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        潘建偉 用量子研究追逐中國(guó)夢(mèng)

        2019-09-10 07:22:44常河
        科學(xué)大觀園 2019年20期

        常河

        潘建偉和他的團(tuán)隊(duì)在國(guó)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(guó)量子通信技術(shù)的實(shí)現(xiàn)提供了新的途徑,這也是我國(guó)又一個(gè)全球首創(chuàng)。

        2019年1月31日,美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)宣布,中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉教授領(lǐng)銜的“墨子號(hào)”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(jiǎng)。這是克利夫蘭獎(jiǎng)設(shè)立90余年來,中國(guó)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(hào)”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(guó)《科學(xué)》雜志“年度全球十大科技進(jìn)展”,被《自然》評(píng)為“百年物理學(xué)21篇經(jīng)典論文”;31歲,任中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授;41歲,成為中國(guó)當(dāng)時(shí)最年輕的中科院院士;45歲,獲國(guó)家自然科學(xué)一等獎(jiǎng);2017年被評(píng)為《自然》雜志年度十大科學(xué)人物……

        “成為國(guó)際一流的學(xué)者并不是我夢(mèng)想的全部。”1996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(mèng)想是什么,潘建偉回答說:“在中國(guó)建一個(gè)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?!?/p>

        正是對(duì)這個(gè)中國(guó)夢(mèng)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(huì)上被授予“改革先鋒”稱號(hào)。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(zhǎng)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(huì)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(duì)物理的興趣和科技報(bào)國(guó)志向:“成為科學(xué)家,用科學(xué)為國(guó)家做點(diǎn)事情。”

        1987年,17歲的潘建偉考入中國(guó)科技大學(xué)近代物理系。

        在中國(guó)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(guó)內(nèi),這方面的水平還比較落后。本沒有出國(guó)打算的潘建偉,決定出國(guó)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(mèng)想,更是為了心中那個(gè)更大的中國(guó)夢(mèng)。

        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(guó)科大講學(xué),通過各種渠道和國(guó)內(nèi)的前輩們一起為我國(guó)在量子信息領(lǐng)域的發(fā)展提出建議,并帶動(dòng)一批研究人員進(jìn)入這一領(lǐng)域,希望祖國(guó)能很快跟上這個(gè)新興科技領(lǐng)域的發(fā)展步伐。2001年,潘建偉回到中國(guó)科大,在中科院、國(guó)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(guó)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(guó)物理學(xué)會(huì)和美國(guó)物理學(xué)會(huì)評(píng)選出的年度國(guó)際物理學(xué)重大進(jìn)展,這是中國(guó)科學(xué)家的“第一次”。

        “很自豪!這表明國(guó)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(guó)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(guó)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?zèng)Q策,于2011年在國(guó)際上率先啟動(dòng)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(guó)家天文臺(tái)、紫金山天文臺(tái)、國(guó)家空間科學(xué)中心等院內(nèi)相關(guān)優(yōu)勢(shì)研究力量,與中國(guó)科大一起協(xié)同攻關(guān),為此后“墨子號(hào)”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(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星發(fā)射成功。隨后,“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星在國(guó)際上率先實(shí)現(xiàn)了千公里級(jí)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(guó)在量子通信領(lǐng)域躋身國(guó)際領(lǐng)先地位。2017年5月3日,潘建偉團(tuán)隊(duì)宣布,在國(guó)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(tái)針對(duì)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(yíng)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(hào)”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(gè)實(shí)驗(yàn)室的潘建偉,用自己的科研成果驚艷了世界。英國(guó)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(píng)價(jià)潘建偉團(tuán)隊(duì):“中國(guó)科大——因而也是整個(gè)中國(guó)——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(píng)價(jià)道:“國(guó)際同行們正在努力追趕中國(guó),中國(guó)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)

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