由于量子通信可以從根本上解決國防、金融、政務(wù)等多領(lǐng)域的信息安全問題，世界各國都為它投入了大量資源。而這次，中國先于美國，俄羅斯等技術(shù)大國將世界首顆量子衛(wèi)星發(fā)射至太空，是一次重大突破，也標(biāo)志著中國的信息安全得到技術(shù)保障。國際權(quán)威期刊《自然》雜志曾如此感嘆：中國在量子衛(wèi)星領(lǐng)域?qū)㈩I(lǐng)先于歐美。

說起中國的量子通信，有一個必須提到的名字——潘建偉。

潘建偉生于1970年，浙江東陽人，41歲當(dāng)選中國“最年輕院士”，42歲獲得國際量子通信大獎，45歲成為國家自然科學(xué)獎一等獎最年輕的第一完成人。現(xiàn)在，作為首席科學(xué)家，他領(lǐng)銜研制的世界首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星已經(jīng)飛上太空。“把量子實驗室搬上太空的夢想，10多年前就已經(jīng)開始。”潘建偉激動地說。

與量子“糾纏不清”

潘建偉的家庭教育與那個年代的其他家庭不太相同，小時候的潘建偉是一個被“開放式”教育的孩子。

“小時候，一家人圍坐在煤油燈旁，聽爸爸講《聊齋》故事，放學(xué)后，我會把作業(yè)帶到山上去做，父母也不會抓我回去。”后來，考大學(xué)選專業(yè)的時候，他曾擔(dān)心學(xué)物理會養(yǎng)不活家人，畢竟，那是個“搞導(dǎo)彈不如賣茶葉蛋”的年代。父母說：“沒關(guān)系，我們都有退休工資，按照你自己的興趣來就可以了。”他突然發(fā)現(xiàn)，排除了功利的想法，抉擇其實很簡單，只要遵從自己的內(nèi)心就好。

當(dāng)然，沒有偶然的成功，包括27歲時科研成果就已入選美國《科學(xué)》雜志“年度全球十大科技進展”的潘建偉。

初中時潘建偉舉家搬到縣城，教育資源的差距讓他的成績比往日一落千丈，語文基礎(chǔ)差，英語40分，但是他從不服輸，拉著同學(xué)練英語，追著老師問問題……，1987年，順利考入了中國科技大學(xué)。

進入大學(xué)后潘建偉發(fā)現(xiàn)，班里有七個狀元，人才輩出，可他已不再執(zhí)著于分?jǐn)?shù)，愛因斯坦的散文讓他堅定了對物理研究的決心，也開始醉心于量子疊加態(tài)的研究。只是隨著研究的深入，潘建偉愈發(fā)感覺到，量子理論中的各種疑案需要更尖端的實驗技術(shù)才能得以驗證。而當(dāng)時國內(nèi)的研究水平還很落后，于是潘建偉決定出國求學(xué)。

在獲得中國科技大學(xué)理論物理學(xué)士和碩士學(xué)位后，潘建偉于1996年來到奧地利維也納大學(xué)攻讀博士學(xué)位，師從量子力學(xué)世界級大師塞林格。也正是在這里，潘建偉許下了“在中國建一個世界一流的量子光學(xué)實驗室”的愿望，而這之后的每一步，都讓他離自己的目標(biāo)，更近一點。

剛?cè)肴指窠淌陂T下攻讀博士學(xué)位，他就一直在腦海里醞釀著一個對量子態(tài)進行隱形傳輸?shù)膶嶒灧桨浮?/p>

他研究的量子態(tài)隱形傳輸，就是利用“量子糾纏”的一種全新通信方式，也稱量子通信。量子通信的原理是什么呢?簡單說，兩個糾纏過的量子就好像兩個相愛的人，即使相隔萬里仍有心靈感應(yīng)。

在理論上，這種不可竊聽不可復(fù)制的信息傳輸方式，可以保證信息傳輸?shù)慕^對安全，這是唯一一種從物理上保證信息安全的方式，和過去以計算復(fù)雜性為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)密碼通信相比，顯然要高明的多。

無巧不成書，這正是當(dāng)時另一組在研究的量子態(tài)隱形傳輸?shù)睦碚摲桨?。加入該組后的第二年，潘建偉成為了發(fā)表在Nature上的《實驗量子隱形傳態(tài)》第二作者。

潘建偉的眼淚一下子就流了下來

潘建偉真正實現(xiàn)他立下的“豪言壯語”的契機，是一部紀(jì)念“兩彈一星”的片子。片中提到一位叫郭永懷的老先生，因為飛機失事不幸遇難，后來被發(fā)現(xiàn)他為了保護在基地帶回來的數(shù)據(jù)，和警衛(wèi)員緊緊抱在一起，尸體都燒焦了，但是裝有珍貴資料的公文包毫發(fā)無傷?？吹竭@里，潘建偉的眼淚一下子就流了下來，“我一定要回去為國家做點事情。”

回國后的潘建偉在中國科大負責(zé)組建了量子物理和量子信息實驗室，面對國內(nèi)量子信息研究領(lǐng)域一片空白的現(xiàn)狀，團隊步履維艱，想要申請到國內(nèi)科研經(jīng)費也并非易事。加之鋪天蓋地的批量子信息技術(shù)為“偽科學(xué)”的質(zhì)疑聲，他只是潛心研究，以期用科研成果改變這一切。

在不到一年的時間，他的研究組就在世界權(quán)威雜志《物理評論快報》上發(fā)表了7篇論文。而當(dāng)時國內(nèi)高校，在該雜志上一年也發(fā)不了幾篇。

