据新华社上海5月28日电(记者陈良杰、杨金志、王琳琳)年轻的中科院院士潘建伟带领团队,致力于量子通信、量子计算等量子信息技术研发,成功抢占这一领域的国际前沿高地,为国家科技进步做出重大贡献。

“量子殿堂”

成绩的背后是“精神”。潘建伟团队的核心成员平均年龄不到40岁,人人都有在国外从事科学研究的经历。“从来就没打算在国外一直待下去”。团队成员学成后全部回国,不负当年“在中国建设世界一流量子物理与量子信息实验室”的“君子协定”。他们用新时期的“钱学森精神”追逐心中的“中国梦”。

量子是最小的、不可再分割的能量单位。在玄妙的微观世界里,量子物理是“主宰者”。

“打个形象的比喻,在经典物理学范畴中,一个人不可能既在北京又在上海。如果将人在上海定义为0,在北京定义为1,那么常识告诉人们,这个人只可能处于0或1的状态。”潘建伟说,“然而,在微观世界里,物质却可同时处在0+1的状态,即二者的‘迭加态’。量子理论认为,量子可以同时处于多个可能状态的迭加态,只有当被观测或测量时,它们才会随机呈现某种确定的状态。利用这些特性,人类可以实现极高安全的量子通信、极其快速的量子计算。”

潘建伟1970年出生,1992年从中国科大近代物理系本科毕业。当时,他已逐步接触到量子力学。1996年,在中国科大获得理论物理学硕士学位后,潘建伟选择远赴量子物理的研究重镇——奥地利因斯布鲁克大学,师从国际量子物理学家塞林格教授,攻读实验物理学博士学位。

1997年底,潘建伟及其同事在国际上首次实现量子态隐形传输的实验,被国际物理学界公认为量子信息实验领域的“扛鼎”之作。十多年来,他的研究成果多次入选欧洲、美国、中国权威机构评选的年度重点进展；他还先后获得欧洲物理学会菲涅尔奖、国际量子通信奖、何梁何利基金“科学与技术成就奖”等。

2011年,41岁的潘建伟当选中科院院士。近年,潘建伟团队构建的“量子通信热线”,经历了多次重大应用的考验,为通信安全做出了重要贡献。量子通信已成为我国为数不多的具有世界领先水平的尖端技术。

“落子布局”

世纪交替之际,一系列突破性研究成果的取得,让潘建伟逐渐意识到:中国人不仅可以是前沿科学的追赶者,更能担当领跑者。由此,更大的“棋局”在他的脑海铺陈开来。

2001年,当很多人认为潘建伟会在国外永久居留时,他却坚持回国,在中国科大着手组建量子物理与量子信息实验室,招兵买马,广纳贤才。

参与实验室创建的“元老”将潘建伟比作出色的“棋手”,不仅因为他对研究方向的战略统筹,而且因为他对人才的排兵布阵。

在研究方向的统筹规划上,团队成员陈帅说:“举凡大科学家,不仅科研本领过硬,管理能力也一定非常优秀。在日常工作中,潘老师主要负责明确总体目标,给出大的方向,至于实现路径,他从不限制我们。在潘老师的带领下,起初大家从各自最擅长的几个点开始突破,然后一一展开,不断深入。最终,准确地判断,成就了团队的迅速成长,也激活了每个成员的强项。”

精兵强将,相继到位,实验室搭建紧锣密鼓。就在这关键当口,潘建伟做出了一个极为大胆的决定——将“孩子们”送出去。“我们必须时刻保持同国际先进小组的密切联系,从他们那里学习世界最前沿的知识和技能。”

“哲学家小路”

2003年,量子存储成为量子通信领域的前沿。为了占据制高点,潘建伟决定,一边建设国内开张不久的实验室,一边以玛丽·居里讲席教授的身份到国际领先的海德堡大学物理所从事合作研究。此后数年,潘建伟在欧洲通过各种渠道申请经费支持,将国内团队成员以及新物色到的好苗子,源源不断地引入海德堡实验室深造。

“流光溢彩”的海德堡时光,无不印刻在每个团队成员的内心深处。

“在海德堡,我们几乎每天都在心无旁骛地做研究。逢年过节,潘老师总会张罗一次20余人的家庭聚会,和大家一起下厨,烹调各式各样的菜肴。”生于1979年的张强说。

“在海德堡内卡河北岸的山丘上有一条著名的‘哲学家小路’,历史上,许多诗人、哲学家曾在那里散步、思考。平时每到下午4时,潘老师都会叫大家一起去散步,而我的第一个工作题目——量子中继的设计方案,就是在与潘老师散步的过程中聊出来的。”1979年出生的赵博说。

三五年的美好时光静静流逝。这时候,潘建伟又作出一个出人意料的决定:把精心培育的好苗子再次送出去,分赴美国斯坦福大学、英国剑桥大学、德国马普光学所、奥地利因斯布鲁克大学等,从事不同学科的博士或博士后研究。在潘建伟的推荐和量身定制下,很多人转换了专业,也拓展了视角,放宽了思路。

“君子协定”

把“孩子们”从国内带到海德堡,又从海德堡推向全世界,潘建伟难道不担心谁“翅膀硬了”会飞走,留在国外不回国?

潘建伟心里有数,他了解“孩子们”。

2008年,在完成了充分的技术积累和人才储备后,潘建伟放弃了海德堡的教职回国全职工作。为了“海外军团”着想,一方面,他把实验室重心从合肥转移到更加国际化的上海；另一方面,他倾其所能为团队成员争取各类经费和待遇,解除他们的后顾之忧。

从2008年到2013年,陈帅、彭承志、张强、陈宇翱、赵博、陆朝阳等相继回国,聚集到中科大上海研究院从事相关研究工作。

“出国前,潘老师就曾与我们一道认真剖析过团队的薄弱点,为了让实验室的研究方向更加齐备,尽快补齐短板,我们决定分工合作,奔赴不同国家学‘手艺’。”陈宇翱说,“从一开始,每个团队成员都在心里与潘老师签订了一份‘君子协议’——出国就是为了更好地回来!”

当前,网络和信息安全成为国家安全极其重要的领域。如何优化并确保我国量子通信的“绝对安全”?潘建伟坦言,还有很多难关需要攻克。

值得庆幸的是,在量子通信领域,虽然世界上还有其他几个优秀的小组,但中国科研团队已站在领跑的位置。

“现在,我们的压力与其说来自外界,还不如说来自团队内既合作又竞争的氛围。”张强笑着说,“与海外生活相比,国内的节奏明显更忙、更累、更紧张,但这一切的付出,都是为了我们共同的目标——抢占制高点。”

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