(xué)》雜志“年度全球十大科技進(jìn)展”，被《自然》評為“百年物理學(xué)21篇經(jīng)典論文”;31歲，任中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授;41歲，成為中國當(dāng)時(shí)最年輕的中科院院士;45歲，獲國家自然科學(xué)一等獎;2017年被評為《自然》雜志年度十大科學(xué)人物……

“成為國際一流的學(xué)者并不是我夢想的全部?！?996年，潘建偉赴奧地利因斯布魯克大學(xué)留學(xué)，師從量子實(shí)驗(yàn)研究的著名學(xué)者安東·蔡林格教授。他至今仍清晰地記得第一次見到蔡林格教授時(shí)，被問及夢想是什么，潘建偉回答說：“在中國建一個像您的實(shí)驗(yàn)室這樣的世界領(lǐng)先的量子光學(xué)實(shí)驗(yàn)室。”

正是對這個中國夢的不懈追逐，讓潘建偉和他的團(tuán)隊(duì)成為世界量子通信領(lǐng)域的領(lǐng)跑者。

2018年12月18日，潘建偉在慶祝改革開放40周年大會上被授予“改革先鋒”稱號。在與大學(xué)生交流時(shí)，潘建偉談起了自己的少年時(shí)代。1970年，潘建偉出生在浙江省東陽縣。小時(shí)候，潘建偉在農(nóng)村里跟著外婆長大?！澳菚r(shí)，村里人米不夠吃，常常得吃玉米糊，家庭條件好一點(diǎn)，才會在玉米糊上抹點(diǎn)豬油。幸福，就是玉米糊上抹的那層豬油?！?/p>

1984年，潘建偉考入浙江東陽中學(xué)。得益于改革開放，溫飽不再成為問題時(shí)，在他心中學(xué)習(xí)就成了最幸福的事。高中期間，潘建偉明確了自己對物理的興趣和科技報(bào)國志向：“成為科學(xué)家，用科學(xué)為國家做點(diǎn)事情?！?/p>

1987年，17歲的潘建偉考入中國科技大學(xué)近代物理系。

在中國科大，潘建偉被量子理論深深吸引。隨著研究的深入，潘建偉發(fā)現(xiàn)，量子力學(xué)中的各種奇妙的現(xiàn)象，需要更尖端的實(shí)驗(yàn)技術(shù)才能得以驗(yàn)證。但在當(dāng)時(shí)的國內(nèi)，這方面的水平還比較落后。本沒有出國打算的潘建偉，決定出國繼續(xù)深造。他選擇的是量子力學(xué)的誕生地之一奧地利，進(jìn)入因斯布魯克大學(xué)攻讀博士學(xué)位。

這次留學(xué)潘建偉不僅為了自己的夢想，更是為了心中那個更大的中國夢。

1997年，還是博士研究生的潘建偉以第二作者身份發(fā)表了題為《實(shí)驗(yàn)量子隱形傳態(tài)》的論文，被公認(rèn)為量子信息實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域的開山之作。

從1997年開始，潘建偉每年都利用假期回到中國科大講學(xué)，通過各種渠道和國內(nèi)的前輩們一起為我國在量子信息領(lǐng)域的發(fā)展提出建議，并帶動一批研究人員進(jìn)入這一領(lǐng)域，希望祖國能很快跟上這個新興科技領(lǐng)域的發(fā)展步伐。2001年，潘建偉回到中國科大，在中科院、國家自然科學(xué)基金委和科技部等主管部門的經(jīng)費(fèi)支持下，開始籌建實(shí)驗(yàn)室，組建研究團(tuán)隊(duì)。2004年，潘建偉研究組在國際上首次實(shí)現(xiàn)五光子糾纏和終端開放的量子態(tài)隱形傳輸?！蹲匀弧冯s志發(fā)表了這一成果，并稱贊他們“完成了一次壯舉”。該成果同時(shí)入選歐洲英國物理學(xué)會和美國物理學(xué)會評選出的年度國際物理學(xué)重大進(jìn)展，這是中國科學(xué)家的“第一次”。

“很自豪！這表明國內(nèi)研究組在光量子信息糾纏方面的工作已經(jīng)成功躍居國際領(lǐng)先水平?！迸私▊フf。

2003年，潘建偉提出衛(wèi)星量子通信這一在國際上沒有先例的設(shè)想。中科院力排眾議，支持潘建偉團(tuán)隊(duì)先期開展地面驗(yàn)證試驗(yàn)。經(jīng)過數(shù)年的努力，當(dāng)各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)的積累已比較充分時(shí)，中科院迅速決策，于2011年在國際上率先啟動了量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)。為了推進(jìn)量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星的研制，中科院統(tǒng)籌協(xié)調(diào)了上海技術(shù)物理研究所、微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院、光電技術(shù)研究所、國家天文臺、紫金山天文臺、國家空間科學(xué)中心等院內(nèi)相關(guān)優(yōu)勢研究力量，與中國科大一起協(xié)同攻關(guān)，為此后“墨子號”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星的率先成功實(shí)施奠定了基礎(chǔ)。

2016年8月16日，“墨子號”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星發(fā)射成功。隨后，“墨子號”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星在國際上率先實(shí)現(xiàn)了千公里級星地雙向量子糾纏分發(fā)、星地高速量子密鑰分發(fā)、地星量子隱形傳態(tài)三大科學(xué)目標(biāo)，我國在量子通信領(lǐng)域躋身國際領(lǐng)先地位。2017年5月3日，潘建偉團(tuán)隊(duì)宣布，在國際領(lǐng)先的多光子糾纏操縱技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用高品質(zhì)量子點(diǎn)單光子源，構(gòu)建了世界首臺針對特定問題的計(jì)算能力超越早期經(jīng)典計(jì)算機(jī)的光量子計(jì)算原型機(jī)。

2017年9月29日，世界首條遠(yuǎn)距離量子保密通信骨干網(wǎng)線“京滬干線”正式開通?！熬删€”正在為探索量子通信干線業(yè)務(wù)運(yùn)營模式進(jìn)行技術(shù)驗(yàn)證，已在金融、電力等領(lǐng)域初步開展了應(yīng)用示范并為量子通信的標(biāo)準(zhǔn)制定積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。結(jié)合“京滬干線”與“墨子號”的天地鏈路，中科院與奧地利科學(xué)院進(jìn)行了世界首次洲際量子保密通信視頻通話。這不是一次普通的視頻通話，由于使用了量子保密通信技術(shù)，這一視頻通話是不可能被竊聽的。

當(dāng)初只想建一個實(shí)驗(yàn)室的潘建偉，用自己的科研成果驚艷了世界。英國著名科學(xué)新聞雜志《新科學(xué)家》以封面標(biāo)題的形式這樣評價(jià)潘建偉團(tuán)隊(duì)：“中國科大——因而也是整個中國——已經(jīng)牢牢地在量子計(jì)算的世界地圖上占據(jù)了一席之地。”而《自然》雜志則評價(jià)道：“國際同行們正在努力追趕中國，中國現(xiàn)在顯然是衛(wèi)星量子通信的世界領(lǐng)導(dǎo)者?！?/p>

來源|新華網(wǎng)