《自然》雜志介紹年度十大科學(xué)人物之一潘建偉的內(nèi)容（來自網(wǎng)絡(luò)）
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授、中科院院士潘建偉，陡然“紅了”
12月19日凌晨，國際頂尖學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志公布2017年度十大科學(xué)人物，中國物理學(xué)家潘建偉赫然在列。
《自然》推選全球年度十大科學(xué)人物已是傳統(tǒng)。近年來入選中國科學(xué)家并不鮮見。2013年，禽流感專家陳化蘭當(dāng)選；2015年，中山大學(xué)教授黃軍利用基因編輯技術(shù)修改人類胚胎DNA治療地中海貧血癥上榜。要算上海外華裔，同胞更多。今年入選的，就有美國布羅德研究所生物學(xué)家劉如謙。東姐覺得，從這個角度，咱絕對可以小小自豪一下。作為論文大國、博士大國，咱常收到“大而不強”，“一味跟隨、缺少開創(chuàng)性引領(lǐng)性研究”的評價，這帽子能否慢慢摘下？
不過，潘建偉院士院士格外受關(guān)注——東姐一覺醒來，網(wǎng)絡(luò)朋友圈刷屏，以前國人很少注意的“《自然》十大科學(xué)人物”被成功“科普”。
面聆過潘院士學(xué)術(shù)風(fēng)采的東姐，也與有榮焉——潘院士不僅是中國科研創(chuàng)新突破的杰出代表，還是我大長三角融合發(fā)展的生動寫照——他是浙江東陽人；在合肥上大學(xué)、當(dāng)教授，還是中國科技大學(xué)常務(wù)副校長；其量子科技研究的基地中，相當(dāng)一部分則在上海浦東新區(qū)。
最近，潘建偉院士和他的團隊持續(xù)得到國內(nèi)外的廣泛關(guān)注——
12月13日，美國。著名科學(xué)媒體《科學(xué)新聞》（Science News）將“墨子號”的研究選為“2017年度十大科學(xué)事件”之一，并以“2017年量子通信衛(wèi)星證明了它的潛力”為題做了專題報道；
半個月前，烏鎮(zhèn)。世界互聯(lián)網(wǎng)大會，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原型機上榜；
10月底，北京。2017未來科學(xué)大獎頒獎典禮，潘建偉憑借量子光學(xué)的創(chuàng)造性貢獻獲“物質(zhì)科學(xué)獎”。該獎2016年設(shè)立，是中國大陸第一個由科學(xué)家、企業(yè)家群體共同發(fā)起的民間科學(xué)獎項，單項獎金高達100萬元，被稱為“中國諾貝爾獎”。
不久前，潘院士入選2017感動上海年度人物。頒獎辭是：“他讓中國的量子科學(xué)領(lǐng)跑世界，讓永攀高峰的精神引領(lǐng)時代”。
墨子號上天，“沉寂了一千年，中國誓回發(fā)明創(chuàng)新之巔”？
《科學(xué)》刊登“墨子號”發(fā)射消息的期刊封面（來自網(wǎng)絡(luò)）
在物理學(xué)界之外，潘院士成為“網(wǎng)紅”始于去年8月16日。由他和他的團隊主導(dǎo)研制的世界首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子號”上天，我國率先實現(xiàn)衛(wèi)星和地面的量子通信。今年，“墨子號”被寫入十九大報告，成為近五年科技創(chuàng)新的代表性成果之一。
其實，“潘家軍”量子通信、量子計算的諸多原創(chuàng)性成果已是多次入選世界年度十大科技亮點、世界年度物理學(xué)重大進展、世界年度物理學(xué)重大事件等，還獲過國家科技進步一等獎。
聚光燈下的潘家軍，今年成果豐碩：8月10日，他們宣布“墨子號”提前圓滿完成量子糾纏分發(fā)、量子密鑰分發(fā)、量子隱形傳態(tài)三大科學(xué)實驗任務(wù)，成果相繼發(fā)表于《科學(xué)》和《自然》上； 9月29日，十八大之后我國在信息領(lǐng)域部署的首個重大工程，世界首條千公里級量子保密通信骨干網(wǎng)“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，中國與奧地利首次成功實現(xiàn)洲際量子保密通信，為未來覆蓋全球的量子保密通信網(wǎng)絡(luò)邁出堅實一步。
