近日,國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)布了2017年度十大人物,中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授、“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星首席科學(xué)家潘建偉上榜。
在很多人眼里,潘建偉是傳奇:29歲,他參與的有關(guān)量子隱形傳態(tài)的研究成果,同倫琴發(fā)現(xiàn)X射線、愛因斯坦建立相對(duì)論等世界重大研究成果一起,被《自然》評(píng)為“百年物理學(xué)21篇經(jīng)典論文”;31歲,任中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授;41歲,成為中國(guó)當(dāng)時(shí)最年輕院士;45歲,獲國(guó)家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)……
潘建偉,絕對(duì)是中國(guó)科技界誕生的又一顆“巨星”!

《自然》以《量子之父》為題報(bào)道了潘建偉,開頭這樣寫道:“在中國(guó),有人稱他為‘量子之父’。對(duì)于這一稱呼,潘建偉當(dāng)之無愧。在他的帶領(lǐng)下,中國(guó)成為遠(yuǎn)距離量子通信技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者?!?/span>
提到量子力學(xué),不少人都會(huì)想:這是個(gè)艱深難懂的物理學(xué)概念吧?
可當(dāng)你知道,今天全世界,上到80歲的歐洲老太太,下到美國(guó)對(duì)嬰兒的早教,都在普及量子力學(xué),你是不是也饒有興趣?
在劉慈欣的小說《三體》里,三體人就是使用量子糾纏技術(shù)通過智子對(duì)人類言行實(shí)時(shí)監(jiān)控的!而且,在太空中飛行的人類艦隊(duì)也是通過這一技術(shù)與地球保持聯(lián)系。
還記得這樣的場(chǎng)景嗎?電影中,主人公走入一扇“任意門”,瞬間就穿越來到另一個(gè)空間……
我們平時(shí)所說的“穿越時(shí)空”,其實(shí)屬于量子力學(xué)的范疇,在量子世界里,這或許不是幻想。潘建偉是世界量子力學(xué)研究領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物,說不定哪一天,他將成為穿越時(shí)空的那個(gè)人!
當(dāng)然,更切實(shí)際的是:他是中國(guó)離諾貝爾獎(jiǎng)最近的那個(gè)人。他使中國(guó)在量子領(lǐng)域從落后到完美實(shí)現(xiàn)對(duì)美國(guó)彎道超車,是當(dāng)之無愧的“量子之父”!

1970年,他出生在浙江東陽農(nóng)村。初中時(shí),家里搬到了縣城,從農(nóng)村來的他和別人差了一大截,不僅語文基礎(chǔ)差,第一次寫的英語作文才得了40分!
可他卻有一種不服輸?shù)木?,為了學(xué)好英語,他時(shí)不時(shí)纏著同學(xué)練口語,還經(jīng)常向老師請(qǐng)教。很快,他進(jìn)步神速,憑著這種不放棄、不服輸?shù)木瘢?987年,他順利考上了中國(guó)科技大學(xué)。
那時(shí)的班上,可謂藏龍臥虎,光是全國(guó)的狀元就有七個(gè)。同學(xué)們的水平都很高,而他卻不想再去拼分?jǐn)?shù),還和兒時(shí)一樣,去鉆研學(xué)習(xí)自己真正感興趣的東西。
那時(shí),他是愛因斯坦的崇拜者,他說:“愛因斯坦的散文是最深刻最美的,讓我堅(jiān)定了研究物理的決心,讓我感覺從簡(jiǎn)單的事實(shí)后面,可以找到一個(gè)規(guī)律,現(xiàn)在、將來不會(huì)變?!?/span>
后來他對(duì)量子疊加態(tài)的問題,產(chǎn)生了濃厚的興趣,可當(dāng)時(shí)的他怎么也想不明白,為什么會(huì)有量子疊加態(tài)呢?

在他看來,一個(gè)人要么在上海,要么在北京,怎么可能同時(shí)既在上海又在北京呢?
