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潘建偉的量子夢與報國情
潘建偉在中科大上海研究院的實驗室里留影。 新華社記者 張端 攝
潘建偉(左一)在中科大上海研究院的實驗室里與同事交流。新華社記者 張端 攝
潘建偉在中科大上海研究院的實驗室里調(diào)試設(shè)備。新華社記者 張端 攝
新華社合肥6月1日電(記者 徐海濤) “很抱歉,量子衛(wèi)星項目最近遇到一個難題,我們花了很大工夫才解決,有點累。”記者面前的潘建偉,個子不高,穿著一件舊襯衫,有些蓬亂的頭發(fā)和緊皺的眉頭讓他顯得有些疲憊。
而一聊起項目的進展,潘建偉的眼中立刻泛起激情:“量子京滬干線主要節(jié)點進展順利,明年底可以交付。量子衛(wèi)星升空后,世界上第一個星地結(jié)合的量子通信網(wǎng)就成型了……”
?。玻窔q入選“年度全球十大科技進展”,41歲當選“最年輕院士”,42歲獲得國際量子通信大獎。如今,45歲的潘建偉正帶領(lǐng)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)量子物理科研團隊,躋身國際前沿,創(chuàng)下一個又一個世界紀錄。
回首20多年“量子路”,潘建偉一再提起的,是他的科學(xué)之愛和報國之情。
“星地結(jié)合”:全球首個廣域量子通信網(wǎng)建成可期
想要進入中國科大量子工程中心,要經(jīng)過特殊允許,然后再“風(fēng)道除塵”。
在中心其中上下三層的“大實驗臺”上,密密麻麻的裝置著數(shù)百個各種“放大鏡”和“奇奇怪怪”的實驗設(shè)備,這些設(shè)備再通過線束連到3個“大黑盒子”上……工作人員說,這套實驗裝置叫“冷原子量子存儲平臺”。
從普通人的視角看,量子科學(xué)“聽著怪、看不懂”,理解起來簡直是“悖論”。
作為研究微觀世界的科學(xué)領(lǐng)域,量子理論中著名的“薛定諤的貓”,這樣描述量子力學(xué):盒子里有只貓,在日常生活中它要么處于活的狀態(tài),要么處于死的狀態(tài);但在微觀量子世界里,這只貓會同時處于生和死兩個狀態(tài)的疊加。
正是這看似“怪異”的量子物理所帶來的量子信息技術(shù),近20年來成為國際研究熱點,并逐漸開啟應(yīng)用之門:量子信息有望以其超強的安全性和運算能力,帶來信息技術(shù)的變革。
?。玻埃保材瓿?,以中國科大潘建偉團隊為核心的技術(shù)隊伍,在安徽省合肥市建成了國際上首個規(guī)?;怯蛄孔油ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)。2013年,在國家發(fā)改委支持下,中科院聯(lián)合相關(guān)部門啟動了千公里光纖量子通信骨干網(wǎng)工程“京滬干線”項目。
“目前,‘京滬干線’的合肥、濟南、北京節(jié)點都已建成,上海節(jié)點正在建設(shè),2016年底整個項目將交付使用。”潘建偉告訴記者,傳統(tǒng)的通信安全依賴于加密算法的復(fù)雜度,隨著計算能力的提升,被破解的時間越來越短。而量子通信是“目前理論上唯一被證明無條件安全的通信方式”,“京滬干線”作為世界上第一個廣域量子通信網(wǎng),建成后將廣泛用于金融、政務(wù)、國防等領(lǐng)域信息的安全傳輸。
據(jù)介紹,要實現(xiàn)全國乃至全球范圍的量子通信,還需要借助“量子衛(wèi)星”。2011年,全球首顆“量子科學(xué)實驗衛(wèi)星”在我國啟動建設(shè),計劃于2016年發(fā)射升空。
“我們和中科院半導(dǎo)體所、上海技術(shù)物理研究所、成都光電研究所合作,目前衛(wèi)星的研制進展順利。”作為量子科學(xué)實驗衛(wèi)星項目首席科學(xué)家,潘建偉告訴記者,“京滬干線”和“量子衛(wèi)星”相結(jié)合,就可初步構(gòu)建中國的廣域量子通信體系,為率先建成全球化的量子通信衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)奠定基礎(chǔ)。
胸懷夢想:在中國做出世界一流的科研成果
潘建偉的“量子路”始于20多年前。
?。保梗梗材辏袊拼蠼锢硐当究粕私▊ピ诋厴I(yè)論文中,不乏莽撞地向“不合常理”的量子力學(xué)理論提出質(zhì)疑。
“我試圖在論文中找個例證,來否認這個理論。”正是在這次“挑戰(zhàn)”中,潘建偉迷戀上量子世界的奧妙與未知,從此,他將量子作為一生的研究方向。
