“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)。”近日，各大媒體的報(bào)道再一次讓人們關(guān)注到潘建偉和量子保密通信。
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……
回想起當(dāng)年的經(jīng)歷，潘建偉認(rèn)為，成為優(yōu)秀的學(xué)者并不是他夢想的全部。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，被問及夢想是什么，潘建偉回答說：“在中國建一個像您實(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。
從農(nóng)村走出的物理學(xué)家
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，潘建偉談起了自己的少年時代。
1970年，潘建偉出生在浙江省東陽縣。小時候，潘建偉在農(nóng)村里跟著外婆長大。“那時，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。”在幼年潘建偉的心中，“幸福就是玉米糊上抹的那層豬油。”
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，在他心中學(xué)習(xí)就成了最幸福的事。東陽中學(xué)是著名物理學(xué)家嚴(yán)濟(jì)慈先生的母校。高中期間，受到嚴(yán)先生科技報(bào)國事跡的感召，潘建偉就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。”
1987年，17歲的潘建偉考入中國科大近代物理系。中國科大是一所以“紅專并進(jìn)”為校訓(xùn)的學(xué)校，在這里，潘建偉了解到許多科技前輩的感人故事：近代物理系首任系主任、核物理學(xué)家趙忠堯用自己的薪水買了很多加速器的器件，回國途徑日本時面對阻撓毫不動搖，甚至遭遇牢獄之災(zāi)；化學(xué)物理系首任系主任郭永懷先生在飛機(jī)失事時與警衛(wèi)員緊緊擁抱在一起，用血肉之軀保護(hù)珍貴的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)……
“很多外國人不明白，中國當(dāng)時條件那么差，為什么能夠完成‘兩彈一星’的壯舉？正是由于大批具有家國情懷的科學(xué)家，為了國家的科技事業(yè)奉獻(xiàn)了自己的一切。”
在中國科大，潘建偉被量子理論的詭譎深深吸引。隨著研究的深入，潘建偉感覺到，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。但當(dāng)時在國內(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。
筑夢量子科技高地
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。這個實(shí)驗(yàn)，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，在信息技術(shù)領(lǐng)域抓住這次趕超發(fā)達(dá)國家并掌握主動權(quán)的機(jī)會。
2001年，潘建偉回到中國科大，在中科院、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隱形傳態(tài)?！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”。該成果同時入選英國物理學(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”。
“讓我們感到比較驕傲的是，”潘建偉說，“這表明國內(nèi)研究組在光量子信息方面的工作已經(jīng)躍居國際領(lǐng)先水平。”
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，中科院又迅速決策，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)。潘建偉認(rèn)為，我國目前的科研環(huán)境已經(jīng)不比世界上任何一個發(fā)達(dá)國家差，“最大的優(yōu)勢就是可以集中力量辦大事。正是由于科學(xué)院的果斷決策和快速部署，使得我國在量子太空競賽中占據(jù)先機(jī)。”
量子夢源于報(bào)國情
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，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)“京滬干線”正式開通。“京滬干線”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)，這一視頻會議是不可能被竊聽的。
如果說當(dāng)年楊振寧先生和李政道先生等證明了中國人在國外可以做很好的科學(xué)，那么包括潘建偉在內(nèi)的我國廣大科技工作者通過多年努力所取得的成就也證明了，中國人在國內(nèi)也可以做很好的科學(xué)。英國著名的科學(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。”
信息安全對于國家安全的重要意義不言而喻。量子通信是唯一被嚴(yán)格證明的無條件安全通信方式，可以有效保障國防、政務(wù)、金融等領(lǐng)域的信息安全；更重要的是，量子信息技術(shù)給了我國一個從經(jīng)典信息技術(shù)時代的跟隨者和模仿者，轉(zhuǎn)變?yōu)槲磥硇畔⒓夹g(shù)引領(lǐng)者的歷史機(jī)遇。“我們這一代科技工作者任重道遠(yuǎn)。”（本文轉(zhuǎn)載自《光明日報(bào)》2019年7月16日 04版）