量子世界的奇怪與陌生,讓他陷入了苦思。想不明白就一直想,上課也想,吃飯也想,于是在期中考試的時(shí)候,他差點(diǎn)掛科。
量子世界越古怪,他越想搞明白,于是他決定和量子“糾纏”下去,這一“糾纏”,就是20多年。
在中國(guó)獲得理論物理碩士后,他決定出國(guó)讀博,可眼看其他同學(xué)都順利出國(guó)了,他卻連方向和導(dǎo)師都沒選好,很多人不斷催促他,他卻說,我是要選準(zhǔn)方向,選對(duì)導(dǎo)師,不是為了出國(guó)而出國(guó),而是要把最先進(jìn)的技術(shù)學(xué)回來。
當(dāng)時(shí)他確保能選的導(dǎo)師是一位諾獎(jiǎng)得主,如果跟著他,以后的發(fā)展肯定不是問題。親朋好友都高興極了,想著他以后會(huì)有大出息,不曾想,他再三斟酌后,竟放棄了這位諾獎(jiǎng)得主,轉(zhuǎn)而選擇了他的弟子,名不見經(jīng)傳的塞林格教授。
那時(shí)的塞林格還只是位普通的教授,可在他眼里,他卻是量子力學(xué)方面最好的導(dǎo)師。果不其然,如今的塞林格教授已是世界量子力學(xué)的頂級(jí)大師,并擔(dān)任奧地利科學(xué)院的院長(zhǎng)。
回國(guó)去!做量子領(lǐng)域的引領(lǐng)者!
帶著對(duì)知識(shí)的渴求,他來到奧地利維也納大學(xué)。當(dāng)他第一次見到塞林格教授時(shí),這位導(dǎo)師問他:“你的夢(mèng)想是什么?”
他脫口就說:“我要在中國(guó)建一個(gè)世界一流的量子物理實(shí)驗(yàn)室?!蹦贻p人的豪言壯語,在外人看來不切實(shí)際。但他此后的每一步,都是在朝著這個(gè)方向努力的邁進(jìn)。
來到歐洲后,他就像餓牛進(jìn)入干草地一般,整日泡在實(shí)驗(yàn)室里,一個(gè)理論物理專業(yè)的碩士,要想進(jìn)入實(shí)驗(yàn)量子物理的前沿,其困難可想而知,而他卻絲毫不怕。
1997年,在塞林格的指導(dǎo)下,他在世界權(quán)威雜志《自然》上發(fā)表論文,宣布實(shí)現(xiàn)了量子態(tài)的隱形傳輸,這一實(shí)驗(yàn)被學(xué)術(shù)界公認(rèn)為,量子信息實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域的開山之作,世界頂級(jí)《科學(xué)》雜志也將這一成就列為:年度全球十大科技進(jìn)展,這一年,他才27歲。
畢業(yè)后,國(guó)外實(shí)驗(yàn)室紛紛為他拋來橄欖枝,可他卻做了一個(gè)令所有人震驚的決定:回祖國(guó)!
他說:從出國(guó)的那天起,我就沒想過會(huì)在國(guó)外呆下去。他一直都在思考,中國(guó)該如何抓住這次機(jī)會(huì),在信息技術(shù)領(lǐng)域趕超發(fā)達(dá)國(guó)家。
那時(shí)歐洲發(fā)達(dá)的量子信息研究,在國(guó)內(nèi)竟是一片空白,不僅不被承認(rèn),還被認(rèn)為是偽科學(xué)。一心想做研究的他處處碰壁,連基礎(chǔ)的科研經(jīng)費(fèi)都申請(qǐng)不到。
無奈之下,他應(yīng)聘了幾個(gè)國(guó)外大學(xué)的教職,打算安安心心講學(xué)做實(shí)驗(yàn)。沒想到就在這時(shí),他曾發(fā)表的“量子態(tài)隱形傳輸”論文,被《自然》雜志選為:“百年物理學(xué)21篇經(jīng)典論文”,與它一同入選的,還有“愛因斯坦建立相對(duì)論”等重大成果。
消息傳到國(guó)內(nèi),立刻引起了轟動(dòng),他提交的科研項(xiàng)目申請(qǐng),也迅速獲得了批準(zhǔn)。
2001年,他在中科大組建了,量子物理和量子信息實(shí)驗(yàn)室。那時(shí),他感嘆的說道:“過去,我們?cè)诳蒲蓄I(lǐng)域,常常扮演追隨者和模仿者的角色,研究方向的選定、科研項(xiàng)目的設(shè)立,都要先看看國(guó)際上有沒有人做過。量子信息是一個(gè)全新的學(xué)科,我們必須學(xué)會(huì)和習(xí)慣做領(lǐng)跑者和引領(lǐng)者?!?/span>
把學(xué)生送出去深造,他們?nèi)紝W(xué)成歸國(guó)!說起來容易,做起來卻很難,他曾在國(guó)內(nèi)做過科普演講,演講中,他用最生動(dòng)淺顯的方法,講量子疊加態(tài)、量子糾纏,可下面的學(xué)生卻說:老師,我很認(rèn)真聽了,但是聽不懂。然后,學(xué)生就不聽了,轉(zhuǎn)而去玩游戲、刷朋友圈去了。
他心里著急,我們國(guó)家,之所以沒有諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),原因也許就在其中吧,對(duì)科學(xué)沒有真正的興趣,怎么能培養(yǎng)出諾貝爾獎(jiǎng)大師呢?
