在位于上海浦東的中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)上海研究院，潘建偉院士和他的同事們正在為將于2016年發(fā)射的量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星緊張地工作著。

　　從本科時(shí)與“量子”結(jié)緣，潘建偉已經(jīng)與“量子”打了20多年交道。

　　出國是為了更好地回國服務(wù)

　　在中國科大念本科時(shí)，潘建偉第一次接觸到了量子力學(xué)，量子理論中蘊(yùn)含的種種神秘令他著迷。本科畢業(yè)前，他集中研究和總結(jié)了量子世界的各種佯謬，寫進(jìn)了畢業(yè)論文。此后，潘建偉繼續(xù)在中科大攻讀理論物理碩士學(xué)位，研究方向是量子基本理論。隨著研究的深入，潘建偉越發(fā)認(rèn)識(shí)到，量子理論中的各種懸疑需要尖端的實(shí)驗(yàn)技術(shù)才能得以驗(yàn)證，而當(dāng)時(shí)國內(nèi)在這方面還比較落后，本沒有出國打算的他選擇了出國留學(xué)。

　　1996年，潘建偉來到奧地利因斯布魯克大學(xué)，第一次見面，導(dǎo)師塞林格問他，“你的夢(mèng)想是什么？”“我要在中國建一個(gè)和您的實(shí)驗(yàn)室一樣的世界領(lǐng)先的量子光學(xué)實(shí)驗(yàn)室?！贝撕螅私▊ヒ恢庇眯袆?dòng)踐行著這個(gè)承諾。

　　僅僅一年之后，潘建偉便與同事一起在國際頂尖雜志《自然》上發(fā)表了首次實(shí)現(xiàn)量子隱形傳態(tài)的學(xué)術(shù)論文，該成果被公認(rèn)為量子信息實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域的開山之作，被美國物理學(xué)會(huì)、歐洲物理學(xué)會(huì)和《科學(xué)》雜志評(píng)入“年度10大進(jìn)展”。這項(xiàng)工作使潘建偉堅(jiān)定了從事實(shí)驗(yàn)量子物理研究的信心，此后又先后在國際上首次完成了量子糾纏交換，三光子、四光子糾纏及其非定域性檢驗(yàn)，量子糾纏純化等重要實(shí)驗(yàn)。

　　潘建偉在奧地利攻讀學(xué)位時(shí)期，正是量子信息這門新興科學(xué)開始蓬勃發(fā)展的年月。從1997年開始，潘建偉每年都利用假期回到中科大講學(xué)，通過各種渠道為我國在量子信息領(lǐng)域的發(fā)展提出建議，并帶動(dòng)一批研究人員進(jìn)入這一領(lǐng)域，希望祖國能在信息技術(shù)領(lǐng)域抓住這次趕超發(fā)達(dá)國家并掌握主動(dòng)權(quán)的機(jī)會(huì)。中國科學(xué)院和母校中國科大也及時(shí)給予他支持，2001年，潘建偉得到中科院650萬元的資金支持，加上國家自然科學(xué)基金委支持的40萬元，在導(dǎo)師張永德教授和近代物理系同仁的支持下，潘建偉開始在中國科大著手組建實(shí)驗(yàn)室。

　　引領(lǐng)中國團(tuán)隊(duì)成為世界勁旅

　　當(dāng)時(shí)國內(nèi)量子信息領(lǐng)域的研究水平和人才儲(chǔ)備都很薄弱，要實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室從無到有，還需要繼續(xù)學(xué)習(xí)。潘建偉再次回到歐洲，跟隨已經(jīng)轉(zhuǎn)到維也納大學(xué)的塞林格，繼續(xù)從事多光子糾纏方面的合作研究，“我們必須與國際先進(jìn)小組保持密切聯(lián)系，向他們學(xué)習(xí)，才能更快地前進(jìn)。”

　　這段時(shí)間，潘建偉像“候鳥”一樣國內(nèi)國外兩頭跑，一邊在國外學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，一邊指導(dǎo)國內(nèi)的研究生建立實(shí)驗(yàn)室。不到一年時(shí)間，潘建偉在國內(nèi)的研究組作為第一單位在權(quán)威雜志《物理評(píng)論快報(bào)》上發(fā)表了7篇論文。2004年，他們?cè)趪H上首次實(shí)現(xiàn)了五光子糾纏和終端開放的量子態(tài)隱形傳輸，《自然》雜志發(fā)表了這一成果，同時(shí)入選歐洲物理學(xué)會(huì)和美國物理學(xué)會(huì)評(píng)選出的“年度國際物理學(xué)重大進(jìn)展”，這對(duì)中國科學(xué)家來說還是第一次。

　　量子信息是計(jì)算機(jī)、信息科學(xué)與量子物理相結(jié)合而產(chǎn)生的交叉學(xué)科，需要不同學(xué)科背景的人才、技術(shù)和較高強(qiáng)度的經(jīng)費(fèi)支持，在快速推進(jìn)國內(nèi)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的同時(shí)，潘建偉開始通過從國內(nèi)招收研究生和博士后、選派學(xué)生到國際先進(jìn)小組學(xué)習(xí)等方式培養(yǎng)這方面的研究力量，完成了光與冷原子量子信息技術(shù)方面至關(guān)重要的人才和技術(shù)原始積累。

