2017年12月29日,新華社評選2017年國外十大新聞,“量子通訊等重大科技成果涌現(xiàn)”赫然在列。
2017年12月19日晚上,國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志對外發(fā)布2017年度改變世界的十大科學(xué)人物,中科院教授、中國科學(xué)技術(shù)學(xué)院院長、“墨子號”量子科學(xué)實驗衛(wèi)星首席科學(xué)家潘建偉上榜。《自然》雜志為每一名入圍者做了一篇新聞特寫,其中以“量子之父”為題報導(dǎo)了潘建偉。文章開篇便是:“在中國,人們稱他為‘量子之父’。對于這一尊稱,潘建偉當(dāng)之無愧。在他的率領(lǐng)下,中國成為遠距離量子通訊技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者。”
此前,“墨子號”的研究成果被日本知名科學(xué)媒體《科學(xué)新聞》評選為“2017年度十大科學(xué)風(fēng)波”,并進行了專題報導(dǎo)。12月初,在第四屆世界互聯(lián)網(wǎng)會議上,18項世界互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)先科技成果發(fā)布,潘建偉團隊的光量子計算機靶機入選。
作為創(chuàng)新型國家建設(shè)結(jié)出的碩果,“墨子號”被寫入黨的十九大報告。中國科大學(xué)教授白春禮說,潘建偉團隊研制的全球首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子號”取得的系列成果,博得了巨大的國際名聲,標志著我國在量子通訊領(lǐng)域的研究在國際上達到全面領(lǐng)先的優(yōu)勢地位。日本德克薩斯學(xué)院量子化學(xué)學(xué)家克利斯朵夫·門羅評價潘建偉:“擁有他是中國之幸。”
“朝聞道夕死可矣”,中學(xué)生眼中的“自然先生”
在坐落山東省濟南市的中國科學(xué)技術(shù)學(xué)院(以下簡稱“中科大”)實驗室里,中學(xué)生們私下稱潘建偉為“Mr.(自然先生)”。那位Mr.與量子熱學(xué)之間的故事還得從1987年說起。
1987年,17歲的潘建偉考入中科大,就讀于近代化學(xué)系,在那兒,他第一次接觸到量子熱學(xué)。剛踏入學(xué)科房門的潘建偉就被量子疊加態(tài)等深奧的概念給“困住了”,他如何也想不明白如何會有量子疊加態(tài)。仍然在思索,想要搞明白這個問題的潘建偉聽課也聽不進去了,結(jié)果造成那學(xué)期期中考試差點沒及格。
后來,“深陷”量子熱學(xué)的潘建偉還對中科大老院長朱清時先生說過這樣的話,“只要我把為何會有量子糾纏弄明白的話,我馬上就可以死。并且如今又不能馬上厘清楚,所以我又希望活得許久,我非常想見到對這個問題的解答。”
對潘建偉而言,最激動、最滿足的事就是能把一個問題弄明白。他曾講過一個有趣的故事,有段時間他仍然在思索量子理論和廣義相對論之間的關(guān)系。有一次,他居然做夢夢見自己拿著一把刀在砍宇宙,結(jié)果把宇宙砍成一個個小片,突然感覺自己發(fā)覺終極理論了,在夢里十分快樂,睡醒之后發(fā)覺只是一個夢,忽然又深感沮喪。
為了科學(xué)“死去活來”,對問題的思考甚至延續(xù)到夢里,潘建偉就是這樣用無窮的耐心去探求、理解量子世界的規(guī)律。
潘建偉除了是科學(xué)的探求者更是“布道者”。無論出席電視節(jié)目還是去講演,只要有機會他就對觀眾進行科普,用最簡單的比喻向你們詮釋最艱深的科學(xué)問題。在他看來,假如國民對科學(xué)沒有原始的沖動和興趣,那這個國家就不可能成為一個真正的創(chuàng)新型國家。
2016年,潘建偉作客衛(wèi)視節(jié)目《開講啦》時,給主持人撒貝寧帶去了一份非常的禮物——一本《愛因斯坦選集》。他給身邊好多朋友、學(xué)生都送了這本書,但是人家沒看他就會“生氣”。送書送資料雖然成了潘建偉的習(xí)慣。在節(jié)目錄制現(xiàn)場,兩個8歲的小女孩表示沒聽懂潘院長所講的知識,潘建偉旋即說:“待會兒一定給我留下大家的聯(lián)系方法,我回頭寄資料給大家。”并笑著說送的是“Baby版”,不會看不懂。
傳道授業(yè),樂此不疲,Mr.以實際行動燃起別人對科學(xué)的熱愛。
將科學(xué)追求根植于國家命運,有人稱他為“當(dāng)代錢學(xué)森”
