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中国又有了一位世界级顶尖科学家!他或许会成为穿越时空第一人!

2017-12-29 17:10    来源:大公报

  12月19日,国际顶尖学术期刊《自然》发布了2017年度十大人物,(在过去一年里对科学产生重大影响的十人)中国科学技术大学教授、“墨子号”量子科学实验卫星首席科学家潘建伟上榜。

  在很多人眼里,潘建伟是传奇:29岁,他参与的有关量子隐形传态的研究成果,同伦琴发现X射线、爱因斯坦建立相对论等世界重大研究成果一起,被《自然》评为“百年物理学21篇经典论文”;31岁,任中国科学技术大学教授;41岁,成为中国当时最年轻院士;45岁,获国家自然科学一等奖……

  

12月19日央视新闻截图

  潘建伟,绝对是中国科技界诞生的又一颗“巨星”!

  

《自然》杂志刊登的《量子之父》

  《自然》以《量子之父》为题报道了潘建伟,开头这样写道:“在中国,有人称他为‘量子之父’。对于这一称呼,潘建伟当之无愧。在他的带领下,中国成为远距离量子通信技术的领导者。”

  提到量子力学,不少人都会想:这是个艰深难懂的物理学概念吧?可当你知道,今天全世界,上到80岁的欧洲老太太,下到美国对婴儿的早教,都在普及量子力学,你是不是也饶有兴趣?

  

扎克伯格正在给刚出生的女儿念《量子力学绘本》

  

科幻小说《三体》

  在刘慈欣的小说《三体》里,三体人就是使用量子纠缠技术通过智子对人类言行实时监控的!而且,在太空中飞行的人类舰队也是通过这一技术与地球保持联系。

  还记得这样的场景吗?电影中,主人公走入一扇“任意门”,瞬间就穿越来到另一个空间……

  我们平时所说的“穿越时空”,其实属于量子力学的范畴,在量子世界里,这或许不是幻想。潘建伟是世界量子力学研究领域的领军人物,说不定哪一天,他将成为穿越时空的那个人!

  

  当然,更切实际的是:他是中国离诺贝尔奖最近的那个人。他使中国在量子领域从落后到完美实现对美国弯道超车,是当之无愧的“量子之父”!

  

  他是爱因斯坦的崇拜者,他决定与量子“纠缠”下去。

  1970年,他出生在浙江东阳农村。初中时,家里搬到了县城,从农村来的他和别人差了一大截,不仅语文基础差,第一次写的英语作文才得了40分!可他却有一种不服输的精神,为了学好英语,他时不时缠着同学练口语,还经常向老师请教。很快,他进步神速,凭着这种不放弃、不服输的精神,1987年,他顺利考上了中国科技大学。

  

  那时的班上,可谓藏龙卧虎,光是全国的状元就有七个。同学们的水平都很高,而他却不想再去拼分数,还和儿时一样,去钻研学习自己真正感兴趣的东西。那时,他是爱因斯坦的崇拜者,

  他说:“爱因斯坦的散文是最深刻最美的,让我坚定了研究物理的决心,让我感觉从简单的事实后面,可以找到一个规律,现在、将来不会变。”后来他对量子叠加态的问题,产生了浓厚的兴趣,可当时的他怎么也想不明白,为什么会有量子叠加态呢?

  

  在他看来,一个人要么在上海,要么在北京,怎么可能同时既在上海又在北京呢?量子世界的奇怪与陌生,让他陷入了苦思。想不明白就一直想,上课也想,吃饭也想,于是在期中考试的时候,他差点挂科。量子世界越古怪,他越想搞明白,于是他决定和量子“纠缠”下去,这一“纠缠”,就是20多年。

  

  在中国获得理论物理硕士后,他决定出国读博,可眼看其他同学都顺利出国了,他却连方向和导师都没选好,很多人不断催促他,他却说,我是要选准方向,选对导师,不是为了出国而出国,而是要把最先进的技术学回来。

  

  当时他确保能选的导师是一位诺奖得主,如果跟着他,以后的发展肯定不是问题。亲朋好友都高兴极了,想着他以后会有大出息。不曾想,他再三斟酌后,竟放弃了这位诺奖得主,转而选择了他的弟子,名不见经传的塞林格教授

  

潘建伟与导师赛格林教授

  那时的塞林格还只是位普通的教授,可在他眼里,他却是量子力学方面最好的导师。果不其然,如今的塞林格教授已是世界量子力学的顶级大师,并担任奥地利科学院的院长。

  回国去!做量子领域的引领者!

