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中国又诞生一名世界级“巨星”,他是最有可能穿越时空的人!

发布时间:2017-12-21  发布者:yunduan  浏览次数:448

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,与伦琴发现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……

潘建伟,绝对是中国科技界诞生的又一颗“巨星”!

《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?

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,潘建伟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。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。

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。


回国去!做量子领域的引领者!

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?

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”。

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”。

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!·

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。

自己所做的努力,只是来自于最初的好奇心

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。

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。

(转自21财经观察)

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