當時中國的量子物理研究,無論理論還是實驗都遠遠落后于國際先進水平。為了深入學(xué)習(xí)量子力學(xué),1996年,潘建偉來到量子力學(xué)的誕生地奧地利,進入因斯布魯克大學(xué)攻讀博士學(xué)位。
在國際量子物理學(xué)大師塞林格教授帶領(lǐng)下的科研小組里,潘建偉逐漸嶄露頭角,1997年以他為第二作者的論文“實驗量子隱形傳態(tài)”,被美國《科學(xué)》雜志評為年度全球十大科技進展。
但成為國際一流學(xué)者并不是潘建偉夢想的全部。
第一次見到導(dǎo)師賽林格時,賽林格問他:“潘,你的夢想是什么?”“我的夢想是在中國建一個和這里一樣的世界一流的量子光學(xué)實驗室。”
于是,2001年潘建偉回到祖國,在中國科大與同學(xué)楊濤一起組建量子信息實驗室。
在基礎(chǔ)極為薄弱的狀況下,潘建偉組織科研隊伍、開展實驗室建設(shè),同時與國際先進研究機構(gòu)保持密切聯(lián)系。他“國內(nèi)國外兩邊跑”,在奧地利維也納大學(xué)、德國海德堡大學(xué)等機構(gòu)從事合作研究。
量子信息研究集多學(xué)科于一體,要想取得突破,必須擁有不同學(xué)科背景的人才。多年來,潘建偉一直有針對性地選送學(xué)生出國留學(xué),把他們送到量子信息研究的優(yōu)秀國際小組加以鍛煉。
近年來,這些年輕人悉數(shù)回國,使潘建偉的量子研究團隊得到了空前壯大,形成了一支特色鮮明、優(yōu)勢互補的年輕研究隊伍。
經(jīng)過10年來在人才、知識、技術(shù)等方面的探索與積累,“潘建偉團隊”取得了一系列國際前沿科研進展:他們的成果1次入選美國《科學(xué)》雜志評選的“年度十大科技進展”、1次入選英國《自然》雜志評選的“年度十大科技亮點”、5次入選歐洲物理學(xué)會評選的“年度物理學(xué)重大進展”、5次入選美國物理學(xué)會評選的“年度物理學(xué)重大事件”、8次入選兩院院士評選的“年度中國十大科技進展新聞”。
目前,以潘建偉等學(xué)者為代表的中國科大科研團隊,已使中國成為國際量子信息和量子物理領(lǐng)域的重要研究中心之一。
潘建偉的學(xué)術(shù)夢想,正逐步成為現(xiàn)實。
追夢量子:科技創(chuàng)新服務(wù)國家和人民
“在量子通信領(lǐng)域,中國用了不到十年的時間,由一個不起眼的國家發(fā)展成為現(xiàn)在的世界勁旅;中國將領(lǐng)先于歐洲和北美……”
這是國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志,在報道潘建偉團隊量子通信工作的長篇新聞特稿《量子太空競賽》中的觀點。
當前,科學(xué)界認為量子信息將可能是全球下一代通信和計算機技術(shù)的基礎(chǔ)。量子信息研究,成為國際學(xué)界的前沿?zé)狳c。
歐美日等多個國家將量子信息產(chǎn)業(yè)納入戰(zhàn)略規(guī)劃,IBM、谷歌、Intel等企業(yè)投入資金積極研發(fā)量子信息技術(shù)。
而潘建偉領(lǐng)導(dǎo)的科研團隊,目前在量子通信、量子計算與模擬、量子精密測量三大方向展開科技攻關(guān)。其中量子通信方面有“京滬干線”、“量子衛(wèi)星”;在量子計算的基礎(chǔ)性研究方面,多次刷新多光子糾纏制備世界紀錄;運用量子測量的高精度,在量子導(dǎo)航、生命科學(xué)等方面開展研究。
有觀點認為,量子信息科技給了中國這樣的發(fā)展中國家一個重大機遇,他們正從經(jīng)典信息技術(shù)時代的跟隨者邁向未來信息技術(shù)的領(lǐng)跑者。
對于潘建偉而言,當年在德國留學(xué)時的一件小事,讓他堅定了用科技創(chuàng)新,來服務(wù)祖國和人民的理想。
當時在他的宿舍樓下,有一家只有半間店面的小商店,平時主要賣賣青菜、馬鈴薯,但老板每年都能有5個星期去旅游度假。“相比之下國內(nèi)在菜市場工作的人,沒日沒夜地干,掙的錢還不一定夠用。”潘建偉說,就是因為發(fā)達國家擁有先進的科技和制造業(yè),使最普通的民眾都能享受到發(fā)展帶來的福利。
“先進的科技掙走了產(chǎn)品利潤的大頭,低端產(chǎn)品只能獲得微薄的利潤。”潘建偉希望,運用量子科技為國家強盛和人民幸福服務(wù)。
“我相信量子通信和量子計算一定會走進我們的生活,和經(jīng)典的計算機一樣帶來巨大進步。”潘建偉堅信,中國有機會在這個轉(zhuǎn)變中,從跟隨者變成并跑者乃至領(lǐng)跑者。
編輯:水靈
關(guān)鍵詞:潘建偉 量子夢 報國情