潘建偉：追逐“墨子號”的量子世界引領(lǐng)者

冷無霜

17歲那年，潘建偉考上了中國科技大學(xué)。開學(xué)第一天，他讀到了《愛因斯坦文集》的自序。他說：“那是一種天籟，量子力學(xué)所預(yù)言的種種奇特現(xiàn)象，以及量子力學(xué)誕生一百年來對人類物質(zhì)文明進(jìn)步所帶來的巨大變革，使我一下子迷上了量子物理。”

潘建偉對量子力學(xué)著了迷。大學(xué)畢業(yè)選擇導(dǎo)師和去哪個國家留學(xué)時，潘建偉遲遲沒有做出決定。比來比去，潘建偉選擇了師從塞林格教授。

潘建偉一頭扎進(jìn)了量子力學(xué)的研究，在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，潘建偉開始在這一領(lǐng)域奔跑。僅僅一年時間，他就和同事合作在《自然》雜志上發(fā)表論文，宣布在實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)了量子態(tài)隱形傳輸。這被公認(rèn)為量子信息實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域的開山之作，《科學(xué)》雜志將其列為年度全球十大科技進(jìn)展。

潘建偉取得博士學(xué)位后，要回國效力。塞林格教授反復(fù)做他的工作，要他留在自己身邊：“潘，你回國連個實(shí)驗(yàn)室都沒有，也沒有學(xué)術(shù)氛圍，在這里你很快就會成為世界頂級的科學(xué)家。”潘建偉拒絕了教授的好意。

潘建偉回到國內(nèi)，卻發(fā)現(xiàn)自己過于理想化了。當(dāng)時，量子信息研究在國內(nèi)還是一片空白，不僅不被承認(rèn)，甚至還被認(rèn)為是偽科學(xué)。他向幾所著名的高校和國家相關(guān)科研院所申請科研經(jīng)費(fèi)，建立量子力學(xué)實(shí)驗(yàn)室，卻沒有收到一絲回音。

就在這時，他的那篇有關(guān)量子態(tài)隱形傳輸?shù)恼撐谋弧蹲匀弧冯s志選入“百年物理學(xué)21篇經(jīng)典論文”，一同入選的，還有“愛因斯坦建立相對論”等重大成果。消息傳到國內(nèi)，潘建偉提交的科研項(xiàng)目申請終于有了眉目。

2001年，潘建偉開始在母校中科大組建量子力學(xué)實(shí)驗(yàn)室，中科院和中科大及時給了他690萬元的研究經(jīng)費(fèi)。有了資金，潘建偉渡過了第一道難關(guān)。

然而，第二道技術(shù)難關(guān)接踵而至，國內(nèi)的研究水平和人才儲備都很薄弱，必須與國際先進(jìn)實(shí)驗(yàn)小組保持密切聯(lián)系。于是，潘建偉回到塞林格教授身邊，從事多光子糾纏方面的合作研究。這段時間，潘建偉一邊在國外學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，一邊指導(dǎo)國內(nèi)研究生建立實(shí)驗(yàn)室。

不到一年，潘建偉帶領(lǐng)的年輕科研團(tuán)隊，在權(quán)威雜志《物理評論快報》上發(fā)表了7篇論文。2004年，潘建偉在國際上首次實(shí)現(xiàn)了五光子糾纏和終端開放的量子態(tài)隱形傳輸，這個成果刊登在《自然》雜志上后，入選了歐洲物理學(xué)會和美國物理學(xué)會評選出的年度國際物理學(xué)重大進(jìn)展。這對中國科學(xué)家來說，還是第一次。2008年10月，潘建偉和他在德國的團(tuán)隊整體回國。

中科大的量子物理實(shí)驗(yàn)室常常燈火通明，潘建偉和他的團(tuán)隊每天工作1 5個小時以上，通宵工作更是家常便飯，一項(xiàng)項(xiàng)科研成果不斷涌現(xiàn)。

2008年年底，潘建偉在合肥建立世界上首個光子電話網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)“一次一密”加密方式的實(shí)時網(wǎng)絡(luò)通話，真正做到了“電話互聯(lián)互通、語音實(shí)時加密、安全牢不可破”。

在接下來的3年里，他又分別建成了國際上規(guī)模最大的量子通信網(wǎng)絡(luò)一“合肥城域量子通信試驗(yàn)示范網(wǎng)絡(luò)”和“濟(jì)南量子通信試驗(yàn)網(wǎng)”，標(biāo)志著大容量的城域量子通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)完全成熟了。2012年年底，潘建偉團(tuán)隊的量子通信裝備在北京投入常態(tài)運(yùn)行。

2016年8月1 6日1時40分，中國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，用“長征二號”運(yùn)載火箭成功發(fā)射了世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號”。這意味著我國在量子物理這個可以打開人類未來新世界大門的尖端學(xué)科中站到了最前沿，量子衛(wèi)星將讓中國在防御黑客方面走在世界前列。