潘建偉：追逐“墨子號(hào)”的量子世界引領(lǐng)者

冷無(wú)霜

17歲那年，潘建偉考上了中國(guó)科技大學(xué)。開(kāi)學(xué)第一天，他讀到了《愛(ài)因斯坦文集》的自序。他說(shuō)：“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(lái)對(duì)人類物質(zhì)文明進(jìn)步所帶來(lái)的巨大變革，使我一下子迷上了量子物理。”

潘建偉對(duì)量子力學(xué)著了迷。大學(xué)畢業(yè)選擇導(dǎo)師和去哪個(gè)國(guó)家留學(xué)時(shí)，潘建偉遲遲沒(méi)有做出決定。比來(lái)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(kāi)始在這一領(lǐng)域奔跑。僅僅一年時(shí)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(kāi)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(guó)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(guó)連個(gè)實(shí)驗(yàn)室都沒(méi)有，也沒(méi)有學(xué)術(shù)氛圍，在這里你很快就會(huì)成為世界頂級(jí)的科學(xué)家。”潘建偉拒絕了教授的好意。

潘建偉回到國(guó)內(nèi)，卻發(fā)現(xiàn)自己過(guò)于理想化了。當(dāng)時(shí)，量子信息研究在國(guó)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(guó)家相關(guān)科研院所申請(qǐng)科研經(jīng)費(fèi)，建立量子力學(xué)實(shí)驗(yàn)室，卻沒(méi)有收到一絲回音。

就在這時(shí)，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(ài)因斯坦建立相對(duì)論”等重大成果。消息傳到國(guó)內(nèi)，潘建偉提交的科研項(xiàng)目申請(qǐng)終于有了眉目。

2001年，潘建偉開(kāi)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(shí)給了他690萬(wàn)元的研究經(jīng)費(fèi)。有了資金，潘建偉渡過(guò)了第一道難關(guān)。

然而，第二道技術(shù)難關(guān)接踵而至，國(guó)內(nèi)的研究水平和人才儲(chǔ)備都很薄弱，必須與國(guó)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(shí)間，潘建偉一邊在國(guó)外學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，一邊指導(dǎo)國(guó)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(duì)，在權(quán)威雜志《物理評(píng)論快報(bào)》上發(fā)表了7篇論文。2004年，潘建偉在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了五光子糾纏和終端開(kāi)放的量子態(tài)隱形傳輸，這個(gè)成果刊登在《自然》雜志上后，入選了歐洲物理學(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。這對(duì)中國(guó)科學(xué)家來(lái)說(shuō)，還是第一次。2008年10月，潘建偉和他在德國(guó)的團(tuán)隊(duì)整體回國(guó)。

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(duì)每天工作1 5個(gè)小時(shí)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(gè)光子電話網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)“一次一密”加密方式的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)通話，真正做到了“電話互聯(lián)互通、語(yǔ)音實(shí)時(shí)加密、安全牢不可破”。

在接下來(lái)的3年里，他又分別建成了國(guó)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(duì)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(shí)40分，中國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，用“長(zhǎng)征二號(hào)”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(hào)”。這意味著我國(guó)在量子物理這個(gè)可以打開(kāi)人類未來(lái)新世界大門(mén)的尖端學(xué)科中站到了最前沿，量子衛(wèi)星將讓中國(guó)在防御黑客方面走在世界前列。