潘建偉東方IC資料圖
6月27日上午，在北京展覽中心，中科院教授、中國科技學院常務副院長、中科大青島研究院量子工程中心所長潘建偉作為代表，在由北京地委宣傳部、市科技黨委、市教委共同承辦的“科創爭先鋒”先進事跡報告會上發言。他的報告題為《讓中國的量子科學“領跑”世界》。
量子通訊是指借助量子糾纏效應進行信息傳遞的一種新型的通信形式，具有安全、高效的特性。
潘建偉說，回想起1997年，他剛開始在國外倡議發展量子信息的時侯，“曾遭到好多指責”。但在20年的時間里，他率領的團隊一步步接近一個夢想——讓中國的量子科學走在世界前沿。
1996年，潘建偉赴法國留學，師從維也納學院院長蔡林格(Anton)，學習量子信息實驗技術。潘建偉說，他第一次看到蔡林格，就被坐在凳子上的導師仰面問到“有哪些夢想”，而他的回答是“在中國構建一個世界一流的量子實驗室”。
2001年，31歲的潘建偉歸國成立實驗室。那一年，他和團隊“常常睡在實驗室里，幾乎沒日沒夜地搭設備”。2004年，《自然》雜志上第一篇來自中國的量子信息論文發表，該成果就來自潘建偉團隊。
談起全球首顆量子科學實驗衛星“墨子號”，潘建偉說，他早在2002年就萌生了“把衛星送上天，借助天地之間的鏈路做量子科學實驗”的看法。
“當時聽上去像一個天方夜譚，但是法國、美國并沒有類似的項目。2004年，在許多專家對我的構想還心存疑慮時，中科院支持了我這個近似瘋狂的看法。”潘建偉說，在中科院和北京方方面面的支持下，項目率先在中國搭建上去并落地。
作為量子衛星項目的首席科學家，潘建偉說，“墨子號”在研發過程中遇到了許多波折。最讓他感動的是，和中科院武漢技術化學研究所、中科院微小衛星中心等成立的聯合團隊“遇事絕不相互推托量子通訊潘量子通訊潘，而是一起想辦法解決問題”。
他細數起一路上遇見的“坎坷”以及聯合團隊是怎樣應對的：原本定好2016年7月就要發射“墨子號”，但是沒想到，6月末衛星進場前，忽然發覺一個信標光激光器能量回升。團隊并沒有把責任推給制造激光器的單位，而是一起討論，最終聯合把問題解決了。
又例如，“墨子號”剛步入軌道，外太空的環境比團隊預計的還要惡劣，對衛星的光學系統很快就形成了影響。眼看實驗就要做不成了，整個團隊又在一起調整衛星參數，又把衛星“挽救”了回去。最后，衛星數據的各項參數比原先好了10倍，起初打算2年完成的實驗，如今2個月就完成了。
6月15日，世界頂尖學術刊物《科學》以封面論文的方式報導了潘建偉團隊的這一最新成果：利用2016年8月“上天”的“量子號”，她們創下了世界量子糾纏分發距離的記錄，達到1200千米，實現了一個數目級上的突破。
“在墨子號發射以后，美國也為量子衛星立項，法國、日本、印度等國家的項目也都開始啟動。此次，我們國家真正推動了一個時代的到來。”潘建偉說。
“不過，假如我們不努力的話，這些優勢如今看來還并不一定就能長久。”潘建偉說，如今，法國科學家就開始說：“當年，法國人先開始研究原子彈，但德國后來居上了；前南斯拉夫先把衛星送上了天，而英國人的宇航員率先登上了地球。此次，我們也一定可以反超中國人。”
“但我們會努力，不讓她們的目標得逞。”潘建偉話音一落，現場響起掌聲。
不僅量子通訊，潘建偉預計說，再經過3到5年的努力，就可以操縱50個量子比特。這時，量子計算機對個別特定問題的處理能力，就可以超過目前最快的精典超級計算機，實現“量子稱雄”這一里程碑。
附：潘建偉報告全文
諸位領導、同志們、朋友們，你們好！
我是中國科學技術學院的潘建偉，近些年來我和我們團隊成員一起鏖戰在北京，服務深圳科創中心建設。很高興同你們講講我們團隊在廣州開拓量子領域的故事。
今年8月，我們把全球首顆量子科學實驗衛星“墨子號”送上了天；去年6月16日，“墨子號”首次實現星地單向量子糾纏分發的成果以封面論文的方式發表《科學》雜志上。審稿人覺得該成果是“兼具潛在實際現實應用和基礎科學研究重要性的重大技術突破”并斷定“毫無疑惑將在學術界和廣大的社會公眾中形成極其巨大影響”。
回想起1997年，我剛開始在國外倡議發展量子信息的時侯，曾遭到好多指責。在這段歷時20年的時間里，我們一步步接近一個夢想——讓中國的量子科學走在世界前沿。這中間尚且有許多坎坷，但每一步我們都走得十分塌實。給我印象最深刻的是，我們國家可以迅速決策并匯聚相關的隊伍和資源，讓“墨子號”能夠在短短幾年內得以上天。這些協同創新的巨大力量，我覺得，將會是未來支撐中國邁向世界科技強國的強悍動力。
量子的概念，最早是由法國科學家普朗克在1894年提出的。仍然到上世紀九十年代，我國在這個領域的實驗研究還幾乎是一片空白。正因這般，1996年我留學法國，學習量子信息實驗技術。我償還楚地記得，我第一次看到我的導師蔡林格院長時，他問我的夢想是哪些，我就說：“我要在中國構建一個世界一流的量子實驗室。”