1992年,專科結(jié)業(yè)的潘建偉留在中科大攻讀理論化學(xué)學(xué)碩士學(xué)位,研究量子基本理論。但是,當(dāng)時國外驗證量子理論構(gòu)想的實驗技術(shù)相比國際水平落后一大截。為了把握最前沿的科技,1996年,潘建偉去了量子熱學(xué)的誕生地德國,在因斯布魯克學(xué)院攻讀博士。
在導(dǎo)師塞林格的實驗室里,潘建偉很快進入狀態(tài)。第二年,以他為第二作者的論文“實驗量子隱型傳態(tài)”在《自然》雜志上發(fā)表,該成果被公覺得量子信息實驗領(lǐng)域的開山之作,被《科學(xué)》雜志評為年度全球十大科技進展,榮獲《自然》雜志“百年化學(xué)學(xué)21篇精典論文”。隨后,他和朋友又先后在國際上首次完成量子糾纏交換,三光子、四光子糾纏及其非定域性檢驗,量子糾纏純化等重要實驗。
把握這么尖端技術(shù)的潘建偉,卻在2001年決然毅然選擇歸國。但是歸國之路并非一帆風(fēng)順,因為當(dāng)時國外對量子信息科學(xué)了解不多,有人甚至指責(zé)其為“偽科學(xué)”。面對這種指責(zé),潘建偉毫不動搖,埋首鉆研。
當(dāng)他意識到以當(dāng)時國外薄弱的實驗條件和人才儲備,除了無法追趕美國先進水平,自己的研究也可能會落伍時,為了不和美國相悖,他在很長一段時間里國外美國兩頭跑,一邊在國外舉辦量子信息實驗研究,一邊到美國學(xué)習(xí)經(jīng)驗。他同時有針對性地選送中學(xué)生到量子信息科研先進的國家,學(xué)習(xí)理論、冷原子、光學(xué)、電子、探測器、軟件等各方面知識。此時,又有人說他“假歸國、真詐騙”,對于那些指責(zé),潘建偉鮮有私怨,他相信事實會說話。
苦心人,天不負。數(shù)載耕耘,有了充分的技術(shù)積累和人才儲備后,2008年,潘建偉和他在英國的團隊整體回歸中科大。2009年元旦前夕,在上海國家博物館視察完“復(fù)興之路”主題展后難抑興奮之情的潘建偉,給大洋彼岸的中學(xué)生們發(fā)了一則郵件:“國家須要大家回去。”在他的召喚下,當(dāng)初答應(yīng)回去的中學(xué)生,都回去了。
“無論是我還是中學(xué)生,不是為了出國而出國,而是要把最先進的技術(shù)學(xué)回去,希望有朝一日在國外作出一些領(lǐng)先的科研成果。”潘建偉說,“如果說當(dāng)初楊振寧和李政道先生證明,中國人在美國可以做挺好的‘科學(xué)’。這么我們?nèi)缃褡C明了,中國人在國外也可以做挺好的‘科學(xué)’。”
特色鮮明、優(yōu)勢互補的年青量子信息科研隊伍,在中國成形并激發(fā)出驚人的力量。近些年來,潘建偉和他的團隊以豐碩的科研成果多次榮獲國際“年度數(shù)學(xué)學(xué)重大進展”、數(shù)次入圍兩院教授評比的“年度中國十大科技進展新聞”。在潘建偉的率領(lǐng)下,中國量子科學(xué)從跟隨者弄成了趕超者。
在是否出國學(xué)習(xí)的問題上,潘建偉作出了和錢學(xué)森一樣的選擇,在是否歸國貢獻的問題上,他再度作出了和錢學(xué)森一樣的選擇。
恬淡名利追求內(nèi)心靜謐,“沉迷”于薺菜的“海德堡主廚”
“嗅每一片枯葉的氣味,對世界保持著孩童般的好奇。只是和科學(xué)糾纏當(dāng)代物理學(xué)家排名,保持與名利的距離。站在世界的最后排,和宇宙對話,以先輩的名義,做前無古人的事業(yè)。”這是“感動中國2016年度人物”給潘建偉的頒獎辭,也是對他恬淡靜謐、不慕名利的性格最形象的描畫。
熟悉潘建偉的人都曉得,他喜歡遛彎。在美國的時侯,海德堡知名的“哲學(xué)家小道”上經(jīng)常能見到他的身影,小道旁邊的古堡、流淌不息的內(nèi)卡河、夜幕降臨后的星空、秋季落在小道上的野生藍莓都讓他內(nèi)心靜謐。悠然的徜徉歲月使他能沉溺在自己的思索里,于他而言,每一次與大自然的親近都是一次探求的歷程。
“海德堡名廚”是潘建偉團隊朋友給他取的“雅號”。海德堡有好多野萵苣、野茴香,潘建偉總能把它們弄成美味珍饈,于是就有了“大廚”的盛譽。說起薺菜還有一件軼事,當(dāng)初身在維也納的潘建偉有個很重要課題,須要到海德堡做實驗當(dāng)代物理學(xué)家排名,當(dāng)時正值夏季,維也納多瑙湖畔有好多鮮美的野菜,潘建偉被那些薺菜“拖”住了,他于是準備等吃野果的季節(jié)過去以后再走,就這樣,晚了四五個月才到海德堡。結(jié)果那種實驗被其他科研小組先做下來了。但是潘建偉說:“我并不倍感懊悔。人不是機器,學(xué)會休息能夠更好出發(fā)。”在他看來,聞聞樹根、散遛彎、吃吃野果等,都是他前進中的一種須要,急功近利會給他禁錮,適時的身心休整就能讓他走得更遠。