　　分眾深耕。潘建偉的人才布局從中國科大起步，分別輻射奧地利因斯布魯克大學(xué)、英國劍橋大學(xué)、德國馬普量子光學(xué)所、瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)、美國斯坦福大學(xué)……，最終再回歸中國科大。2008年，潘建偉帶領(lǐng)在德國的團(tuán)隊(duì)整體回歸中國科大，其他分布在海外各地的年輕人也陸續(xù)回國，以陳宇翱、陸朝陽、張強(qiáng)、趙博等為代表的一批優(yōu)秀青年學(xué)者組成了一支強(qiáng)大的研究團(tuán)隊(duì)。

　　2004年至今，潘建偉團(tuán)隊(duì)取得了一系列具有重要國際影響的研究成果：首次在國際上實(shí)現(xiàn)五光子糾纏和終端開放的量子態(tài)隱形傳輸；首次實(shí)現(xiàn)具有存儲(chǔ)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需的“量子中繼器”；首次實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了八光子薛定諤貓態(tài)；利用八光子糾纏首次實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了拓?fù)淞孔蛹m錯(cuò)；首次實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了百公里量級(jí)的自由空間量子隱形傳態(tài)和糾纏分發(fā)……英國《自然》雜志在報(bào)道潘建偉團(tuán)隊(duì)量子通信研究成果的新聞特稿《量子太空競賽》中指出，“在量子通信領(lǐng)域，中國用了不到10年的時(shí)間，由一個(gè)不起眼的國家發(fā)展成為現(xiàn)在的世界勁旅，將領(lǐng)先于歐洲和北美。”

　　仰望星空 也要腳踏實(shí)地

　　“科學(xué)家要做原始創(chuàng)新，為國服務(wù)?！迸私▊ビ兄鞔_的科研路線圖：通過量子通信研究，從初步實(shí)現(xiàn)局域的量子通信網(wǎng)絡(luò)，到實(shí)現(xiàn)多橫多縱的全球范圍量子通信網(wǎng)絡(luò)，以保證信息傳輸?shù)慕^對(duì)安全；通過量子計(jì)算研究，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)時(shí)代信息的有效挖掘；通過量子精密測(cè)量研究，實(shí)現(xiàn)新一代定位導(dǎo)航……

　　“科研需要群體作戰(zhàn)，不能單打獨(dú)斗”。近年來，中科院以中國科大為依托，適時(shí)成立了中科院量子信息與量子科技前沿卓越創(chuàng)新中心，將加快推動(dòng)該領(lǐng)域的發(fā)展作為“率先行動(dòng)”計(jì)劃的重要布局，同時(shí)通過整合院內(nèi)相關(guān)研究所和南京大學(xué)、國防科大等優(yōu)勢(shì)高校，在教育部支持下成立了量子信息與量子科技前沿協(xié)同創(chuàng)新中心，按“最優(yōu)、最簡、互補(bǔ)”的原則對(duì)我國量子信息領(lǐng)域的主體研究力量進(jìn)行了初步整合，為下一步更好更快發(fā)展打下了基礎(chǔ)。

　　“兩個(gè)中心集聚了國內(nèi)最優(yōu)秀的科學(xué)家和科研團(tuán)隊(duì)”，潘建偉說，“我們希望能瞄準(zhǔn)世界科學(xué)前沿和國家重大需求，為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步做點(diǎn)貢獻(xiàn)”。

　　早在2008年秋，潘建偉團(tuán)隊(duì)就在合肥建立了世界上第一個(gè)光量子電話網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了“一次一密”加密方式的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)通話，真正做到“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)。2012年和2014年，潘建偉團(tuán)隊(duì)分別建成了國際上規(guī)模最大的量子通信網(wǎng)絡(luò)“合肥城域量子通信試驗(yàn)示范網(wǎng)絡(luò)”和“濟(jì)南量子通信試驗(yàn)網(wǎng)”，標(biāo)志著大容量的城域量子通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)成熟。

　　目前，在國家發(fā)改委的支持下，千公里光纖量子通信骨干網(wǎng)工程“京滬干線”項(xiàng)目也正在穩(wěn)步建設(shè)，將于2016年底前后建成連接北京和上海的高可信、可擴(kuò)展、軍民融合的廣域光纖量子通信網(wǎng)絡(luò)，推動(dòng)量子通信技術(shù)在國防、政務(wù)、金融等領(lǐng)域的應(yīng)用。與此同時(shí)，潘建偉團(tuán)隊(duì)正在牽頭實(shí)施中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)，將于2016年發(fā)射首顆“量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星”，旨在實(shí)現(xiàn)高速星地量子通信并連接地面的城域量子通信網(wǎng)絡(luò)，初步構(gòu)建我國的廣域量子通信體系。

　　“科學(xué)研究不僅要仰望星空，也要腳踏實(shí)地。”潘建偉感慨，“我們不僅要關(guān)注原始創(chuàng)新，也要鼓勵(lì)成果轉(zhuǎn)化，為國計(jì)民生多做些工作，讓普通老百姓享受科技帶來的利益。我們的團(tuán)隊(duì)正在朝著這個(gè)方向努力?！?/p>