——記中科院院士、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉 “最近我們的一項(xiàng)重要成果即將在《自然》上發(fā)表,這是我為雜志封面設(shè)計(jì)的成果示意圖?！?012年新年剛上班,中科院院士、中國科技大學(xué)潘建偉教授打開他辦公室電腦上的圖像文件,高興地對記者說。 生于1970年的潘建偉,是2011年度新增院士中最年輕的一位。1997年以來,他和他的團(tuán)隊(duì)已在《自然》、《物理評論快報(bào)》等國際權(quán)威期刊上發(fā)表論文67篇,成果5次入選歐洲物理學(xué)會評選的“年度物理學(xué)重大進(jìn)展”、4次入選美國物理學(xué)會評選的“年度物理學(xué)重大事件”、6次入選兩院院士評選的“年度中國十大科技進(jìn)展新聞”。 1996年,在中國科大獲得理論物理碩士學(xué)位的潘建偉投入奧地利維也納大學(xué)塞林格教授門下攻讀博士學(xué)位,加入到量子信息實(shí)驗(yàn)研究的首個(gè)國際合作項(xiàng)目中。奠定了扎實(shí)理論功底的他很快進(jìn)入狀態(tài)——1997年,題為“實(shí)驗(yàn)量子隱形傳態(tài)”的研究論文在《自然》上發(fā)表,被公認(rèn)為量子信息實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域的開山之作,同時(shí)被歐洲物理學(xué)會和美國物理學(xué)會評為世界物理學(xué)年度重大進(jìn)展,被《科學(xué)》評為年度全球十大科技進(jìn)展,入選《自然》評選的“百年物理學(xué)21篇經(jīng)典論文”。作為主導(dǎo)完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的測量和處理的論文第二作者,潘建偉那一年剛剛27歲。 2001年,潘建偉回到中國科大工作。針對當(dāng)時(shí)國內(nèi)量子信息研究基礎(chǔ)薄弱的實(shí)際,潘建偉在與他的同學(xué)楊濤教授一道組織隊(duì)伍、建設(shè)實(shí)驗(yàn)室同時(shí),繼續(xù)在維也納大學(xué)從事多光子糾纏方面合作研究。內(nèi)外結(jié)合的研究模式,加快了中國量子信息研究異軍突起的進(jìn)程——2003年,國內(nèi)研究組作為第一單位在《物理評論快報(bào)》發(fā)表7篇論文;第二年研究組在國際上首次實(shí)現(xiàn)五光子糾纏和終端開放的量子態(tài)隱形傳輸,成果同時(shí)入選歐洲物理學(xué)會和美國物理學(xué)會評選出的年度國際物理學(xué)重大進(jìn)展,實(shí)現(xiàn)了中國科學(xué)家的“第一次”。 此后,潘建偉以瑪麗·居里講席教授的身份,到冷原子研究處于國際領(lǐng)先地位的德國海德堡大學(xué)從事量子存儲的合作研究。2008年,《自然》雜志再次發(fā)表潘建偉團(tuán)隊(duì)的重要研究成果,他們利用量子存儲技術(shù)在國際上首次實(shí)現(xiàn)了具有存儲和讀出功能的糾纏交換,完美地實(shí)現(xiàn)了長程量子通信中亟須的“量子中繼器”。他們還首次實(shí)現(xiàn)了光子比特與原子比特間的量子隱形傳態(tài),首次將單次激發(fā)量子存儲的壽命延長至毫秒量級,將以前的結(jié)果提高了兩個(gè)數(shù)量級。 2008年10月,潘建偉和他在德國的團(tuán)隊(duì)整體回歸中國科大。此時(shí),潘建偉團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成為國際上首次把安全量子通信距離突破到超過百公里量級的3個(gè)團(tuán)隊(duì)之一,國際上報(bào)道安全的實(shí)用化量子通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)研究的2個(gè)團(tuán)隊(duì)之一,也是國內(nèi)唯一領(lǐng)銜開展星地量子通信實(shí)驗(yàn)研究的科研團(tuán)隊(duì)。 這些年里,為了做好量子信息這盤“菜”,潘建偉一直在儲備各種“原料”——把不同學(xué)科背景的“80后”學(xué)子,送到德國、英國、美國、瑞士、奧地利等量子信息研究的優(yōu)秀國際小組加以鍛煉?，F(xiàn)在,如同風(fēng)箏收線一般,他們悉數(shù)回國,中國科大團(tuán)隊(duì)光是“青年千人計(jì)劃”、“百人計(jì)劃”教授就有十來個(gè)。 2009年4月,潘建偉團(tuán)隊(duì)在合肥市建立了世界上第一個(gè)光量子電話網(wǎng),實(shí)現(xiàn)了“電話互聯(lián)互通、語音實(shí)時(shí)加密、安全牢不可破”的量子保密電話網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。兩年來,光量子電話網(wǎng)在系統(tǒng)的小型化、穩(wěn)定性等方面取得了快速進(jìn)展?！傲孔颖Ｃ芡ㄐ旁诔怯蚓W(wǎng)上的使用已經(jīng)基本成熟,快則兩三年,慢則三五年,就可以推廣?！迸私▊フf:“但要實(shí)現(xiàn)廣域的量子保密通信,還需要借助衛(wèi)星?！绷孔有畔⒌臄y帶者光子在外層空間傳播時(shí)幾乎沒有損耗,如果能夠在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)糾纏光子在穿透整個(gè)大氣層后仍然存活并保持其糾纏特性,人們就可以在衛(wèi)星的幫助下實(shí)現(xiàn)全球化的量子通信。中科院已經(jīng)啟動空間科學(xué)戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng),計(jì)劃在2015年左右發(fā)射量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星。 潘建偉告訴記者:“能在目前的基礎(chǔ)上將量子通信技術(shù)發(fā)展到極致,這既對國家和民族有利,又能滿足我自己的好奇心,對我來說,這是最愉快的事情,也是我目前最大的夢想!” （記者 李陳續(xù) 通訊員 蔣家平） |