量子世界引领者逐梦“墨子号”

□冷无霜

量子世界引领者逐梦“墨子号”

□冷无霜

潘建伟

逐梦者

在全球的量子通信技术竞赛中，中国起步远远落后于欧美等发达国家。但是在中国科学院院士、中国科技大学教授潘建伟的带领下，中国成功地实现了“弯道超越”，并成为世界上首个将量子科学实验卫星送入太空的国家。

17岁那年，潘建伟考上了中国科技大学，在选择学习数学还是物理专业时，他的中学老师韦国清告诉他说，数学完全靠自由思想的创造，在很大程度上像是智力游戏，而你感受鲜活、对事物敏感、善于发现规律，更适合学习物理，潘建伟听从了老师的建议。开学第一天，他读到了《爱因斯坦文集》的自序。“那是一种天籁之音，量子力学所预言的种种奇特现象，以及量子力学诞生一百年来对人类物质文明进步所带来的巨大变革，使我一下子迷上了量子物理。”一篇文章改变了潘建伟，探究量子世界的各种奇妙现象成了他终生要奋斗的目标。

潘建伟对量子力学着了迷。大学毕业选择导师和去哪个国家留学时，潘建伟迟迟没有做出决定，眼看其他同学都顺利出国，家人有些着急。潘建伟对家人说，不能为了出国而出国，我要选准方向，选对导师，学最先进的技术将来回国效力。

一开始，潘建伟选的是一位诺奖得主，但是年纪比较大。如果跟着他读博士，将来就业肯定没有问题。但比来比去，潘建伟选择了师从这位诺奖得主的弟子塞林格教授。

潘建伟来到奥地利维也纳大学。初次见面，塞林格教授问他：“你将来有什么打算？”潘建伟回答：“我想在中国建一个世界一流的量子物理实验室。”

潘建伟一头扎进了量子力学的研究，为了在导师面前露一手，他根据自己在国内的研究经验，用了一个多月时间酝酿了一个对量子态进行隐形传输的实验方案。他反复修改，觉得很完美了，便在实验小组里报告他设想的方案。然而，当报告结束时，所有人都捂着嘴偷笑。塞林格忍住笑问他：“潘，你不知道我们的另一个小组正在做这个量子态隐形传输的实验方案吗？”潘建伟一听，马上要求加入另一个实验小组，考虑再三，塞林格接受了他的请求。

在导师的指导下，潘建伟开始在这一领域奔跑。仅仅一年时间，他就和同事合作在《自然》杂志上发表论文，宣布在实验中实现了量子态隐形传输，这被公认为是量子信息实验领域的开山之作，《科学》杂志将其列为年度全球十大科技进展。

潘建伟取得博士学位后，要回国效力。塞林格教授反复做他工作，要他留在自己身边：“潘，你回国连个实验室都没有，也没有学术氛围，在这里你很快就会成为世界顶级的科学家。”潘建伟拒绝了教授的好意：“您还记得我们第一次见面时我说的话吗？这该是我兑现诺言的时候了。”看到潘建伟如此坚决，塞林格不解地摇着头说：“年轻人，你太任性了，你会后悔的。”

追随者

潘建伟回到国内，却发现自己过于理想化了。他发现量子信息研究在国内还是一片空白，不仅不被承认，甚至还被认为是伪科学。他向几个著名的高校和国家相关科研院所申请科研经费，建立量子力学实验室，却没有收到一丝回音。苦恼的潘建伟申请了几个国外大学的教职，边教学边等待机会。

就在这时，他那篇有关量子态隐形传输的论文被《自然》杂志选为“百年物理学21篇经典论文”，一同入选的，还有“爱因斯坦建立相对论”等重大成果。消息传到国内，潘建伟提交的科研项目申请终于有了眉目。“以前，我们在科研领域常常是追随者和模仿者，国家重大科研项目的选定和设立，都要先看看国际上有没有做过。现在，我要力争改变这种状况。量子信息是一个全新的学科，我们必须学会和习惯做领跑者和引领者。”

