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新華網北京12月7日電(記者南婷、朱東陽)潘建偉是國際量子信息實驗研究領域的傑出科學家。他12年前回國組建實驗室,爲中國在該領域迅速走到世界前列作出了突出貢獻,並培養了一批科技英才。
潘建偉謙和專注,高深晦澀的量子力學,經過他的演繹,變得通俗易懂。家喻戶曉的《西遊記》,成爲他闡釋研究的載體。
他說,《西遊記》裏的“千里眼”“順風耳”,以電視、電話等形式成爲現實。而他現在的研究中,則有通過量子態的遠距離隱形傳輸實現孫悟空“筋斗雲”的內容。
“若要讓A地的量子態出現在B地,只要先在兩地之間建立量子糾纏,然後對兩地的量子態分別進行適當的操作,B地的量子態就會將A地量子態的所有特性完全複製過去。這就像孫悟空翻了個筋斗雲,一眨眼工夫就出現在另一個地方。”
潘建偉2011年當選爲中科院院士,是當年中科院最年輕的院士。他告訴記者,是高中物理的學習,開啓了他物理人生的大門。“牛頓力學幾條原理就能推導出宇宙的一切,這是人類最偉大的成就之一。”然而,牛頓力學又是決定論的。只要給定了初始條件,那麼原理上整個宇宙此後一切演化就確定好了,個人的努力不就變成消極的而沒有意義了嗎?
在大學和研究生階段,潘建偉逐步進入了量子力學的研究領域。量子力學告訴人們,觀測者的行爲是可以影響世界的。這讓年輕的潘建偉感受到這個學科在哲學上的積極意義。因此,揭示量子世界的奧祕成爲潘建偉畢生的奮鬥目標。
1996年,潘建偉前往奧地利因斯布魯克大學攻讀博士學位,那裏彙集了當時國際量子物理領域的最頂尖人才和技術。潘建偉說,自己出國的原因很簡單,“出國就是爲了回來,利用所學爲國服務”。
據他講,當時國內這一領域多偏重於理論,他希望去奧地利學習當時最先進的量子光學實驗技術,以後回國建立自己的實驗室。
自1999年起,潘建偉每年都利用假期回到國內講學,爲我國在量子信息領域的發展提出建議,並帶動一批研究人員進入這個領域。開始的時候,這個量子物理與信息技術交叉的新興領域在國內還處於萌芽階段,其重要性在當時還普遍不爲人所理解和認同,甚至有人還質疑量子信息爲僞科學。直到潘建偉和同事在國際上首次實驗實現了量子態隱形傳輸,相關論文同倫琴發現X射線、愛因斯坦建立相對論等影響世界的重大研究成果一起被《自然》雜誌選爲“百年物理學21篇經典論文”,質疑聲才逐漸減弱,量子信息研究在國內才雨後春筍般發展起來。
經過十多年的鑽研,潘建偉的研究成果5次入選歐洲物理學會評選的年度國際物理學重大進展、4次入選美國物理學會評選的年度國際物理學重大事件、7次入選兩院院士評選的中國年度十大科技進展新聞。潘建偉也先後獲得歐洲物理學會菲涅爾獎、國際量子信息領域最高榮譽國際量子通信獎、香港求是科技基金會“傑出科學家獎”、何樑何利基金“科學與技術成就獎”等國內外獎項。
“越是神祕莫測,越能激發起我探究的興趣。”被愛因斯坦稱爲“遙遠地點間幽靈般的相互作用”的量子糾纏,讓潘建偉深深着迷。量子糾纏更具有現實意義的地方在於,可用於在通信雙方之間建立量子密碼,實現具有戰略意義的無條件安全的通信方式。量子糾纏的整體性保證了,一旦作爲信息載體的量子態被竊聽或偷走,一定能被通信雙方所探知。
潘建偉說,在國家發改委、中科院和各地政府的支持下,他的團隊正在聯合相關機構開展“京滬幹線”項目,在北京和上海之間建設千公里級的量子通信通道,並正在發展量子中繼器技術,確保安全通信品質不會隨着傳送距離的增加而降低。
同時,在中科院戰略性先導科技專項的支持下,他的團隊正在研發量子通信實驗衛星。“到時候圍繞地球的幾顆衛星可以相互間傳輸量子通信信號,實現全球意義上的量子通信。”潘建偉說,“國內的科研條件越來越好,能在祖國需要的時候回來爲國效力,這可太好了!”
(來源:新華網)