“近代科學(xué)沒(méi)能在中國(guó)誕生，中國(guó)人能不能趕上科學(xué)前沿、引領(lǐng)重大創(chuàng)新？”潘建偉說(shuō)，“中國(guó)科研工作者都憋著一股勁兒，希望通過(guò)自己的努力證明，不僅在國(guó)外可以做得很優(yōu)秀，在國(guó)內(nèi)也能做出很好的成就。”

潘建偉，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)常務(wù)副校長(zhǎng)。利用去年8月發(fā)射的全球首顆量子科研衛(wèi)星“墨子號(hào)”，潘建偉團(tuán)隊(duì)近期連續(xù)實(shí)現(xiàn)“千里糾纏、星地傳密、隱形傳態(tài)”三個(gè)國(guó)際科研重大突破。他的“量子雄心”，在祖國(guó)的創(chuàng)新熱土上，一飛沖天。

留學(xué)歐陸，出國(guó)是為了更好的回國(guó)

潘建偉的“量子夢(mèng)”始于20多年前。

1992年，中科大本科生潘建偉在畢業(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(gè)例證，來(lái)否認(rèn)這個(gè)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(dāng)時(shí)中國(guó)的量子物理研究，無(wú)論理論還是實(shí)驗(yàn)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國(guó)際先進(jìn)水平。1996年，潘建偉來(lái)到量子力學(xué)的誕生地奧地利，進(jìn)入因斯布魯克大學(xué)攻讀博士學(xué)位。

在量子物理學(xué)大師塞林格教授帶領(lǐng)下的科研小組里，潘建偉很快嶄露頭角，1997年以他為第二作者的論文“實(shí)驗(yàn)量子隱形傳態(tài)”，被美國(guó)《科學(xué)》雜志評(píng)為年度全球十大科技進(jìn)展。

但成為國(guó)際一流學(xué)者并不是潘建偉夢(mèng)想的全部。

第一次見到導(dǎo)師時(shí)，賽林格問(wèn)他:“潘，你的夢(mèng)想是什么?”“我的夢(mèng)想是，在中國(guó)建一個(gè)和這里一樣的世界一流的量子光學(xué)實(shí)驗(yàn)室。”

追隨夢(mèng)想，潘建偉2001年回到祖國(guó)，在中國(guó)科大與同學(xué)楊濤一起組建量子信息實(shí)驗(yàn)室。

在基礎(chǔ)極為薄弱的狀況下，潘建偉組織科研隊(duì)伍、開展實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，同時(shí)與國(guó)際先進(jìn)研究機(jī)構(gòu)保持密切聯(lián)系。他“國(guó)內(nèi)國(guó)外兩邊跑”，在奧地利維也納大學(xué)、德國(guó)海德堡大學(xué)等機(jī)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(lái)，潘建偉一直有針對(duì)性地選送學(xué)生出國(guó)留學(xué)，把他們送到量子信息研究的優(yōu)秀國(guó)際小組加以鍛煉。

近年來(lái)，這些年輕人悉數(shù)回國(guó)，使潘建偉的量子研究團(tuán)隊(duì)得到了空前壯大，一支特色鮮明、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的年輕量子信息科研隊(duì)伍，在中國(guó)成型、迸發(fā)出驚人的力量。

他們的成果多次入選“國(guó)際年度十大科技進(jìn)展”“國(guó)際年度物理學(xué)重大進(jìn)展”，十余次入選兩院院士評(píng)選的“年度中國(guó)十大科技進(jìn)展新聞”。

國(guó)際領(lǐng)跑，搶占量子科技創(chuàng)新制高點(diǎn)

以潘建偉等學(xué)者為代表的中國(guó)科大科研團(tuán)隊(duì)，已使中國(guó)成為國(guó)際量子信息領(lǐng)域的重要研究中心之一。今年以來(lái)，他們連續(xù)實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)重大突破，使中國(guó)在量子信息多個(gè)領(lǐng)域成為“國(guó)際領(lǐng)跑者”。

