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潘建伟:与量子“纠缠”的人

www.jyb.cn 2015年06月02日  来源:中国教育新闻网—中国教育报

    [创新中国英才谱]

与量子“纠缠”的人——记中科院院士、中国科学技术大学副校长潘建伟

 

  去年热播的韩剧《来自星星的你》,让很多人迷上了“虫洞”“星球旅行”“瞬间移动”等奇幻场景。当记者向中国科学院院士、中国科学技术大学副校长潘建伟提起这部韩剧时,他饶有兴致:“这个我也看过几集,当中很多现象都可以通过物理知识来解释,例如通过量子纠缠技术,就可能实现星际穿越和物体的瞬间移动。”

  27岁入选“年度全球十大科技进展”,41岁当选“最年轻院士”,42岁获得国际量子通信大奖。如今,45岁的潘建伟带领着他的量子物理科研团队,领跑国际量子物理研究,攀登科学的高峰。

  领跑国际量子物理研究

  1996年,在中国科大获得理论物理硕士学位后,潘建伟来到奥地利因斯布鲁克大学,投身赛林格教授门下攻读实验物理学博士学位。当赛林格教授问起他为什么要不远万里求学时,潘建伟回答:“我就是想在中国建一个和您实验室一样的世界一流量子光学实验室。”

  “在光量子纠缠操纵和量子通信方面,我国现在处于领跑的位置。”潘建伟自豪地说。

  近日,潘建伟团队与清华大学马雄峰合作,在国际上首次实验演示了高容错率量子密钥分发。他们在50公里的光纤链路、误码率达29%的条件下仍然获得了安全密钥,成果发表在最新一期《物理评论快报》上。潘建伟表示,量子密钥目前在全世界被认为是最安全的加密方式。量子密钥分发,从原理上保证了通信的绝对安全性。“量子密钥在量子通信中的作用就像火漆一样,但比火漆更彻底。一旦有人试图打开信件,量子密钥就会让信件自毁,并让使用者知晓”。

  鉴于此,目前全世界都在建设大型的量子通信网路。2012年初,以潘建伟团队为核心的技术队伍,在安徽省合肥市建成了国际上首个规模化的城域量子通信网络,节点数达到了46个,远远超过国际上已有的同类网络,标志着大容量的量子通信网络技术已经取得了关键突破。

  潘建伟任项目首席科学家的千公里光纤量子通信骨干网工程“京沪干线”项目,目前正在紧张建设中,预计明年年底交付使用。该干线建成后,将成为连接北京、上海的高可信、可扩展、军民融合的广域光纤量子通信网络,推动量子通信技术在国防、政务、金融等领域的应用,并为量子物理基本原理和量子精密测量等提供大尺度的技术试验床。

  打造国际一流科研团队

  “量子力学所预言的种种奇特现象,以及量子力学诞生100余年来对人类物质文明进步所带来的巨大变革,使我对量子物理产生了浓厚兴趣,探究量子世界的各种奇妙现象成了我终生的奋斗目标。”潘建伟说。

  带着这个目标,2008年10月,潘建伟和他在德国的团队整体回归中科大。与此同时,在潘建伟的统筹安排下,分赴英国、美国、瑞士、奥地利等高水平国际小组中锻炼的不同学科背景的年轻人,也陆续回国。在这批回国的年轻人中,通过“百人计划”引进的就有8人,他们回国时基本上都是30岁出头,正处在创新能力的高峰期。

  “潘老师根据每个人的研究专长,尽可能地将我们分派到全球各个顶级的量子研究中心,掌握最新研究成果,因此团队中的每个人都各司其职,各有所长。”陆朝阳教授告诉记者。1982年出生的陆朝阳是团队中的青年骨干,几年前他从英国剑桥大学博士毕业归来,和团队一起并肩作战,在国际上首次实现了基于半导体量子点的高品质单光子源、单光子多自由度的量子隐形传态和面向大数据分析的量子算法等。

  潘建伟表示,中科大的量子物理实验室从组建伊始就是开放式的。学习国外顶尖实验室的先进技术,是快速提升实验室实力的最好办法。同时,实验室建设需要多学科人才,光学、冷原子物理、电子学、真空等缺一不可。

  美国斯坦福大学等世界知名大学都有潘建伟派出的访问学者。潘建伟实验室也吸引了国外学者慕名前来。目前已有来自德国海德堡大学、加拿大卡尔加里大学的外籍教授在这里开展合作研究,“还有许多国外名校的量子物理研究青年学者想通过‘青年千人计划’加入我们”。

  科学让生活变得更美好

  “或许有些人会对我们的工作不太理解,整日钻研这些高深的理论、技术,有啥用?但我一直坚信科技创新是社会不断发展的动力之源。”潘建伟说。

  潘建伟认为,从实用主义的角度来看,科学技术具有巨大的能量,300多年前,牛顿万有引力理论让今天的宇宙飞船成为现实;一个多世纪以前,麦克斯韦发现电磁波,让电视、无线电、雷达和手机成为可能。而今天,量子态隐形传输和纠缠交换的研究成果,将为未来新一代量子通信打下基础。“科学让我们的生活变得更加美好”。

  “而从另一个角度来说,我认为科学技术的普及,有着更加深远的意义。”在采访中,潘建伟为我们打开了如何看待科技的另一个视角。“孔子说‘知者不惑,仁者不忧,勇者不惧’,梁启超很欣赏这几句话,并作了很好的解释。我们应当敬畏科学本真的力量,科学让我们能够坦然面对命运所施予的各种不幸、痛苦,让我们对生活抱以无条件的热爱与信任。如诸多科幻电影所力证的那样,科学技术让我们坚信,爱是一种自然而然的生命现象,我坚信它能让我们变得更加善良。而这些是我们不断追求卓越创新的源泉。”(实习生 方梦宇 记者 俞路石)

    《中国教育报》2015年6月2日第3版



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{ 编辑:周玲玲 }

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