  带着对知识的渴求,他来到奥地利维也纳大学。当他第一次见到塞林格教授时,这位导师问他:“你的梦想是什么?”他脱口就说:“我要在中国建一个世界一流的量子物理实验室。”

  年轻人的豪言壮语,在外人看来不切实际。但他此后的每一步,都是在朝着这个方向努力的迈进。

  

  来到欧洲后,他就像饿牛进入干草地一般,整日泡在实验室里,一个理论物理专业的硕士,要想进入实验量子物理的前沿,其困难可想而知,而他却丝毫不怕。

  1997年,在塞林格的指导下,他在世界权威杂志《自然》上发表论文,宣布实现了量子态的隐形传输,这一实验被学术界公认为,量子信息实验领域的开山之作,世界顶级《科学》杂志也将这一成就列为:年度全球十大科技进展,这一年,他才27岁

  

潘建伟发表的论文和《Nature》杂志封面

  毕业后,国外实验室纷纷为他抛来橄榄枝,可他却做了一个令所有人震惊的决定:回祖国!他说:从出国的那天起,我就没想过会在国外呆下去。

  他一直都在思考,中国该如何抓住这次机会,在信息技术领域赶超发达国家。那时欧洲发达的量子信息研究,在国内竟是一片空白,不仅不被承认,还被认为是伪科学。一心想做研究的他处处碰壁,连基础的科研经费都申请不到。

  

  无奈之下,他应聘了几个国外大学的教职,打算安安心心讲学做实验。没想到就在这时,他曾发表的“量子态隐形传输”论文,被《自然》杂志选为:“百年物理学21篇经典论文”,与它一同入选的,还有“爱因斯坦建立相对论”等重大成果。消息传到国内,立刻引起了轰动,他提交的科研项目申请,也迅速获得了批准。

  

  2001年,他在中科大组建了,量子物理和量子信息实验室。那时,他感叹的说道:“过去,我们在科研领域,常常扮演追随者和模仿者的角色,研究方向的选定、科研项目的设立,都要先看看国际上有没有人做过。量子信息是一个全新的学科,我们必须学会和习惯做领跑者和引领者。”把学生送出去深造,他们全都学成归国!

  说起来容易,做起来却很难,他曾在国内做过科普演讲,演讲中,他用最生动浅显的方法,讲量子叠加态、量子纠缠,可下面的学生却说:老师,我很认真听了,但是听不懂。然后,学生就不听了,转而去玩游戏、刷朋友圈去了。

  他心里着急,我们国家,之所以没有诺贝尔物理学奖,原因也许就在其中吧,对科学没有真正的兴趣,怎么能培养出诺贝尔奖大师呢?

  他不由得想起了曾在欧洲的经历,在欧洲留学的时候,他曾到阿尔卑斯山山区大峡谷,那里很少有外国人会去游历。有一次,他见到一个80多岁,满头白发坐在轮椅上的老太太,她见到中国人后非常高兴,就问他:你是干什么的?他说:我是做量子物理的,然后她进一步问:你做量子物理的哪一方面?他说:我就是做那个叫做量子信息,量子态隐形传输,用英文就叫做,像时空穿越里面的这么一个东西。没想到,老太太竟说:我读过你在《自然》杂志发表的那篇文章。当时他非常感动,一个80岁的老太太还对科学保持着,这样一种原始兴趣的初心!

  

  在欧洲,对于科学,一个乡村老太太都会感兴趣,那时的他就发现:人类对于科学,是有一种天生好奇心的。那他觉得:如果现在中国人,对科学都没有这种原始冲动了,没有兴趣了,那我们怎么可能,变成一个真正有创新的国家呢?

  

潘建伟及其团队

  于是回国后他就想方设法,去激发学生们的求知欲和好奇心。他会将学生们送到世界上最好的实验室去深造。而他的弟子们学成之后,没有一个人留在国外,都毫不犹豫地回到他的身边。

  2009年,潘建伟在人民大会堂看《复兴之路》的展览,他心潮澎湃地给自己的学生发了一条短信:宇翱,我正在人民大会堂看《复兴之路》,感触良多!

  甚望你能努力学习提升自己,早日学成归国为民族复兴、科技强国尽力!

  这条短信,陈宇翱一直保存到了今天,他说,我能感受到老师当时心情的激动,他是多么迫切为祖国科技建设做出贡献!而这些年轻量子物理学家们更知道:潘建伟组建的团队,就是他们成长和工作最好的地方。老师所传达的信念:“在中国做出世界一流科研成果”,也是他们的初心。

  带领“梦之队”实现弯道超车正是他的这份执着和努力,他的团队掌握了:国际上最好的冷原子技术,最好的精密测量技术,最好的多光子纠缠操纵技术。如今,他的团队被称作“梦之队”,有着中国最顶尖的物理学家团队,2005年和2013年,他和团队成员陈宇翱,先后获得欧洲物理学会“菲涅尔奖”。

  

潘建伟(右一)和陈宇翱(左一)

  

潘建伟(右一)和陆朝阳(左一)

  2012年,潘建伟荣获国际量子通信奖,成为此奖项的首位华人物理学家。2016年,潘建伟团队荣获年度 “国家自然科学奖一等奖”。

  

  此奖被认为是中国自然科学领域最高奖,那时,他才45岁,从而他成为中国最年轻院士之后拿到国家自然科学奖最年轻的科学家!没有信息安全就没有我们国家的安全!之后,他的科研创新不断,2016年,他和团队自主研制的,世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”,在酒泉卫星发射中心发射成功,这意味着中国量子保密通信技术,成功了一半。

  

