潘建偉 量子世界領(lǐng)跑者

中國在量子領(lǐng)域不斷崛起，從十幾年前并不起眼的角色發(fā)展為現(xiàn)在的世界勁旅。

2016年，對于全國青聯(lián)副主席、中科院院士潘建偉來說，無疑收獲頗豐。

1月8日，國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會在北京舉行，中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習(xí)近平為潘建偉頒發(fā)了國家自然科學(xué)獎一等獎證書。作為獲獎項目“多光子糾纏及干涉度量”的第一完成人，潘建偉院士代表全體獲獎人員在大會上發(fā)言。

8月16日1時40分，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心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)星發(fā)射升空。此次發(fā)射任務(wù)的圓滿成功，標(biāo)志著我國空間科學(xué)研究又邁出重要一步。

作為量子科學(xué)實驗衛(wèi)星的首席科學(xué)家，潘建偉表示量子衛(wèi)星的科學(xué)目標(biāo)是借助衛(wèi)星平臺，進(jìn)行星地高速量子密鑰分發(fā)實驗，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行廣域量子密鑰網(wǎng)絡(luò)實驗，以期在空間量子通信實用化方面取得重大突破；在空間尺度進(jìn)行量子糾纏分發(fā)和量子隱形傳態(tài)實驗，開展空間尺度量子力學(xué)完備性檢驗的實驗研究。

可以說，中國自主研發(fā)的量子衛(wèi)星突破了一系列高新技術(shù)，包括同時瞄準(zhǔn)兩個地面站的高精度星地光路對準(zhǔn)、星地偏振態(tài)保持與基矢校正、星載量子糾纏源等工程級關(guān)鍵技術(shù)等，衛(wèi)星設(shè)計壽命為兩年。量子衛(wèi)星的成功發(fā)射和在軌運行，將有助于我國在量子通信技術(shù)實用化整體水平上保持和擴大國際領(lǐng)先地位，實現(xiàn)國家信息安全和信息技術(shù)水平跨越式提升，有望推動我國科學(xué)家在量子科學(xué)前沿領(lǐng)域取得重大突破，對于推動我國空間科學(xué)衛(wèi)星系列可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。

早在2001年，潘建偉就建立了中國第一個光量子操縱實驗室；2003年，他提出了量子衛(wèi)星計劃。那時的他才30歲出頭。潘建偉小組的成員陳宇翱說：“他幾乎單槍匹馬地把這個項目推進(jìn)下去，并使中國在量子領(lǐng)域有了立足之地。”

2009年，潘建偉將“星際旅行”帶到了中國長城。他和他的中國科大物理學(xué)家團隊從位于北京北部丘陵的長城附近的實驗點，將激光瞄準(zhǔn)了16公里之外的屋頂上的探測器，然后利用激光光子的量子特性將信息“瞬移”過去。

這個距離刷新了當(dāng)時量子隱形傳態(tài)的世界紀(jì)錄，他們朝著團隊的終極目標(biāo)——將光子信息隱形傳送到衛(wèi)星上——邁進(jìn)了重要的一步。

如果這一目標(biāo)實現(xiàn)，將會建立起“量子互聯(lián)網(wǎng)”的第一個鏈接，這個網(wǎng)絡(luò)將是運用亞原子尺度物理規(guī)律創(chuàng)建的一個超級安全的全球通信網(wǎng)絡(luò)。這也證實了中國在量子領(lǐng)域的不斷崛起，從十幾年前并不起眼的角色發(fā)展為現(xiàn)在的世界勁旅。

就這樣，2016年，中國領(lǐng)先歐洲和北美，發(fā)射了這顆致力于量子科學(xué)實驗的衛(wèi)星。這也為物理學(xué)家提供一個測試量子理論基礎(chǔ)，以及探索如何融合量子理論與廣義相對論（愛因斯坦關(guān)于空間、時間和引力所提出的截然不同的理論）的全新平臺。

Zeilinger曾是潘建偉的博士生導(dǎo)師；之后的七年，二人在遠(yuǎn)距離量子隱形傳態(tài)研究的賽跑中棋逢對手；此后他們又建立了合作關(guān)系。衛(wèi)星發(fā)射成功之后，兩位物理學(xué)家將創(chuàng)建第一個洲際量子加密網(wǎng)絡(luò)，通過衛(wèi)星連接亞洲和歐洲。

隨著命名為“墨子號”的量子科學(xué)實驗衛(wèi)星開啟星際之旅，它承載著率先探索星地量子通信可能性的使命，并將首次在空間尺度驗證量子理論的真實性。

“什么是我的夢想？我說，夢想不是你想要得到什么，而是你發(fā)現(xiàn)一個很美妙的事情，你想去做?！迸私▊ピ?jīng)說，“我的夢想就是沿著這條路走下去，盡力把量子信息做到極致。”