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【光明日报】潘建伟:用量子研究追逐中国梦

文章来源:光明日报 常河   发布时间:2019-07-16  【字号:     】  

  “潘建伟和他的团队在国际上首次实验实现全光量子中继器的原理性验证,为量子通信技术的实现提供了新的途径,这也是我国又一个全球首创?!苯?,各大媒体的报道再一次让人们关注到潘建伟和量子保密通信。

  2019年1月31日,美国科学促进会宣布,中国科学技术大学潘建伟教授领衔的“墨子号”量子科学实验卫星科研团队被授予2018年度克利夫兰奖。这是克利夫兰奖设立90余年来,中国科学家在本土完成的科研成果首次获得这一荣誉。

  潘建伟,“墨子号”量子科学实验卫星的首席科学家。27岁时参与的研究成果入选美国《科学》杂志“年度全球十大科技进展”,被《自然》评为“百年物理学21篇经典论文”;31岁任中国科学技术大学教授;41岁成为中国当时最年轻的中科院院士;45岁获国家自然科学一等奖;2017年被评为《自然》杂志年度十大科学人物……

  回想起当年的经历,潘建伟认为,成为优秀的学者并不是他梦想的全部。1996年,潘建伟赴奥地利因斯布鲁克大学留学,师从量子实验研究的著名学者安东·蔡林格教授。他至今仍清晰地记得第一次见到蔡林格教授时,被问及梦想是什么,潘建伟回答说:“在中国建一个像您实验室这样的世界领先的量子光学实验室”。

  正是对这个“中国梦”的不懈追逐,让潘建伟和他的团队成为世界量子通信领域的领跑者。

  从农村走出的物理学家

  2018年12月18日,潘建伟在庆祝改革开放40周年大会上被授予“改革先锋”称号。在与大学生交流时,潘建伟谈起了自己的少年时代。

  1970年,潘建伟出生在浙江省东阳县。小时候,潘建伟在农村里跟着外婆长大?!澳鞘?,村里人米不够吃,常常得吃玉米糊,家庭条件好一点,才会在玉米糊上抹点猪油?!痹谟啄昱私ㄎ暗男闹?,“幸福就是玉米糊上抹的那层猪油?!?/p>

  1984年,潘建伟考入浙江东阳中学。得益于改革开放,温饱不再成为问题时,在他心中学习就成了最幸福的事。东阳中学是著名物理学家严济慈先生的母校。高中期间,受到严先生科技报国事迹的感召,潘建伟就明确了自己对物理的兴趣和科技报国志向:“成为科学家,用科学为国家做点事情?!?/p>

  1987年,17岁的潘建伟考入中国科大近代物理系。中国科大是一所以“红专并进”为校训的学校,在这里,潘建伟了解到许多科技前辈的感人故事:近代物理系首任系主任、核物理学家赵忠尧用自己的薪水买了很多加速器的器件,回国途径日本时面对阻挠毫不动摇,甚至遭遇牢狱之灾;化学物理系首任系主任郭永怀先生在飞机失事时与警卫员紧紧拥抱在一起,用血肉之躯?;ふ涔蟮氖笛槭荨?/p>

  “很多外国人不明白,中国当时条件那么差,为什么能够完成‘两弹一星’的壮举?正是由于大批具有家国情怀的科学家,为了国家的科技事业奉献了自己的一切?!?/p>

  在中国科大,潘建伟被量子理论的诡谲深深吸引。随着研究的深入,潘建伟感觉到,量子力学中的各种奇妙的现象,需要更尖端的实验技术才能得以验证。但当时在国内,这方面的水平还比较落后。本没有出国打算的潘建伟,决定出国继续深造。他选择的是量子力学的诞生地之一奥地利,进入因斯布鲁克大学攻读博士学位。

  这次留学潘建伟不仅为了自己的梦想,更是为了心中那个更大的中国梦。

  筑梦量子科技高地

  1997年,还是博士研究生的潘建伟以第二作者身份发表了题为《实验量子隐形传态》的论文。这个实验,被公认为量子信息实验领域的开山之作。

  从1997年开始,潘建伟每年都利用假期回到中国科大讲学,通过各种渠道和国内的前辈们一起为我国在量子信息领域的发展提出建议,并带动一批研究人员进入这一领域,希望祖国能很快跟上这个新兴科技领域的发展步伐,在信息技术领域抓住这次赶超发达国家并掌握主动权的机会。

  2001年,潘建伟回到中国科大,在中科院、自然科学基金委和科技部等主管部门的经费支持下,开始筹建实验室,组建研究团队。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隐形传态?!蹲匀弧吩又痉⒈砹苏庖怀晒?,并称赞他们“完成了一次壮举”。该成果同时入选英国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”。

  “让我们感到比较骄傲的是,”潘建伟说,“这表明国内研究组在光量子信息方面的工作已经跃居国际领先水平?!?/p>

  2003年,潘建伟提出卫星量子通信这一在国际上没有先例的设想。中科院力排众议,支持潘建伟团队先期开展地面验证试验。经过数年的努力,当各项关键技术的积累已比较充分时,中科院又迅速决策,于2011年在国际上率先启动了量子科学实验卫星战略性先导科技专项。

  为了推进量子科学实验卫星的研制,中科院统筹协调了上海技术物理研究所、微小卫星创新研究院、光电技术研究所、国家天文台、紫金山天文台、国家空间科学中心等院内相关优势研究力量,与中国科大一起协同攻关。潘建伟认为,我国目前的科研环境已经不比世界上任何一个发达国家差,“最大的优势就是可以集中力量办大事。正是由于科学院的果断决策和快速部署,使得我国在量子太空竞赛中占据先机?!?/p>

  量子梦源于报国情

  2016年8月16日,“墨子号”量子科学实验卫星发射成功。随后,“墨子号”量子卫星在国际上率先实现了千公里级星地双向量子纠缠分发、星地高速量子密钥分发、地星量子隐形传态三大科学目标,我国在量子通信领域跻身国际领先地位。

  2017年5月3日,潘建伟团队宣布,利用高品质量子点单光子源,构建了世界首台针对特定问题的计算能力超越早期经典计算机的光量子计算原型机。

  2017年9月29日,世界首条远距离量子保密通信骨干网“京沪干线”正式开通?!熬┗Ω上摺闭谖剿髁孔油ㄐ鸥上咭滴裨擞J浇屑际跹橹?,已在金融、电力等领域初步开展了应用示范并为量子通信的标准制定积累了宝贵经验。结合“京沪干线”与“墨子号”的天地链路,中科院与奥地利科学院进行了世界首次洲际量子保密通信视频通话。这不是一次普通的视频通话,由于使用了量子保密通信技术,这一视频会议是不可能被窃听的。

  如果说当年杨振宁先生和李政道先生等证明了中国人在国外可以做很好的科学,那么包括潘建伟在内的我国广大科技工作者通过多年努力所取得的成就也证明了,中国人在国内也可以做很好的科学。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?!?而《自然》杂志则评价道:“国际同行们正在努力追赶中国,中国现在显然是卫星量子通信的世界领导者?!?/p>

  信息安全对于国家安全的重要意义不言而喻。量子通信是唯一被严格证明的无条件安全通信方式,可以有效保障国防、政务、金融等领域的信息安全;更重要的是,量子信息技术给了我国一个从经典信息技术时代的跟随者和模仿者,转变为未来信息技术引领者的历史机遇?!拔颐钦庖淮萍脊ぷ髡呷沃氐涝??!?/p>

 ?。ㄔ赜凇豆饷魅毡ā?2019-07-16 04版)




(责任编辑:侯茜)

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