——今年5月，潘建偉團(tuán)隊(duì)在去年首次實(shí)現(xiàn)十光子糾纏操縱的基礎(chǔ)上，利用高品質(zhì)量子點(diǎn)單光子源構(gòu)建了世界首臺(tái)超越早期經(jīng)典計(jì)算機(jī)的光量子計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)了目前世界上最大數(shù)目超導(dǎo)量子比特的糾纏。

——今年6月，潘建偉團(tuán)隊(duì)宣布，利用“墨子號(hào)”在國(guó)際上率先成功實(shí)現(xiàn)了千公里級(jí)的星地雙向量子糾纏分發(fā)。他們用嚴(yán)格的科學(xué)實(shí)證，回答了愛(ài)因斯坦的“百年之問(wèn)”。

——今年8月，潘建偉團(tuán)隊(duì)宣布，“墨子號(hào)”在國(guó)際上首次成功實(shí)現(xiàn)了從衛(wèi)星到地面的量子密鑰分發(fā)和從地面到衛(wèi)星的量子隱形傳態(tài)。

至此，“墨子號(hào)”三大既定科學(xué)目標(biāo)均成功實(shí)現(xiàn)，為我國(guó)未來(lái)繼續(xù)引領(lǐng)世界量子通信技術(shù)發(fā)展和空間尺度量子物理基本問(wèn)題檢驗(yàn)前沿研究，奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，兼具實(shí)用化和科學(xué)意義。

“這標(biāo)志著我國(guó)在量子通信領(lǐng)域的研究，在國(guó)際上達(dá)到全面領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì)地位。”中科院院長(zhǎng)白春禮介紹，為我國(guó)在國(guó)際上搶占了量子科技創(chuàng)新制高點(diǎn)，成為國(guó)際同行的標(biāo)桿，實(shí)現(xiàn)了“領(lǐng)跑者”的轉(zhuǎn)變。

國(guó)家力量，為放飛“量子夢(mèng)”提供堅(jiān)實(shí)根基

“墨子號(hào)”連續(xù)取得重大科研突破，潘建偉團(tuán)隊(duì)牽頭研制的全球第一條遠(yuǎn)距離量子保密通信干線“京滬干線”很快也將全線開通。與衛(wèi)星、地面站互聯(lián)，不久后，人類歷史上第一個(gè)“天地一體化”的洲際量子通信網(wǎng)絡(luò)將見雛形。

“這是中國(guó)幾代科學(xué)家經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期積累、共同努力結(jié)出的創(chuàng)新成果。”潘建偉認(rèn)為，經(jīng)過(guò)幾十年的持續(xù)積累，我國(guó)已到了“創(chuàng)新爆發(fā)”階段。

他把量子研究的突飛猛進(jìn)歸功于中國(guó)“集中力量辦大事”的優(yōu)勢(shì)。以“墨子號(hào)”衛(wèi)星為例：中科院上海技術(shù)物理研究所、微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院、光電技術(shù)研究所、國(guó)家天文臺(tái)、紫金山天文臺(tái)、國(guó)家空間科學(xué)中心……衛(wèi)星的每一個(gè)部件都凝聚了各個(gè)科研機(jī)構(gòu)的心血。

“不同機(jī)構(gòu)紛紛給我們提供所需的基礎(chǔ)元件，讓我們的創(chuàng)新想法有了很好的工程基礎(chǔ)。我在歐洲、美國(guó)、加拿大的同行，都曾有過(guò)這樣的科學(xué)設(shè)想，但沒(méi)有這樣的國(guó)家全力支持。”潘建偉說(shuō)。

潘建偉未來(lái)的目標(biāo)還有很多：構(gòu)建“天地一體化”的廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)體系，形成具有國(guó)際引領(lǐng)地位的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和下一代國(guó)家信息安全生態(tài)系統(tǒng)，探索對(duì)廣義相對(duì)論、量子引力等物理學(xué)基本原理的檢驗(yàn)……

“隨著中國(guó)科技的迅猛發(fā)展,我相信量子通信將在10年左右時(shí)間輻射千家萬(wàn)戶。期盼在我有生之年,能親眼目睹以量子計(jì)算為終端、以量子通信為安全保障的量子互聯(lián)網(wǎng)的誕生。”潘建偉說(shuō),“我相信中國(guó)科學(xué)家們做得到。”