潘建伟:率领量子“梦之队”刷新科研世界新高度

2018-01-05 16:48:13来源:今晚报
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其团队2017年实现多项世界领先的量子通信技术,入选《自然》2017年度十大人物,被称为中国“量子之父”

1996年,奥地利老城因斯布鲁克,一位中国小镇青年带着朴素的梦想来到这里,那时他想,一定要在中国建一个国际一流实验室。

21年后的12月19日,国际顶尖学术期刊《自然》在最新一期的特写板块中发布了年度十大人物——在过去一年里对科学产生重大影响的十人,当年的这位青年上榜了。他所带领的中国量子“梦之队”,刷新了中国科研工作者在量子科学领域的国际显示度。

十年一步,追梦无惧

1987年,潘建伟从浙江老家考入中国科学技术大学(以下简称中国科大)近代物理系,第一次接触到了量子力学。

量子世界的奇妙与陌生让潘建伟陷入苦思。那一年,他才17岁。

随着对量子世界的逐渐深入,他认识到,物理学终究是门实验科学,再奇妙的理论也需要有实验检验。然而,上世纪90年代中国缺乏开展量子实验的条件。1996年硕士毕业后,潘建伟赴量子科研的重镇——奥地利因斯布鲁克大学攻读博士学位,师从量子实验研究的世界级大师塞林格。

1997年,以他为第二作者的论文《实验量子隐形传态》在《自然》杂志上发表,该成果公认是量子信息实验领域的开山之作,被评为年度全球十大科技进展,入选“百年物理学21篇经典论文”。

那一年,他27岁。

量子光源是一种极其微弱的光信号。单光子级的光信号亮度,相当于一根蜡烛在140公里之外的人眼中的强度。

单光子级别的光源能否被地面接收?“就让我们试试看,大概只需要200万元,就可以为星地一体量子通信网络提供实验支撑。”2007年,潘建伟开始这一实验,为中国量子团队“筑梦”。

那一年,他37岁。

在浩瀚的太空,“墨子号”量子科学实验卫星与地面的量子保密通信“京沪干线”一起,首次搭建起天地一体化广域量子通信网络。

3个月前,从中国发出的一声问好,就这样跨越了半个地球来到奥地利,实现了历史上首次洲际量子保密通信。“墨子号”作为近年来重大科技创新成果被写入党的十九大报告。

这一年,他已经47岁。

如今,世界首颗量子卫星“墨子号”在太空建立了迄今最遥远的量子纠缠,证明在1200多公里的尺度上,爱因斯坦都感到匪夷所思的“遥远地点间的诡异互动”依然存在。世界上第一台超越早期经典计算机的光量子计算机,在团队内诞生。目前最大数目的超导量子纠缠和完整测量,发布成果……

量子大厦,破土孕育。

潘建伟还有更大的目标——在地月间建立30万公里的量子纠缠,检验量子物理的理论基础,并探索引力与时空的结构。未来,希望结合中国在10至15年后的登月计划,实现Bell不等式检验实验。“只希望到60岁,我能把这个实验做完。”他说。

于家为国,潜心默守

第一次见到导师时,赛林格问他:“潘,你的梦想是什么?”“我的梦想是,在中国建一个和这里一样的世界一流的量子光学实验室。”

出国之前他曾问前辈,一个这样的实验室需要多少钱?前辈说,需要大概800万元人民币。对于当时基础极为薄弱的中国而言,这太贵了。潘建伟于是选择了“曲线救国”。他组织科研队伍、开展实验室建设,同时与国际先进研究机构保持密切联系,“国内国外两边跑”,在奥地利维也纳大学、德国海德堡大学等机构从事合作研究。

一个实验室还远远不够。他发现,德国有着发达的科学技术和精良的制造业,这些都为德国的经济发展起了强大的推动作用,而经济发展最直接的受益者就是普通百姓。科技工作者如果有好的技术,就要尽可能转化,形成高科技战略产业,惠及每个人。

从3个通信节点,到城域网,再到城际网、甚至洲际线路,一个天地一体的量子通信网络逐渐形成,为金融、政务等多领域提供了安全保密传输的可能性。

安静书桌,践诺传承

5年前,潘建伟是陈宇翱的证婚人;如今,陈宇翱成了中国“第三代量子人”徐凭的证婚人。这两位证婚人,见证的不仅是婚姻和光阴,更是中国量子科学人薪火相传的探索精神与坚韧毅力。

量子世界流传着太多这样的传承。

彼时,国内的量子科学研究既没有经费,也缺乏成熟环境,潘建伟将自己得意弟子陈宇翱、陆朝阳都送到了国际顶尖的实验室。学成后,不用一句催促,他们又回到了中国。

当代科研,不太可能是单兵突进,需要持久的合力。在采访中潘建伟说,量子卫星的研究,集合了中科院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单位的“众智”成城、协同攻关。

科学不可能毕其功于一役。

再忙,他都会经常走进课堂,为学生们带来“开学一课”,还创办了以科普为目的的墨子沙龙。潘建伟说,他一直记得自己在国外留学期间的一个亲身经历。“我曾到阿尔卑斯山大峡谷,一个80多岁、满头白发的老太太,坐在轮椅上,问我是干什么的。我说我是做量子物理的。老太太问,你做量子物理的哪一方面?我说是量子信息、量子态隐形传输,就像时空穿越里面的东西。万万没想到,老太太说:‘我读过你在《自然》杂志上发表的那篇文章。’”

一位80多岁的老太太,仍然出于兴趣驱动自己研读艰涩难懂的科学期刊,这是一种天生的好奇心驱使。“如果大家对科学没有原始的冲动和兴趣的话,我们就很难成为一个真正的创新国家。”潘建伟说。(周琳 徐海涛)

责编:季冉冉

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