潘建偉的恬淡靜謐還彰顯在他對待獎項和榮譽的心態(tài)上。2016年1月,潘建偉團隊的“多光子糾纏及干涉測度”項目獲得2015年度國家自然科學(xué)獎銀獎。這一中國科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的最高獎項讓潘建偉在國外聲譽大振。當(dāng)被問及怎樣決定參與評比時,潘建偉給出了令人意想不到的回答:“其實科學(xué)成就并不須要獎項來肯定,但是申請評比的過程會浪費大量的科研時間,所以第一年我們并沒有去申請這個獎,第二年有人來勸我申報,我又以時間來不及為理由拖著沒報,直至后來一位老領(lǐng)導(dǎo)勸我去申報這個獎,他說我們國民對科學(xué)的注重程度遠遠不夠,作為一個科學(xué)家,我有責(zé)任做一些事情導(dǎo)致社會和公眾對科學(xué)的興趣和注重。他這番話勸說了我。”
從勤于科研、不慕名利到積極參與評比,心態(tài)180度轉(zhuǎn)變的背后是一位科學(xué)家對國家和社會的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)。
而今,成名后的潘建偉時常被問到這樣一個問題:“你離諾貝爾獎還有多遠?”潘建偉對此回答:“我不認為我往年所做的,才能讓我擁有它。但對于科研工作者來說,才能從事這樣一件探求自然界規(guī)律、奧秘的工作,早已是我最快樂的事,至于能夠獲獎,那要看辛運與否,倘若能得到,那也只是命運的愈發(fā)獎賞。”成名的潘建偉仍然是那種科學(xué)世界里固守探求初心的赤子。(記者劉一霖)
潘建偉,1970年3月生,山西東陽人。1992年結(jié)業(yè)于中國科學(xué)技術(shù)學(xué)院近代化學(xué)系,1995年獲該校理論數(shù)學(xué)碩士學(xué)位,1999年獲法國維也納學(xué)院實驗化學(xué)博士學(xué)位。中國科學(xué)技術(shù)學(xué)院院長、中國科大學(xué)教授、奧地利科大學(xué)外籍教授、中科院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院主任。主要從事量子光學(xué)、量子信息和量子熱學(xué)基礎(chǔ)問題檢驗等方面的研究。作為國際上量子信息實驗研究領(lǐng)域的先驅(qū)和開拓者之一,他是該領(lǐng)域有重要國際影響力的科學(xué)家。借助量子光學(xué)手段,他在量子調(diào)控領(lǐng)域取得了一系列有重要意義的研究成果,尤其是他關(guān)于量子通訊和多光子糾纏操縱的系統(tǒng)性創(chuàng)新工作促使量子信息實驗研究成為近些年來數(shù)學(xué)學(xué)發(fā)展最迅速的方向之一。
因為潘建偉在量子通訊、量子估算以及多光子糾纏操縱等量子信息實驗領(lǐng)域中作出的杰出貢獻,被授予俄羅斯科大學(xué)Erich獎、德國洪堡基金會Sofja獎、歐盟瑪麗·居里杰出研究獎、歐洲數(shù)學(xué)學(xué)會菲涅爾獎、美國化學(xué)學(xué)會、國際量子通訊、測量與估算學(xué)會國際量子通訊獎、國家自然科學(xué)銀獎、未來科學(xué)大獎物質(zhì)科學(xué)獎、香港求是科技基金會“杰出科學(xué)家獎”、何梁何利基金“科學(xué)與技術(shù)成就獎”以及中國科大學(xué)“杰出科技成就獎”等國外外榮譽獎項或稱號。
2017年科研成果
■圓滿完成了“墨子號”量子科學(xué)實驗衛(wèi)星預(yù)先設(shè)定的全部科學(xué)實驗任務(wù)。“墨子號”在國際上率先實現(xiàn)了千公里級星地單向量子糾纏分發(fā);實現(xiàn)了星地高速量子秘鑰分發(fā),秘鑰分發(fā)速度比地面同距離光纖量子通訊水平提升了20個數(shù)目級以上;實現(xiàn)了從地面到衛(wèi)星距離達1400公里的量子隱型傳態(tài);國際首列千公里級量子保密通訊干線——“京滬干線”正式開通,結(jié)合“京滬干線”與“墨子號”量子科學(xué)實驗衛(wèi)星的天地鏈路,中國與俄羅斯首次成功實現(xiàn)洲際量子保密通訊。
■在量子估算領(lǐng)域,該團隊實現(xiàn)了多光子可編程量子估算截擊機,首次演示了趕超初期精典計算機的量子估算能力;首次實現(xiàn)了十個超導(dǎo)量子比特糾纏的量子估算芯片,為目前國際上通過嚴格測試和同行評審的最大數(shù)量的超導(dǎo)量子比特糾纏。在第四屆世界互聯(lián)網(wǎng)會議上,“世界首臺趕超早期精典計算機的光量子計算機”入選年度世界互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)先科技成果。