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潘建伟:国家力量为科学家放飞“量子梦”提供坚实根基

2017-08-29 18:50  |   新华社

潘建伟

“近代科学没能在中国诞生,中国人能不能赶上科学前沿、引领重大创新?”潘建伟说,“中国科研工作者都憋着一股劲儿,希望通过自己的努力证明,不仅在国外可以做得很优秀,在国内也能做出很好的成就。”

潘建伟,中国科学技术大学常务副校长。利用去年8月发射的全球首颗量子科研卫星“墨子号”,潘建伟团队近期连续实现“千里纠缠、星地传密、隐形传态”三个国际科研重大突破。他的“量子雄心”,在祖国的创新热土上,一飞冲天。

2016年8月16日1时40分,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星(简称“量子卫星”)发射升空。

留学欧陆,出国是为了更好的回国

潘建伟的“量子梦”始于20多年前。

1992年,中科大本科生潘建伟在毕业论文中,不乏莽撞地向“不合常理”的量子力学理论提出质疑。

“我试图在论文中找个例证,来否认这个理论。”正是在这次“挑战”中,潘建伟迷恋上量子世界的奥妙与未知。从此,他将量子作为一生的研究方向。

当时中国的量子物理研究,无论理论还是实验都远远落后于国际先进水平。1996年,潘建伟来到量子力学的诞生地奥地利,进入因斯布鲁克大学攻读博士学位。

在量子物理学大师塞林格教授带领下的科研小组里,潘建伟很快崭露头角,1997年以他为第二作者的论文“实验量子隐形传态”,被美国《科学》杂志评为年度全球十大科技进展。

但成为国际一流学者并不是潘建伟梦想的全部。

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。”

追随梦想,潘建伟2001年回到祖国,在中国科大与同学杨涛一起组建量子信息实验室。

在基础极为薄弱的状况下,潘建伟组织科研队伍、开展实验室建设,同时与国际先进研究机构保持密切联系。他“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。

量子信息研究集多学科于一体,要想取得突破,必须拥有不同学科背景的人才。多年来,潘建伟一直有针对性地选送学生出国留学,把他们送到量子信息研究的优秀国际小组加以锻炼。

国际领跑,抢占量子科技创新制高点

以潘建伟等学者为代表的中国科大科研团队,已使中国成为国际量子信息领域的重要研究中心之一。今年以来,他们连续实现多项重大突破,使中国在量子信息多个领域成为“国际领跑者”。

——今年5月,潘建伟团队在去年首次实现十光子纠缠操纵的基础上,利用高品质量子点单光子源构建了世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机,实现了目前世界上最大数目超导量子比特的纠缠。

——今年6月,潘建伟团队宣布,利用“墨子号”在国际上率先成功实现了千公里级的星地双向量子纠缠分发。他们用严格的科学实证,回答了爱因斯坦的“百年之问”。

——今年8月,潘建伟团队宣布,“墨子号”在国际上首次成功实现了从卫星到地面的量子密钥分发和从地面到卫星的量子隐形传态。

至此,“墨子号”三大既定科学目标均成功实现,为我国未来继续引领世界量子通信技术发展和空间尺度量子物理基本问题检验前沿研究,奠定了坚实基础,兼具实用化和科学意义。

“这标志着我国在量子通信领域的研究,在国际上达到全面领先的优势地位。”中科院院长白春礼介绍,为我国在国际上抢占了量子科技创新制高点,成为国际同行的标杆,实现了“领跑者”的转变。

国家力量,为放飞“量子梦”提供坚实根基

“墨子号”连续取得重大科研突破,潘建伟团队牵头研制的全球第一条远距离量子保密通信干线“京沪干线”很快也将全线开通。与卫星、地面站互联,不久后,人类历史上第一个“天地一体化”的洲际量子通信网络将见雏形。

“这是中国几代科学家经过长期积累、共同努力结出的创新成果。”潘建伟认为,经过几十年的持续积累,我国已到了“创新爆发”阶段。

他把量子研究的突飞猛进归功于中国“集中力量办大事”的优势。以“墨子号”卫星为例: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……卫星的每一个部件都凝聚了各个科研机构的心血。

“不同机构纷纷给我们提供所需的基础元件,让我们的创新想法有了很好的工程基础。我在欧洲、美国、加拿大的同行,都曾有过这样的科学设想,但没有这样的国家全力支持。”潘建伟说。

潘建伟未来的目标还有很多:构建“天地一体化”的广域量子通信网络体系,形成具有国际引领地位的战略性新兴产业和下一代国家信息安全生态系统,探索对广义相对论、量子引力等物理学基本原理的检验……

“随着中国科技的迅猛发展,我相信量子通信将在10年左右时间辐射千家万户。期盼在我有生之年,能亲眼目睹以量子计算为终端、以量子通信为安全保障的量子互联网的诞生。”潘建伟说,“我相信中国科学家们做得到。”

(原标题《“量子追梦人”潘建伟:科研雄心在祖国“一飞冲天”》。编辑向冬雪 )

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