时代面孔｜潘建伟：中国“量子之父”

在很多人眼里，潘建伟就是一个传奇。

29岁，他参与的有关量子隐形传输的研究成果，被《自然》评为“百年物理学21篇经典论文”，和爱因斯坦的相对论并列；31岁，任中国科学技术大学教授；41岁，当选中国科学院院士，成为中国当时最年轻院士；42岁当选发展中国家科学院院士；45岁，获国家自然科学一等奖……

他的传奇仍在继续。

率先突破量子信息处理关键技术，全面解决了量子保密通信在现实条件下的安全性问题；牵头研制成功国际上首颗量子科学实验卫星“墨子号”；建成国际上首条量子保密通信骨干网“京沪干线”；构建了首个空地一体的广域量子保密通信网络雏形……使我国量子保密通信的实验研究和应用研究处于国际领先水平。

作为国际上量子信息实验研究领域的开拓者之一，潘建伟系统性创新工作赢得国际学术界高度评价。

《自然》杂志在报道潘建伟团队成果时评价：“在量子通信领域，中国用了不到十年的时间，由一个不起眼的国家发展成为现在的世界劲旅，将领先于欧洲和北美。”

放弃保送，专攻物理

爱好，是最好的老师。

潘建伟选择物理学科，完全是出于自己的爱好。

高考时，他本有机会被保送到浙江大学。“因为当时保送的专业不是物理，所以我放弃了。”潘建伟介绍说，高考成绩公布后，他被中国科大近代物理系录取。

1987年，在大学的一次实验课上，第一次接触量子力学的潘建伟，就为其中蕴含的种种神秘而着迷。

本科毕业后，潘建伟继续在校攻读理论物理硕士，方向是量子基本理论。

随着研究的深入，潘建伟认识到，量子理论中的各种悬疑需要尖端实验技术才能验证，于是在1996年，获得硕士学位后，潘建伟投入奥地利因斯布鲁克大学塞林格教授门下攻读博士。

望着眼前这位来自中国的年轻学者，塞林格问他：“潘，你的梦想是什么？”

“我要在中国建一个和您实验室一样在世界领先的实验室。” 潘建伟坚定地回答到。

一年后，潘建伟便与同事一起在《自然》上发表了首次实现量子隐形传态的学术论文，这个成果被公认为量子信息实验领域的开山之作，被美国物理学会、欧洲物理学会和《科学》杂志评为年度十大进展，并入选《自然》“百年物理学21篇经典论文”。

此后，潘建伟又先后在国际上首次完成了量子纠缠交换，三光子、四光子纠缠及其非定域性检验，量子纠缠纯化等重要实验。

从追随到领跑的蜕变

2001年，国内的研究水平和人才储备都很薄弱，潘建伟像“候鸟”一样，往返于国内和欧洲。

一年多的时间里，潘建伟一边回到欧洲继续从事合作研究，一边指导国内的研究生建立实验室。

“我们必须与国际先进小组保持密切联系，才能更快地前进。”潘建伟说。

成果是可喜的。潘建伟的国内的研究组就在《物理评论快报》上发表7篇论文。

“完成了一次壮举。”这是《自然》杂志对潘建伟团队的称赞。2004年，潘建伟研究组在国际上首次实现五光子纠缠和终端开放的量子态隐形传输，该成果同时入选欧洲物理学会和美国物理学会评选出的年度国际物理学重大进展，这是中国科学家的“第一次”。

“很自豪！这表明国内研究组在量子纠缠方面的工作已经成功跃居国际领先水平。”潘建伟说。

未闻鼙鼓先育才。量子信息是计算机、信息科学与量子物理相结合而产生的交叉学科，需要不同学科背景的人才。在快速推进国内实验室建设的同时，潘建伟继续在欧洲从事冷原子量子调控方面的学习与合作研究，并通过从国内招收研究生和博士后，选派学生到国际先进小组学习等方式培养这方面的研究力量，完成了光与冷原子量子信息技术方面至关重要的人才和技术原始积累。

潘建伟的人才布局，从中国科大起步，分别辐射奥地利因斯布鲁克大学、英国剑桥大学、德国马普量子光学所、瑞士日内瓦大学、美国斯坦福大学……进行着人才的分众深耕。

潘建伟有着明确的科研图标：通过量子通信研究，从初步实现局域的量子通信网络，到实现多横多纵的全球范围网络，保证信息传输的绝对安全；通过量子计算研究，实现大数据时代信息的有效挖掘；通过量子精密测量研究，实现新一代定位导航……

从组建团队至今，他们取得了一系列让人惊艳的研究成果，数次创造世界第一：首次实现五光子纠缠和终端开放的量子态隐形传输；首次实现16公里自由空间量子态隐形传输；首次实验实现了八光子薛定谔猫态……

英国著名的科学新闻杂志《新科学家》以封面标题的形式这样评价潘建伟中科大团队：“中国科大——因而也是整个中国——已经牢牢地在量子计算的世界地图上占据了一席之地。”

构建中国的量子通信体系

“科学研究不仅要仰望星空，也要脚踏实地。”潘建伟感慨，“我们不仅要关注原始创新，也要鼓励成果转化，为国计民生多做些工作，让普通老百姓享受科技带来的利益。我们的团队正在朝着这个方向努力。”

早在2008年秋，潘建伟团队就在合肥建立了世界上第一个光量子电话网，实现了“一次一密”加密方式的实时网络通话，真正做到“电话互联互通、语音实时加密、安全牢不可破”的量子保密电话网络系统。

2012年和2014年，潘建伟团队分别建成了国际上规模最大的量子通信网络“合肥城域量子通信试验示范网络”和“济南量子通信试验网”，标志着大容量的城域量子通信网络技术已经成熟。

2014年1月，依托于中国科大研究力量，中科院成立了量子信息与量子科技前沿卓越创新中心，同时通过整合院内相关研究所和南京大学、国防科大等高校的优质资源，在教育部支持下成立了量子信息与量子科技前沿协同创新中心，潘建伟分别出任中心主任。

他说：“我们希望能瞄准世界科学前沿和国家重大需求，为国民经济发展和社会进步作贡献。”

目前，在国家发改委的支持下，千公里光纤量子通信骨干网工程“京沪干线”项目也正在稳步建设，将于2016年底前后建成连接北京和上海的高可信、可扩展、军民融合的广域光纤量子通信网络，推动量子通信技术在国防、政务、金融等领域的应用。与此同时，潘建伟团队正在牵头实施中科院战略性先导科技专项，将于2016年发射首颗“量子科学实验卫星”，旨在实现高速星地量子通信并连接地面的城域量子通信网络，初步构建我国的广域量子通信体系。

日前，潘建伟团队应邀在国际物理学权威综述期刊《现代物理评论》上发表长篇综述论文《基于“墨子号”卫星的空间量子实验》。

据了解，由于在远距离量子通信特别是“墨子号”量子卫星方面所取得的一系列具有开创性意义的工作，潘建伟等受邀为《现代物理评论》撰写的这篇46页的综述论文，全面介绍了国际空间量子科学研究近20年来取得的成就，重点阐述了“墨子号”量子科学实验卫星从前期关键技术攻关，包括卫星系统、科学应用系统等六大系统的量子科学实验卫星的建设和研制，到卫星在轨运行后所取得的系统性科研成果，为国际学术界提供了宝贵的资料。

“科学家要做原始创新，为国服务。”潘建伟这样说。

撰文｜穆凡

编辑｜波仔