潘建偉和他的量子夢之隊

陳竹沁

“愛因斯坦一定會對此感到驚訝”

在1992年的本科畢業論文中，綽號“阿爾伯特”的中科大近代物理系學生潘建偉，選擇站在“偶像”愛因斯坦一邊，集中研究、總結了量子世界的各種佯謬。此后25年窮極探索，從一張桌子的距離，到千公里級的“星地穿越”，他所有的實驗數據證明 ：愛因斯坦是錯的。

他培養出數位“操縱光子的巫師”，從三光子到十光子，一路保持世界領先，將“量子糾纏”進行到底；他將“量子隱形傳態”從科幻世界帶進現實，實現距離和維度的多次跨越。

正是借助這些基礎特性，量子保密通信正在中國率先從夢想王國邁入產業化軌道；量子計算機和量子精密測量的基礎研究，也日益成為大國“必爭之地”。至少15年以上的長遠目光，令潘建偉團隊在中國的這些前沿應用領域，牢牢占據主角的位置。

如今他執掌著上億元科研經費，同時是國家領導人和商業巨頭頻繁的座上賓。他沒有辜負20年前的自己——在奧地利，博士導師、量子實驗物理權威塞林格問：“你的夢想是什么？”當年28歲的潘建偉壯志滿懷地回答：“在中國建一個世界一流的量子物理實驗室。”

中國量子信息領域登上國際頂級期刊的論文，近2/3從這里產生，累計過百篇；其中，2012年受邀為“物理學圣經”《現代物理評論》撰寫的長篇綜述論文，無可爭議地奠定其在多光子糾纏和干涉領域的國際領軍地位；2016年“墨子號”量子衛星發射，隨后量子密鑰分發、量子隱形傳態、量子糾纏分發在1200-1400公里的尺度上實現，更是吸引國際科學界矚目……“潘之隊”享譽海外。

獎項紛至沓來。2017年12月18日，國際頂尖學術期刊《Nature》（《自然》）發布年度十大人物，中科大教授潘建偉上榜；不到一個月，2018年1月10日，潘建偉又在第48屆量子電子物理學大會上，獲頒蘭姆獎（Willis E. Lamb Award），以表彰他在光量子信息前沿研究領域的開創性實驗貢獻。

然而近兩年，潘建偉愈發意識到時間的飛速流逝，因為僅僅“世界一流”還不夠，他的目標是“百年老店”。年近半百，放在中科院院士里，是絕對的年輕派，他卻儼然背著一副“思想重擔”。

“百年老店首先要有一種傳統。如果就靠一個人，可能他在的時候做得比較好，慢慢他年紀大了，可能隊伍就萎縮了。”潘建偉時不時催促團隊里的年輕人，趕緊開辟新方向，獨立開展工作，而不是由他繼續主導新方向的討論和選定。

“光量子信息處理是我的老本行，盡管我現在親自到實驗室做實驗比較少，但是再怎么做我都知道是在我的那個shadow（陰影）之下。要是他們在新的方向上做出新的工作，在國際上達到我們在光量子信息處理領域的學術地位，才能夠算是真正的成功。”說這話時，潘建偉又習慣性地蹙緊了眉頭。

就像一片森林，每一棵樹都獨立生長，又根脈相接。“形成研究傳統很重要，這樣目標可以放得更長遠，幾十年如一日一直往前走，一代代傳下去，就比較從容、持久，不會太浮躁。”潘建偉說。

“朝圣”之路

2016年1月8日，人民大會堂。潘建偉接過半個上身大的紅皮證書——“最具含金量”的國家自然科學獎一等獎，頒給“多光子糾纏和干涉度量學”。41歲成為“最年輕中科院院士”的他，以45歲之齡，領銜中科大微尺度物質科學國家實驗室五人團隊，刷新中國自然科學領域最高獎的“最年輕獲獎者”紀錄。

彭承志、陳增兵和他一樣是“70后”。位列項目第三、第四完成人的陳宇翱、陸朝陽則是“80后”，兩人都曾是潘建偉在中科大帶的研究生，獲獎當年分別是34歲和33歲，五年前便入選首批“青年千人計劃”，成為教授。師徒三人先后于2005、2013、2017年斬獲歐洲物理學會菲涅爾獎。該獎每兩年頒一次，作為量子電子學和量子光學領域青年科學家的最高榮譽，專門獎勵35歲以下的佼佼者。

量子具有疊加狀態，糾纏現象是它的基本特性，即使相距遙遠，一個粒子的行為也會影響另一個的狀態。通過量子糾纏，無需傳輸載體，就可實現量子遠距離隱形傳態。

自誕生以來，量子力學素有“男孩物理學”的戲稱。愛因斯坦1905年提出光量子假說，26歲；玻爾1913年提出原子結構理論，28歲；海森堡1925年創立矩陣力學，1927年提出測不準原理，是24歲到26歲。量子力學奠基人之一波恩在哥廷根的理論班，被人叫作“波恩幼兒園”。

獲獎兩天后，“潘之隊”五人排排坐，在中科大上海研究院會議室，接受媒體集體采訪。回憶這一幕，陸朝陽笑說，“有幾個記者非要采訪，問了一堆問題，我們坐成一排都不說話，看著潘老師，有他在我們就可以偷懶一點。”

就在這次對話中，潘建偉第一次提出，要把實驗室開成“百年老店”——就像科學史上如雷貫耳的德國馬普所、英國卡文迪許實驗室。陳宇翱和陸朝陽正是被推薦到這兩個實驗室培養，然后歸國。

現在，幾乎所有世界頂尖實驗室，都向潘建偉團隊敞開國際交流的大門；一位正在潘建偉團隊交流的中山大學博士生則告訴我，來到這里，對他而言就如同“朝圣”。知乎上，中科大的學生留言，潘建偉實驗室所招本科生要求之高難望項背，附和者眾。

研究院辦公樓底樓大廳，有兩面石灰巖裝飾墻，愛因斯坦的畫像就掛在“科圣”墨子和“量子理論之父”普朗克之后。轉角，玻爾和薛定諤、費曼、沈括、張衡等人排成一列。一條緯線，數條經線，分割整個墻面，每個畫框的三條邊與這些線條嚴絲合縫。

毋庸置疑，這都是潘建偉的手筆。“潘老師就是做事追求極致的這么一個人，”陸朝陽說。到什么地步？走進別人的辦公室，他一眼看到墻壁開裂了，“哎？！趕緊叫人來修一下”；在下水道看到一個瓶子，也會向分管基建的副院長“打小報告”。

“名人堂”一旁的兩塊立柱，上上下下掛著好幾塊牌子：“量子信息與量子科技前沿協同創新中心”（教育部“2011計劃”）、“量子信息與量子科技創新研究院”、“量子保密通信‘京滬干線上海運控中心”、“量子科學衛星實驗中心”、“中國科學院-阿里巴巴量子計算實驗室”。endprint