“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)。”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(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(lái)，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……
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(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(jiàn)到蔡林格教授時(shí)，被問(wèn)及夢(mèng)想是什么，潘建偉回答說(shuō)：“在中國(guó)建一個(gè)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(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。
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(kāi)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(yáng)縣。小時(shí)候，潘建偉在農(nóng)村里跟著外婆長(zhǎng)大。“那時(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。”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(yáng)中學(xué)。得益于改革開(kāi)放，溫飽不再成為問(wèn)題時(shí)，在他心中學(xué)習(xí)就成了最幸福的事。東陽(yáng)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(guó)事跡的感召，潘建偉就明確了自己對(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)科大近代物理系。中國(guó)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(guó)途徑日本時(shí)面對(duì)阻撓毫不動(dòng)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(shí)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(guó)人不明白，中國(guó)當(dāng)時(shí)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(guó)情懷的科學(xué)家，為了國(guó)家的科技事業(yè)奉獻(xiàn)了自己的一切。”
在中國(guó)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(jué)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(shí)在國(guó)內(nèi)，這方面的水平還比較落后。本沒(méi)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)。
筑夢(mèng)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(gè)實(shí)驗(yàn)，被公認(rèn)為量子信息實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域的開(kāi)山之作。
從1997年開(kāi)始，潘建偉每年都利用假期回到中國(guó)科大講學(xué)，通過(guò)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，在信息技術(shù)領(lǐng)域抓住這次趕超發(fā)達(dá)國(guó)家并掌握主動(dòng)權(quán)的機(jī)會(huì)。
2001年，潘建偉回到中國(guó)科大，在中科院、自然科學(xué)基金委和科技部等主管部門(mén)的經(jīng)費(fèi)支持下，開(kāi)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(kāi)放的量子隱形傳態(tài)。《自然》雜志發(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”。
“讓我們感到比較驕傲的是，”潘建偉說(shuō)，“這表明國(guó)內(nèi)研究組在光量子信息方面的工作已經(jīng)躍居國(guó)際領(lǐng)先水平。”
2003年，潘建偉提出衛(wèi)星量子通信這一在國(guó)際上沒(méi)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(kāi)展地面驗(yàn)證試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)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)，中科院又迅速?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)。潘建偉認(rèn)為，我國(guó)目前的科研環(huán)境已經(jīng)不比世界上任何一個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家差，“最大的優(yōu)勢(shì)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(guó)在量子太空競(jìng)賽中占據(jù)先機(jī)。”
量子夢(mèng)源于報(bào)國(guó)情
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，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(wèn)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(kāi)通。“京滬干線”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(kāi)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)，這一視頻會(huì)議是不可能被竊聽(tīng)的。
如果說(shuō)當(dāng)年楊振寧先生和李政道先生等證明了中國(guó)人在國(guó)外可以做很好的科學(xué)，那么包括潘建偉在內(nèi)的我國(guó)廣大科技工作者通過(guò)多年努力所取得的成就也證明了，中國(guó)人在國(guó)內(nèi)也可以做很好的科學(xué)。英國(guó)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(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。”
信息安全對(duì)于國(guó)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(wú)條件安全通信方式，可以有效保障國(guó)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(guó)一個(gè)從經(jīng)典信息技術(shù)時(shí)代的跟隨者和模仿者，轉(zhuǎn)變?yōu)槲磥?lái)信息技術(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?qǐng)?bào)》2019年7月16日 04版）