他不由得想起了曾在歐洲的經(jīng)歷,在歐洲留學(xué)的時(shí)候,他曾到阿爾卑斯山山區(qū)大峽谷,那里很少有外國(guó)人會(huì)去游歷。
有一次,他見到一個(gè)80多歲,滿頭白發(fā)坐在輪椅上的老太太,她見到中國(guó)人后非常高興,就問他:你是干什么的?他說:我是做量子物理的,然后她進(jìn)一步問:你做量子物理的哪一方面?他說:我就是做那個(gè)叫做量子信息,量子態(tài)隱形傳輸,用英文就叫做,像時(shí)空穿越里面的這么一個(gè)東西。
沒想到,老太太竟說:我讀過你在《自然》雜志發(fā)表的那篇文章。當(dāng)時(shí)他非常感動(dòng),一個(gè)80歲的老太太還對(duì)科學(xué)保持著,這樣一種原始興趣的初心!
在歐洲,對(duì)于科學(xué),一個(gè)鄉(xiāng)村老太太都會(huì)感興趣,那時(shí)的他就發(fā)現(xiàn):人類對(duì)于科學(xué),是有一種天生好奇心的。那他覺得:如果現(xiàn)在中國(guó)人,對(duì)科學(xué)都沒有這種原始沖動(dòng)了,沒有興趣了,那我們?cè)趺纯赡?,變成一個(gè)真正有創(chuàng)新的國(guó)家呢?
于是回國(guó)后他就想方設(shè)法,去激發(fā)學(xué)生們的求知欲和好奇心。他會(huì)將學(xué)生們送到世界上最好的實(shí)驗(yàn)室去深造。而他的弟子們學(xué)成之后,沒有一個(gè)人留在國(guó)外,都毫不猶豫地回到他的身邊。
2009年,潘建偉在人民大會(huì)堂看《復(fù)興之路》的展覽,他心潮澎湃地給自己的學(xué)生發(fā)了一條短信:宇翱,我正在人民大會(huì)堂看《復(fù)興之路》,感觸良多!甚望你能努力學(xué)習(xí)提升自己。早日學(xué)成歸國(guó)為民族復(fù)興、科技強(qiáng)國(guó)盡力!
這條短信,陳宇翱一直保存到了今天,他說,我能感受到老師當(dāng)時(shí)心情的激動(dòng),他是多么迫切為祖國(guó)科技建設(shè)做出貢獻(xiàn)!
而這些年輕量子物理學(xué)家們更知道:潘建偉組建的團(tuán)隊(duì),就是他們成長(zhǎng)和工作最好的地方。老師所傳達(dá)的信念:“在中國(guó)做出世界一流科研成果”,也是他們的初心。
正是他的這份執(zhí)著和努力,他的團(tuán)隊(duì)掌握了:國(guó)際上最好的冷原子技術(shù),最好的精密測(cè)量技術(shù),最好的多光子糾纏操縱技術(shù)。
如今,他的團(tuán)隊(duì)被稱作“夢(mèng)之隊(duì)”,有著中國(guó)最頂尖的物理學(xué)家團(tuán)隊(duì),2005年和2013年,他和團(tuán)隊(duì)成員陳宇翱,先后獲得歐洲物理學(xué)會(huì)“菲涅爾獎(jiǎng)”。
2012年,潘建偉榮獲國(guó)際量子通信獎(jiǎng),成為此獎(jiǎng)項(xiàng)的首位華人物理學(xué)家。
2016年,潘建偉團(tuán)隊(duì)榮獲年度 “國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)”。
此獎(jiǎng)被認(rèn)為是中國(guó)自然科學(xué)領(lǐng)域最高獎(jiǎng),那時(shí),他才45歲,從而他成為中國(guó)最年輕院士之后拿到國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)最年輕的科學(xué)家!
之后,他的科研創(chuàng)新不斷,2016年,他和團(tuán)隊(duì)自主研制的,世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”,在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功,這意味著中國(guó)量子保密通信技術(shù),成功了一半。

量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”發(fā)射成功
量子通信是目前理論上被證明無條件安全的通信手段。
潘建偉說:量子其實(shí)就是一個(gè)小小的顆粒,比如15瓦的小燈泡,每秒鐘都會(huì)發(fā)射出萬萬億顆小顆粒,我們把這個(gè)小顆粒稱之為量子。
平時(shí)我們上網(wǎng),都是通過光通訊把信息在網(wǎng)絡(luò)里傳來傳去。但是在傳輸?shù)倪^程中,如果旁邊有一個(gè)竊聽者,就可以拿走一點(diǎn)能量,他就會(huì)知道我們?cè)谡f什么。
而量子顆粒因?yàn)榉浅P?,是在用最小的顆粒傳輸信息。潘建偉說:量子衛(wèi)星的一個(gè)主要任務(wù),就是量子保密通訊。這可以在很大程度上改善我們的信息安全。
在信息安全的傳統(tǒng)領(lǐng)域,中國(guó)一直落后,長(zhǎng)期受制于人。潘建偉曾迫切又焦急地說:我想我們至少應(yīng)該有一種需求,一種強(qiáng)烈的動(dòng)機(jī),盡快找到一種手段,不要讓別人看我們,全部都是透明的!
