潘建偉：量子領域占領科技高地 科學前沿閃耀中國光芒

◎ 本刊記者 韓 羽

2013年10月30日，何梁何利基金2013年度頒獎大會在北京釣魚臺國賓館舉行。中科院院士、70后青年物理學家潘建偉榮獲2013年度何梁何利基金的最高獎——“科學與技術成就獎”，這是潘建偉繼2005年獲得香港求是科技基金會“求是杰出科學家獎”以來在國內獲得的又一重要學術榮譽。

潘建偉主要從事量子力學基礎問題檢驗、量子通信和量子計算等方面的研究，是國際上多光子糾纏操縱和量子信息實驗研究方面有突出貢獻的學者之一。1997年以來，他的團隊已在《自然》、《自然-物理》、《自然-光子學》、美國《國家科學院院刊》、《物理評論快報》等權威期刊發表論文67篇，被引用7500余次，其成果5次入選歐洲物理學會評選的“年度物理學重大進展”、4次入選美國物理學會評選的“年度物理學重大事件”、6次入選兩院院士評選的“年度中國十大科技進展新聞”。

12年前，潘建偉教授回國組建實驗室，矢志于量子力學基礎問題檢驗、量子通信和量子計算等方面的研究，取得了驕人的成績，為我國量子信息領域迅速走到世界前列作出了突出貢獻，并培養了一大批科技后備力量。

興趣指引方向：初出茅廬便一鳴驚人

潘建偉選擇物理作為專業，完全出于興趣和愛好。1987年，他考入中國科大近代物理系。大學時期，班上僅省高考狀元就有7個?！拔业某煽冎荒芩阒械绕?，不過我心態好，學習一直很積極，對每門物理功課都抱有濃厚興趣?！迸私▊バχf。

1996年，在中國科大獲得理論物理碩士學位后，潘建偉投入奧地利維也納大學塞林格教授門下攻讀博士學位。那時候，導師正在組織一個幾百萬歐元的歐盟項目，這是量子信息實驗研究方面的第一個國際合作項目。此前，量子信息一直處在理論研究階段，還沒有得到實驗支撐。“我理論功底比較好，因此很快就進入了狀態，工作進行得相當快?！?/p>

1997年，題為《實驗量子隱形傳態》的研究論文在《自然》上發表，該成果被公認為量子信息實驗領域的開山之作?！拔沂钦撐牡牡诙髡?，發表實驗數據的測量和處理主要是由我完成的。”潘建偉說，“以這個工作為起點，量子信息實驗研究此后進入熱門狀態。”

從跟蹤到領跑：在安全量子通信方面實現重大突破

2001年，潘建偉回到中國科大工作。量子信息研究發展很快，當時無論是研究水平還是人才儲備方面，國內的基礎都很薄弱。潘建偉說：“我們必須與國際上的先進小組保持密切聯系，虛心向他們學習，才能更快地前進。如果等到別人絕塵而去，你再去追，就來不及了?！?/p>

在這種思路指引下，潘建偉在與他的同學楊濤在一起組織科研隊伍、開展實驗室建設的同時，還繼續在維也納大學從事多光子糾纏方面的合作研究。2004年，潘建偉研究組在國際上首次實現五光子糾纏和終端開放的量子態隱形傳輸，《自然》發表了這一成果，并稱贊說：“這種新穎的量子態隱形傳輸，是量子糾錯和分布式量子信息處理所需要的關鍵技術?！边@一成果同時入選歐洲物理學會和美國物理學會評選出的年度國際物理學重大進展，這是中國科學家的第一次。

“這表明國內研究組在量子糾纏方面的工作，已躍居國際領先水平。”潘建偉說，“我可以離開維也納了，那里的知識我們國內小組已經全部掌握了。”

此后，潘建偉以瑪麗·居里講席教授的身份到德國海德堡大學從事量子存儲的合作研究。幾年下來，潘建偉團隊在冷原子量子存儲方面形成了豐富的人才和技術積累，取得了一系列國際領先的研究成果。2008年，《自然》再次發表潘建偉團隊的重要研究成果，他們利用量子存儲技術在國際上首次實現了具有存儲和讀出功能的糾纏交換，完美地實現了長程量子通信中急需的“量子中繼器”。

2008年10月，潘建偉和他在德國的團隊整體回歸中國科大。這個時候，潘建偉團隊已經成為國際上首次把安全量子通信距離突破到超過百公里量級的3個團隊之一，國際上報道安全的實用化量子通信網絡實驗研究的兩個團隊之一，也是國內唯一領銜開展星地量子通信實驗研究的科研團隊。

“在光量子糾纏操縱和量子通信方面，我們最終都走到了領跑的位置?！迸私▊フf，“現在我們可以在國內開展國際領先的研究工作了?！?/p>

培養創新人才：提倡創造人文氛圍與科學氛圍

“千里馬常有，而伯樂不常有?！币虼?，潘建偉建議：“發展中的中國應成為科學大師和一流科技人才的集聚地，因為只有處在科研最前沿的一流科學家才會獨具選拔高水平人才種子的慧眼，必須認真聽取他們關于人才政策的意見和建議，考慮他們對優秀青年人才的推薦?！?009年，他以中科院“百人計劃”等方式，引進了一批優秀的青年學術骨干，壯大了中科大的研究力量。

為使科研人員的想象力創造力得到自由發揮、競爭精神受到充分激勵，潘建偉大力提倡創造一個人文氛圍與科學氛圍相得益彰的大環境：既要大力弘揚民族的優良傳統和先進文化，又要在全社會大力弘揚科學精神，傳播科學知識和科學思想，培育崇尚科學、鼓勵創新的社會氛圍和全民素質，形成高層次創新型科技人才成長的精神沃土?！爸挥性谶@樣人文氛圍與科學氛圍相得益彰的大環境中，科研人員的想象力、創造力和競爭精神才會受到充分的激勵和自由的發揮?！?/p>

在潘建偉看來，搞科研就像炒菜，要有各種好原料：有電子學的人，有控制激光的人……而在一個優秀的科研團隊中，各具專長和特點的科技人才之間必定會有充分的思想交流與碰撞，這樣才能使知識儲存量加速增長、科學思想快速形成、科研水平快速提高。

最大的夢想：將量子通信技術發展到極致

2009年4月，潘建偉團隊在合肥市建立了世界上第一個光量子電話網，實現了“電話互聯互通、語音實時加密、安全牢不可破”的量子保密電話網絡系統。兩年來，光量子電話網在系統的小型化、穩定性等方面取得了快速進展。

“量子保密通信在城域網上的使用已經基本成熟，快則兩三年，慢則三五年，就可以推廣?！迸私▊フf，“但要實現廣域的量子保密通信，還需要借助衛星。”

量子信息的攜帶者光子在外層空間傳播時幾乎沒有損耗，如果能在技術上實現糾纏光子在穿透整個大氣層后仍然存活并保持其糾纏特性，人們就可以在衛星的幫助下實現全球化的量子通信。潘建偉說：“中科院已經啟動了空間科學戰略性先導科技專項，計劃在2015年左右發射量子科學實驗衛星?！?/p>

“許多人問我，什么是我的夢想？我說，夢想不是你想要得到什么東西，而是你發現一個很美妙的事情，你想去做。僅僅如此。”潘建偉說，“能在目前的基礎上將量子通信技術發展到極致，而這既對國家和民族有利，又能滿足我自己的好奇心，對我來說，這是最愉快的事情，也是我目前最大的夢想。”