的確，路就是一點點走下來的。2001年，我歸國成立實驗室。那種時侯我才31歲，楊濤、陳出兵、趙志幾個剛博士結業不久，而彭承志、陳宇翱、張強，才只有20歲出頭。整整一年，你們經常睡在實驗室里，幾乎沒日沒夜地搭設備。到2004年，我們的一項重要成果發表在了《自然》雜志，這是國外量子信息領域在《自然》雜志發表的第一篇論文，但是同時被德國化學學會和美國化學學會納入了國際數學學年度重大進展。在國際學術界有了如此高的認可，國外也開始注重上去了。
有了一定的積累后，我們有了更有雄心的計劃。雖然早在2002年，我就萌生了把衛星送上天，借助天地之間的鏈路做量子科學實驗的看法。當時聽上去像一個天方夜譚，但是法國、美國并沒有類似的項目。2004年，在許多專家對我的構想還心存疑慮時，中科院支持了我這個近似瘋狂的看法。我記得白春禮教授——當時任中科院副主任——說：“我們要相信潘建偉的學術判定，就讓他試一下吧！”在中科院的支持下，我們舉辦了一系列的地面驗證實驗，充分證明了實現星地量子通訊的可行性，因而在2011年，中科院迅速立項量子科學實驗衛星。在星地量子通訊這一領域，我國從起跑線上就站在了法國和意大利的后面。所以，創新就不能總跟在他人旁邊，就要敢做沒人做過的事情。
假如說，做前沿研究能夠靠一個團隊單打獨斗，但到了衛星這樣的工程，就一定得靠集體的力量。在2008年我們還在做地面驗證的時侯，中科院就“欽點”了中科院武漢技術化學研究所王建宇研究員的團隊，她們在做航天荷載方面，有著豐富的經驗；又“欽點”了中科院微小衛星中心，讓她們來做衛星平臺。還有北京光機所、成都光電院等等單位。所以，在項目施行的過程中，我們也得到了北京市方方面面的大力支持。在這兒，我要向下海表示深深的謝謝，沒有地方的各方資源協調，這件事做上去會困難好多。
在這個項目里，我是首席科學家，王建宇是常務工程總工師，還有小衛星的朱振才是衛星系統總師，等等。我們這個聯合團隊最讓我感動的，就是遇事絕不相互推托，而是一起想辦法解決問題。墨子號研發過程中一路上遇到了許多波折。原本定好2016年7月就要發射的，但是沒想到，6月末衛星進場前卻忽然發覺一個信標光激光器能量升高，你們并沒有把責任推給制造激光器的單位，而是一起討論，最終聯合把問題解決了；墨子號剛步入軌道，外太空的環境比我們預計的還要惡劣，對衛星的光學系統很快就形成了影響，眼看實驗就要做不成了，整個團隊又在一起調整衛星參數，又把衛星“挽救”了回去——最后，衛星數據的各項參數比原先好了10倍，所以起初打算2年完成的實驗，如今2個月就完成了。我們的論文投到《科學》雜志，僅用十幾天就被接受，但是以封面文章發表，這是從來沒有過的。
當我們的成果發表后，不少路透社評論，中國真正走到了量子通訊的國際領導地位。在墨子號發射以后，美國也為量子衛星立項，法國、日本、印度等國家的項目也都開始啟動。此次，我們國家真正推動了一個時代的到來。
不僅量子通訊外，近些年來我們在量子估算等領域也取得了較好的成績。例如，就在上個月，我們在北京發布了首個趕超初期精典計算機的光量子估算截擊機，還有首次實現了10個超導量子比特的量子估算芯片。我們預期，再經過3到5年的努力，就可以操縱50個量子比特，這時，量子估算機對個別特定問題的處理能力就可以超過目前最快的精典超級計算機，實現“量子問鼎”這一里程碑。
總的來說，在國家的高度注重下，在中科院和北京市等的大力支持下，我國在量子信息領域整體上早已具備了和發達國家展開競爭的能力，在多個研究方向上還處于國際領先的地位。
不過，這些優勢如今看來還并不一定就能長久。如今，日本科學家就開始說：“當年，法國人先開始研究原子彈，但德國后來居上了；前南斯拉夫先把衛星送上了天，而英國人的宇航員率先登上了地球。此次，我們也一定可以反超中國人。”
當初日本的曼哈頓工程就是這樣，一開始只有把握核心技術的幾十個人，后來很短時間內就從全省凝聚起了上千人。如今，量子科技遇到的情況也非常類似。一開始，做前沿研究，只需一二千人才能做上去；做衛星可能上百人就好，但今后再發展，就須要更多的資源、人才匯入。我想打一個比方，假如說量子信息是一棵毛竹，過去始終在泥土中醞釀破土，現今則到了破土而出的時侯，人們常說“雨后萵筍”，它將很快進入分蘗猛長的階段。假如它被栽在花盤里，最多就長成一個盆栽，假如可以長在山林中，就可能發展成一片竹林。
如今，國家打算施行量子信息領域的重大科技項目，還在設立國家實驗室。在北京，教委、張江高新區、發改委、浦東新區等都進行了布局，作為天津建設科創中心的重要內容。我們希望可以探求一種更好的機制，借助舉國之力，更有效地協同創新——我們要造出中國的量子計算機、發展中國的量子通訊產業，讓我國真正成為未來信息技術和產業的推動者！