沒有信息安全,就沒有我們國(guó)家的安全!
潘建偉說:在我們之前,沒有任何可以借鑒的成功經(jīng)驗(yàn)。世界第一顆量子衛(wèi)星的發(fā)射成功,給了中國(guó)科學(xué)家極大的信心,將來,中國(guó)還會(huì)嘗試發(fā)射更多的量子通訊衛(wèi)星。在5-10年的時(shí)間里構(gòu)建包含國(guó)防、金融、政務(wù)、商業(yè)等領(lǐng)域的絕對(duì)安全的全球量子保密通信網(wǎng)。
現(xiàn)在,衛(wèi)星已相繼完成星地高速量子密鑰分發(fā)、量子糾纏分發(fā)和地星量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)三大科學(xué)目標(biāo),成為量子通信通向?qū)嵱没摹瓣P(guān)鍵一步”。中國(guó)能夠率先在量子領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破,對(duì)美國(guó)實(shí)現(xiàn)相關(guān)技術(shù)的彎道超車,有著重要意義。

潘建偉團(tuán)隊(duì)在量子領(lǐng)域的成果,已經(jīng)用在了中國(guó)的潛艇上。潛艇最大的特點(diǎn)是隱蔽性,作戰(zhàn)時(shí)需要長(zhǎng)時(shí)間在水下潛航,但潛艇在深水中的通訊和導(dǎo)航卻受到嚴(yán)重影響。
而中國(guó)最近完成了一項(xiàng)試驗(yàn),潛艇在海里不用上浮,連續(xù)航行數(shù)月,最后到達(dá)指定位置,而且還可以傳輸大量數(shù)據(jù)。這一切都是因?yàn)榕私▊闈撏а兄频膶S昧孔訉?dǎo)航定位系統(tǒng),使其能在水下完整接收衛(wèi)星信號(hào)。
鑒于中國(guó)在水下通信和導(dǎo)航技術(shù)上獲得的突破,日媒希望同中國(guó)在該領(lǐng)域進(jìn)行相關(guān)技術(shù)的深度合作。而美媒則呼吁中國(guó)能夠針對(duì)該技術(shù)同其它國(guó)家進(jìn)行分享。
憑借對(duì)祖國(guó)保密事業(yè)的巨大貢獻(xiàn),他也因此獲得了,2016年感動(dòng)中國(guó)十大人物。
兩個(gè)月前,世界首條量子保密通信干線——“京滬干線”正式開通;結(jié)合“京滬干線”與“墨子號(hào)”的天地鏈路,我國(guó)科學(xué)家成功實(shí)現(xiàn)了洲際量子保密通信。
該線路開通后,實(shí)現(xiàn)了連接北京、上海,貫穿濟(jì)南和合肥全長(zhǎng) 2000 多公里的量子通信骨干網(wǎng)絡(luò),并已在交通銀行、工商銀行京滬間遠(yuǎn)程應(yīng)用。
生活中的他喜歡在工作間隙,悠閑散步,撿撿樹枝和板栗,也愛做點(diǎn)小菜,尤其喜歡家鄉(xiāng)的野菜,他還喜歡和兒子玩有趣的物理游戲。
在他眼里,在和自然近距離接觸的狀態(tài)下,還原人類最初的狀態(tài),和自然沒有隔閡,與自然融為一體,保持初心,這才是真正對(duì)物理學(xué)的追求。
他說:發(fā)展量子通信、量子計(jì)算技術(shù)是國(guó)家重大需求,是我義不容辭的責(zé)任,而把量子世界最奇怪的問題搞清楚,也是我內(nèi)心最大的原動(dòng)力。
今天中國(guó)教育所缺失的,恰恰就是這種,被應(yīng)試教育所磨滅掉的,對(duì)自然,對(duì)科學(xué),最初的好奇心。在巨大的名利聲望前,潘建偉堅(jiān)守學(xué)術(shù)的真諦,這是學(xué)者最難能可貴的。
請(qǐng)讓我們向這位燃燒自己、實(shí)現(xiàn)中國(guó)科技強(qiáng)國(guó)夢(mèng)的科學(xué)家——潘建偉致敬!