這些成果意義何在？
《自然》雜志為每一位入選者做了一篇新聞特寫，《量子之父》開篇便是：“在中國，人們稱他‘量子之父’。對于這一稱呼，潘建偉當(dāng)之無愧。在他的帶領(lǐng)下，中國成為遠距離量子通信技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者?！?/p>
去年底，《華爾街日報》發(fā)表《沉寂了一千年，中國誓回發(fā)明創(chuàng)新之巔》的專題文章，將“墨子號”量子衛(wèi)星作為中國創(chuàng)新能力提升的重要標(biāo)志。英國《經(jīng)濟學(xué)人》報道則稱，“沒有一個量子網(wǎng)絡(luò)比中國在去年底建成的‘京滬干線’更具雄心”。
量子通信是目前最接近實用的技術(shù)?！澳犹枴鄙咸熘?，歐美各國對量子信息科學(xué)的重視達到前所未有的高度，紛紛開始加緊戰(zhàn)略部署，比如歐盟就迅速啟動10億歐元的量子技術(shù)旗艦計劃、美國國會在最近的聽證會上認(rèn)為“美國絕對無法承受在量子技術(shù)革命競爭中失敗的代價”。但是，在量子通信領(lǐng)域，中國無疑已是“領(lǐng)跑者”。
量子通信有啥用——從兩只貓的“死”、“活”說起
12月17日，潘建偉在復(fù)旦科技創(chuàng)新論壇上作主旨演講。慕梁攝
12月17日，一流科學(xué)家云集、光諾獎得主就有5位的“2017復(fù)旦科技創(chuàng)新論壇”舉辦。主旨演講者潘建偉院士做了《打破量子工程的壁壘》的報告。他從十萬年前智人為什么能戰(zhàn)勝更強壯、頭腦更大的尼安德特人，成為進化戰(zhàn)爭勝利者入手，通俗地講述量子力學(xué)理論的基本原理、研究驗證的演進歷史、技術(shù)應(yīng)用的最新成果……
“日常生活中，一只貓要么是死，要么是活。根據(jù)量子疊加原理，一只量子世界的貓，卻可以同處‘活’和‘死’兩種狀態(tài)的相干疊加……量子疊加擴展到兩個粒子，就會出現(xiàn)量子糾纏現(xiàn)象。量子世界的兩只貓，甚至可以處于‘死死’和‘活活’的相干疊加中。如果測量其中一只貓的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)它‘活’著，那另一只貓就會立即塌縮到‘活’的狀態(tài)，不論它們相隔多么遙遠。愛因斯坦稱之為‘遙遠距離的詭異互動’?！庇脙芍弧柏垺睘槔嗽菏繉α孔油ㄐ抛顬榛A(chǔ)的量子疊加、量子糾纏等概念的科普很解渴。
“假如我從合肥到上海帶了一件禮物放在箱子里，但不巧我忘帶鑰匙了。在經(jīng)典物理學(xué)中，我可以打電話給合肥同事，把鑰匙掃描發(fā)給我，也就是對鑰匙進行測量，我另配一把鑰匙打開箱子。
但如果這是一把‘量子鑰匙’，根據(jù)量子不可克隆定理，對單個未知量子態(tài)進行測量，無法獲得這個狀態(tài)的完整信息，就只能將鑰匙的量子態(tài)本身從合肥傳送到上海。我們知道，量子態(tài)非常脆弱，傳輸通道各種不可避免的噪聲都會將之摧毀。怎么辦呢？根據(jù) Bennett 等1993年的方案，利用量子隱形傳態(tài)，可以將粒子未知的量子態(tài)傳送到遙遠地點的另一個粒子上，而不用傳送這個粒子本身……”這把“鑰匙”，頓時讓“量子隱形傳態(tài)”生動起來。
簡單地說，不論量子通信還是量子計算，目前和日常生活還沒啥關(guān)系——碰上推銷什么量子工具、量子補藥的，千萬別信。墨子號量子通訊衛(wèi)星的發(fā)射，連接北京、濟南、合肥、上海，全長2000余公里的全球首個遠距離量子干線“京滬干線”的建成，主要應(yīng)用在金融、政務(wù)、國防、電子信息等重要領(lǐng)域的保密通信。但遠期則和我們每個人的信息安全都有關(guān)系：手機里有了量子保密芯片，語音通話、金融轉(zhuǎn)賬、信息傳輸?shù)壬婷懿僮?，就不用?dān)心被竊聽、盜用或攻擊了。
20年執(zhí)著“追愛”，逆轉(zhuǎn)“偽科學(xué)”，當(dāng)上“領(lǐng)跑者”
潘建偉院士在實驗室 （中國科技大學(xué)提供）
對于像東姐這種視物理為畏途的文科生來說，量子學(xué)說，簡直天方夜譚。潘建偉經(jīng)常做的科普講座，讓東姐也初窺門徑。通篇打比方、講故事，消解各種公式、原理帶來的障礙。一說到量子研究，他總是充滿激情。
這種努力，很可能與他多年面臨不理解和質(zhì)疑有關(guān)。