為保證與國外信息實時接軌，潘建偉自請做“候鳥”，往返于中外實驗室，而到了2009年，潘建偉辭去國外的職務(wù)，將實驗室遷回中科大，當(dāng)初他送往國外各大頂尖實驗室的年輕人也都陸續(xù)回國，組成了如今屢破紀(jì)錄的“夢之隊”。

早期實驗室里的同事　　·首次實現(xiàn)五光子糾纏和終端開放的量子態(tài)隱形傳輸;

·首次實現(xiàn)16公里自由空間量子態(tài)隱形傳輸;

·首次實驗實現(xiàn)了八光子薛定諤貓態(tài);

·利用八光子糾纏，首次實驗實現(xiàn)了拓撲量子糾錯;

·首次實驗實現(xiàn)了百公里量級的自由空間量子隱形傳態(tài)和糾纏分發(fā);

·首次實現(xiàn)多自由度量子隱形傳態(tài)，這也被英國物理學(xué)會(Physics World)評為“2015年度十大物理學(xué)突破”。。。。。。

其中最令世人驚嘆的便是于2016年8月16日1時40份成功發(fā)射升空的世界首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子號”。

潘建偉真的很喜歡薺菜

潘建偉和他的團隊，都有一種“從容不迫”的氣質(zhì)。

“有一年春天，我在奧地利維也納的實驗做完了，本該盡快趕到德國海德堡去籌建自己的實驗室，可我很留戀在多瑙河邊采摘薺菜的那一份愜意，擔(dān)心到海德堡就再也采不了薺菜，于是就在維也納多待了一段時間。

結(jié)果，在海德堡的實驗計劃被延后，后續(xù)的一個重要實驗被別人先做了出來。當(dāng)時，我感到有些懊惱，尤其是后來我發(fā)現(xiàn)在海德堡的內(nèi)卡河邊其實也有薺菜。

但是，我很快就釋然了：工作是做不完的，這個實驗未能如愿，下個實驗再努力就是了，沒有必要給自己施加那么大壓力，相對悠閑一點，回到實驗室的效率反而會更高。”

潘建偉曾經(jīng)有一個實驗做了整整4年，最后成功了。研究成果發(fā)表在《自然》上，《自然》的審稿編輯稱這篇文章是“英雄式的文章”。

潘建偉的這種從容不迫同樣也感染了他的學(xué)生。他的一個學(xué)生在若干年內(nèi)只發(fā)表了三篇文章，篇篇扎實。在參評某個獎時，專家質(zhì)詢?yōu)槭裁粗挥腥恼?，潘建偉說，因為他沉得住氣，有耐心，做的都是有重要意義的工作。最終，這個學(xué)生獲得了該重要獎項。

這些年，人們問他最多的問題就是：“潘建偉，你離諾貝爾獎還有多遠?”

潘建偉曾在接受采訪時提到，在國內(nèi)會面時，總會被問到最近發(fā)的文章、獲的獎;媒體的采訪，也只是關(guān)注于成就，而非研究的原因。

“有一年，”潘建偉回憶道：“我正好到奧地利一個山區(qū)度假，碰到一個八十歲左右的老太太，對中國人很好奇。”了解到潘建偉正在研究量子態(tài)隱形傳輸，她說：“我讀過你在《Nature》發(fā)表的文章，但是沒讀懂。”這令潘建偉不禁感嘆，大眾眼中與科學(xué)毫無關(guān)系的八十歲老人竟對科學(xué)抱有如此的好奇心。

正如“感動中國”評選委員會給予潘建偉的頒獎詞：嗅每一片落葉的味道，對世界保持著孩童般的好奇，只是和科學(xué)糾纏，保持與名利的距離，站在世界的最前排和宇宙對話，以先賢的名義，做前無古人的事業(yè)。潘建偉用行動回應(yīng)質(zhì)疑，以身體力行來告訴人們科學(xué)的力量。

與未來科學(xué)大獎結(jié)緣

由于潘建偉在量子通信相關(guān)領(lǐng)域做出的貢獻，2017未來科學(xué)大獎將當(dāng)年物質(zhì)科學(xué)獎頒發(fā)給他，獎金一百萬美元。

當(dāng)潘建偉得知自己獲獎的消息時，他謙虛又驕傲的說：“公元前700年，斯巴達人就開始使用某種方法的加密數(shù)來傳遞相關(guān)命令。后來到了羅馬帝國，凱撒大帝又發(fā)明了一種把字母交換，變成密碼的方式。

這些密碼，本質(zhì)上都是會被破解的。因為即使把字符替換掉，每個字符用的頻度仍然是固定的，不管是漢語、英語，還是德語，都有這個規(guī)律。

所以，無論是古代的密碼還是現(xiàn)代的密碼，它們都是建立在計算復(fù)雜度的基礎(chǔ)上的?；谟嬎銖?fù)雜度的密碼，只要計算能力足夠，原則上都是可以被破解的。

所以在人類歷史上，信息安全方面的永恒話題，就是如何能夠找到一種安全的密碼。千百年來，人們一直懷疑，以人類的智力到底能不能構(gòu)造人類自身不可破解的密碼?我們的工作很大程度上就回答了這個問題。

以我們?nèi)祟惖闹橇?，能夠設(shè)計出一種現(xiàn)實的技術(shù)，讓無條件安全通信成為可能。這就是我們這些年所做的一些工作和它所達到的結(jié)果。”

本文部分內(nèi)容及圖片來自：

科學(xué)網(wǎng)：“70后”院士：潘建偉的人生常數(shù)

環(huán)球人物網(wǎng)：“70后”潘建偉，與量子“糾纏”二十年

新華社：潘建偉：我用了9年追求所愛的人，這么難的事情都做到了，還有什么不能做成

金華新聞網(wǎng)：科學(xué)的價值潘建偉在清華經(jīng)管學(xué)院2018畢業(yè)典禮上的演講

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