量子科学实验卫星“墨子号”发射成功

  量子通信是目前理论上被证明无条件安全的通信手段。

  潘建伟说:量子其实就是一个小小的颗粒,比如15瓦的小灯泡,每秒钟都会发射出万万亿颗小颗粒,我们把这个小颗粒称之为量子。平时我们上网,

  都是通过光通讯把信息在网络里传来传去。但是在传输的过程中,如果旁边有一个窃听者,就可以拿走一点能量,他就会知道我们在说什么。

  

  而量子颗粒因为非常小,是在用最小的颗粒传输信息。潘建伟说:量子卫星的一个主要任务,就是量子保密通讯。这可以在很大程度上改善我们的信息安全。

  在信息安全的传统领域,中国一直落后,长期受制于人。潘建伟曾迫切又焦急地说:我想我们至少应该有一种需求,一种强烈的动机,尽快找到一种手段,不要让别人看我们,全部都是透明的!没有信息安全,就没有我们国家的安全!

  

  潘建伟说:在我们之前,没有任何可以借鉴的成功经验。世界第一颗量子卫星的发射成功,给了中国科学家极大的信心,将来,中国还会尝试发射更多的量子通讯卫星。在5-10年的时间里构建包含国防、金融、政务、商业等领域的绝对安全的全球量子保密通信网。

  

  现在,卫星已相继完成星地高速量子密钥分发、量子纠缠分发和地星量子隐形传态实验三大科学目标,成为量子通信通向实用化的“关键一步”。中国能够率先在量子领域实现突破,对美国实现相关技术的弯道超车,有着重要意义。

  

  潘建伟团队在量子领域的成果,已经用在了中国的潜艇上。潜艇最大的特点是隐蔽性,作战时需要长时间在水下潜航,但潜艇在深水中的通讯和导航却受到严重影响。

  而中国最近完成了一项试验,潜艇在海里不用上浮,连续航行数月,最后到达指定位置,而且还可以传输大量数据。这一切都是因为潘建伟为潜艇研制的专用量子导航定位系统,使其能在水下完整接收卫星信号。

  

  鉴于中国在水下通信和导航技术上获得的突破,日媒希望同中国在该领域进行相关技术的深度合作。而美媒则呼吁中国能够针对该技术同其它国家进行分享。凭借对祖国保密事业的巨大贡献,他也因此获得了,2016年感动中国十大人物。

  

  两个月前,世界首条量子保密通信干线——“京沪干线”正式开通;结合“京沪干线”与“墨子号”的天地链路,我国科学家成功实现了洲际量子保密通信。

  该线路开通后,实现了连接北京、上海,贯穿济南和合肥全长 2000 多公里的量子通信骨干网络,并已在交通银行、工商银行京沪间远程应用。

  爱散步,爱吃野菜,这个科学家有点萌!

  无数人都称赞他,说他是中国离诺贝尔奖最近的人。奖项众多,盛誉不断,可在他眼里,自己对物理学的钻研,跟这些奖没有任何关系,他甚至提议:科学的成就不需要奖来肯定。在他看来,自己所做的努力,只是来自于最初的好奇心。

  

  生活中的他喜欢在工作间隙,悠闲散步,捡捡树枝和板栗。

  

  也爱做点小菜,尤其喜欢家乡的野菜。

  

  他还喜欢和儿子玩有趣的物理游戏。在他眼里,在和自然近距离接触的状态下,还原人类最初的状态,和自然没有隔阂,与自然融为一体,保持初心,这才是真正对物理学的追求。

  

  现在的他还希望,在地月拉格朗日点上放一个纠缠光源,向地球和月球分发量子纠缠。如果这个梦想能实现,潘建伟将摘取这个领域“皇冠上的明珠”。

  他说:发展量子通信、量子计算技术是国家重大需求,是我义不容辞的责任,而把量子世界最奇怪的问题搞清楚,也是我内心最大的原动力。

  人常说,“朝闻道夕死可矣”,他却说:无论什么时候,只要把为什么会有量子纠缠搞明白,我马上就可以死,没有问题的。但是现在可能还搞不清楚,所以我就想活得长一点,我想把它搞明白。

  

  一个真正的科学家,必须保持初心,必须有责任心,必须有无穷的耐心,去理解这个宇宙是怎么样的?这就是科学探索的动机,而这也一定是他能成为,中国最好的量子物理学家的动机。而今天中国教育所缺失的,恰恰就是这种,被应试教育所磨灭掉的,对自然,对科学,最初的好奇心。

  

  在巨大的名利声望前,潘建伟坚守学术的真谛,这是学者最难能可贵的。

  他嗅每一片落叶的味道,对世界保持着孩童般的好奇,只是和科学纠缠,保持与名利的距离,站在世界的最前排,和宇宙对话,以先贤的名义,做前无古人的事业!这是感动中国人物颁奖典礼上,对他的赞美之词。

  今天,请让我们向这位燃烧自己、实现中国科技强国梦的科学家——潘建伟,致敬、点赞!

  为中国有这样的科学家而骄傲!

  让更多中国人知道他!

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