潘院士在中科大讀本科、碩士時接觸量子物理。1997年，他在奧地利因斯布魯克大學(xué)攻讀博士，作為第二作者的論文“實驗量子隱形傳態(tài)”在《自然》發(fā)表，即被《科學(xué)》雜志評為年度全球十大科技進展、入選 《自然》百年21篇經(jīng)典論文。此后，他和同事共同完成量子技術(shù)實驗的多個國際“第一次”。
2001年，潘建偉回國組建量子信息實驗室。國內(nèi)對之了解甚少，有人質(zhì)疑其為“偽科學(xué)”，說潘建偉“假回國、真騙錢”，至今百度“潘建偉”，還能看到所謂“偽科學(xué)”風(fēng)波。
對于質(zhì)疑，潘建偉鮮有辯白，只是緊鑼密鼓派學(xué)生到國際頂尖實驗室學(xué)習(xí)、組建團隊，埋頭苦干。過去20年里，他帶領(lǐng)團隊的科研成果不斷登上《自然》、《科學(xué)》、《物理評論快報》等權(quán)威期刊。用美國馬里蘭大學(xué)量子物理學(xué)家門羅的說法：“每次看到他們的研究進展，都會震撼?！?/p>
2011年，潘建偉當(dāng)選中科院院士，是當(dāng)時最年輕的“70”后院士。
潘建偉院士在實驗室工作 （中國科技大學(xué)提供）
不光量子通信技術(shù)全球領(lǐng)先，量子計算也表現(xiàn)出色。他們的光量子計算機原型機的“玻色取樣”速度比國際同行快至少2.4萬倍，比人類第一臺電子管計算機和第一臺晶體管計算機快10倍至100倍，成為第一臺超越早期經(jīng)典計算機的基于單光子的量子模擬機。
在2017未來科學(xué)大獎頒獎典禮發(fā)表獲獎感言時，潘建偉感謝了家人、妻子，還少見地用當(dāng)年追愛經(jīng)歷，來證明鍥而不舍、走向成功的“奧秘”和強大自信：“為了娶我的高中同學(xué)為妻，我從17歲開始努力，花了將近9年，她終于答應(yīng)我。這么難的事我都能做成，我有信心做成世界上任何事！”
大國崛起，成為創(chuàng)新“領(lǐng)跑”新動能
中國科技大學(xué)上海研究院經(jīng)常舉辦的“墨子沙龍”，很受歡迎 （來自網(wǎng)絡(luò)）
在潘建偉看來，對量子通信技術(shù)的質(zhì)疑，源自不自信：這個研究美國有沒有在做？如果他們沒做，就不靠譜。國人更習(xí)慣跟進、模仿。
“當(dāng)年楊振寧和李政道證明中國人在國外可以做很好的科學(xué)，我們證明了中國人在國內(nèi)也可以做很好的科學(xué)?！迸私▊フf。
2016年8月16日，我國在酒泉用長征二號丁運載火箭成功將世界首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子號”發(fā)射升空。在未來，發(fā)射更多的量子通信衛(wèi)星來構(gòu)建“量子星座”也在計劃之中。潘建偉團隊還計劃結(jié)合中國未來的登月項目，建立地球和月球之間的量子糾纏，從而對量子力學(xué)的非定域性做出一個“終極的”回答。
有了“墨子號”，潘建偉團隊遙遙領(lǐng)先的還有量子互聯(lián)網(wǎng)——即由衛(wèi)星和地面設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)，可實現(xiàn)在全球共享量子信息。量子通信是需要科學(xué)與工程技術(shù)緊密結(jié)合的大項目，惟有經(jīng)濟實力雄厚的大國才能玩得轉(zhuǎn)。潘建偉很幸運，他的研究與中國“強起來”神同步。
潘建偉與其科研團隊 （中國科技大學(xué)提供）
潘建偉把量子研究突飛猛進歸功于中國“集中力量辦大事”的優(yōu)勢。他以“墨子號”為例，中科院上海技術(shù)物理研究所、微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院、光電技術(shù)研究所、國家天文臺、紫金山天文臺、國家空間科學(xué)中心等科研機構(gòu)都加入技術(shù)攻關(guān)。國家支持，地方政府、企業(yè)也積極參與、協(xié)同創(chuàng)新。他多次提到，團隊在上海得到中科院、上海市科委、大張江管委會、浦東新區(qū)等多方支持。
量子科技正進入深化突破、快速發(fā)展階段。“今后五年，會看到更多令人歡欣鼓舞的成果。這是一個全新的時代?！?/p>
潘建偉預(yù)言。（人民日報中央廚房·大江東工作室 姜泓冰）