2001年，潘建伟开始在母校中科大组建量子力学实验室，中科院和中科大及时给了他“输血式”的支持，两家给他提供了690万元的研究经费。

有了资金，潘建伟度过了第一道难关。然后第二道技术难关接踵而至，“国内的研究水平和人才储备都很薄弱，必须与国际上先进实验小组保持密切联系。”于是，潘建伟回到塞格林教授身边，从事多光子纠缠方面的合作研究。这段时间，潘建伟把一天当作两天用，一边在国外学习经验，一边指导国内研究生建立实验室。有付出就有回报，不到一年，潘建伟带领的年轻科研团队，在权威杂志《物理评论快报》上发表了七篇论文。2004年，潘建伟在国际上首次实现了五光子纠缠和终端开放的量子态隐形传输，这个成果刊登在《自然》杂志上后，入选了欧洲物理学会和美国物理学会评选出的年度国际物理学重大进展，这对中国科学家来说还是第一次。

潘建伟感到了人才的紧缺，他向中科大的领导建议，招收相关专业的研究生和博士后，然后送到德国、美国、奥地利等量子信息研究的优秀国际小组学习，逐渐完成了量子科技的人才和技术团队建设。

2008年10月，潘建伟和他在德国的团队整体回国。“搬家的清单足足列了120页，大到激光器，小到12毫米的镜片，全部搬回来了。”

量子世界在他面前展现了一幅风光无限的绚烂画面，潘建伟感觉浑身有着使不完的力气。

领跑者

中科大的量子物理实验室常常灯火通明，潘建伟和他的团队每天工作15个小时以上，通宵工作更是家常便饭，一项项科研成果不断涌现。

2008年年底，潘建伟在合肥建立世界上首个光子电话网，实现“一次一密”加密方式的实时网络通话，真正做到了“电话互联互通、语音实时加密、安全牢不可破”的量子保密电话网络系统。在接下来的三年里，他又分别建成了国际上规模最大的量子通信网络“合肥城域量子通信试验示范网络”和“济南量子通信试验网”，标志着大容量的城域量子通信网络技术完全成熟了。2012年年底，潘建伟团队的量子通信装备在北京投入常态运行，为十八大等国家重要政治活动提供了信息安全保障。

2016年8月16日1时40分，中国在酒泉发射中心用长征二号运载火箭成功发射了世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”。在现场观摩的潘建伟和团队成员紧紧相拥，流下了激动的泪水。“这意味着我国在量子物理这个可以打开人类未来新世界大门的尖端学科中站到了最前沿，量子卫星将让中国在防御黑客方面走在世界前列。”

国家给了潘建伟一系列的荣誉：中国科学院院士、何梁何利基金科学与技术成就奖、国家自然科学奖一等奖。潘建伟成了中国物理学的领军人物，有人说他是中国离诺贝尔物理学奖最近的人。

潘建伟有时也忧心忡忡，有一次他应邀去一所著名的中学做科普演讲，为了让学生能听懂，他尝试用最生动浅显的方法讲量子叠加态、量子收缠，结果他发现下面的学生不是在交头接耳，就是在用手机自拍、玩游戏。

他想到了有一年，他在阿尔卑斯山大峡谷游玩，一个八十多岁的老太太坐在轮椅上，看到潘建伟问他是干什么的。潘建伟回答是做量子物理的。老太太又问，你做量子物理的哪一方面。他回答说是量子信息、量子态隐形传输。老太太说，我读过你在《自然》杂志发表的那篇文章。潘建伟看到老太太专业地和自己讨论，惊掉了下巴。他没有想到这样岁数的一个老太太，竟然会去读艰涩难懂的科学期刊。

许多人问潘建伟，中国人为什么拿不了诺贝尔物理学奖？“这或许就是答案，我们所缺的，不是少学了多少个物理学定理，而是在日复一日的应试教育课堂上，失去了对物理学最初的好奇。”

图片由本文作者提供编辑吴忞忞mwumin@qq.com