不懈地與量子糾纏，潘建偉團(tuán)隊(duì)于1月8日以“多光子糾纏及干涉度量”研究成果，問(wèn)鼎國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

　　2001年，潘建偉回到中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)建立實(shí)驗(yàn)室。一路走來(lái)，他和團(tuán)隊(duì)一起在量子信息領(lǐng)域取得了多次重大突破，先后六次獲得英國(guó)物理學(xué)會(huì)、美國(guó)物理學(xué)會(huì)評(píng)選的年度國(guó)際物理學(xué)重大突破等榮譽(yù)。

　　科技進(jìn)入20世紀(jì)，隨著計(jì)算能力提高，難題來(lái)了：曾經(jīng)堅(jiān)不可摧的密碼在竊聽(tīng)與黑客攻擊下面臨越來(lái)越大的隱患。

　　“突破信息安全的瓶頸對(duì)于保護(hù)公民和國(guó)家機(jī)密資源至關(guān)重要?！迸私▊グ涯抗馔断蛄肆孔油ㄐ?。

　　量子通信是目前被嚴(yán)格證明的最安全通信方式，但其實(shí)現(xiàn)難度超乎想象。經(jīng)過(guò)多年努力，2007年，潘建偉團(tuán)隊(duì)利用誘騙態(tài)方法，在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)安全通信距離超過(guò)100公里的光纖量子密鑰分發(fā)，開(kāi)啟了量子通信技術(shù)實(shí)用化大門(mén)。

　　但新問(wèn)題又隨之而來(lái)。城市中光纖資源豐富，利用光纖來(lái)實(shí)現(xiàn)量子通信固然是最有效的途徑。但光纖有不可避免的損耗，隨著距離增加，光子幾乎全部被吸收。這意味著僅靠光纖，量子通信只能停留在短距離應(yīng)用上。

　　潘建偉很早就意識(shí)到這一點(diǎn)，在發(fā)展光纖量子通信技術(shù)的同時(shí)，開(kāi)展自由空間中的量子通信研究。2005年，潘建偉團(tuán)隊(duì)發(fā)表了題為“13公里自由空間糾纏光子分發(fā)：朝向基于人造衛(wèi)星的全球化量子通信”的論文，證明當(dāng)糾纏光子分發(fā)經(jīng)過(guò)相當(dāng)于整個(gè)豎直大氣層后，其糾纏特性仍能保持，向世人宣告通過(guò)衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)全球化量子通信成為可能。此后，他們的一系列突破，為最終實(shí)現(xiàn)星地量子通信奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　在國(guó)家發(fā)改委支持下，項(xiàng)目組開(kāi)始籌建“京滬干線”，預(yù)計(jì)2016年底建成連接北京和上海的千公里級(jí)廣域光纖量子通信網(wǎng)絡(luò)；首顆“量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星”將于2016年發(fā)射，以初步構(gòu)建我國(guó)“天地一體”的廣域量子通信體系。未來(lái)的量子通信，在原理上完全保密，不能被竊聽(tīng)，將在國(guó)防、政務(wù)、金融等領(lǐng)域會(huì)有非常重要的應(yīng)用。

　　對(duì)糾纏態(tài)的研究，可為將來(lái)高速度的量子計(jì)算機(jī)打下基礎(chǔ)。“求解一個(gè)包含1024個(gè)變量的方程組，利用目前最快的天河2號(hào)超級(jí)計(jì)算機(jī)要100年，而利用工作頻率比天河2號(hào)還要慢一萬(wàn)倍的量子計(jì)算機(jī)，只要0.01秒?！迸私▊フf(shuō)。

　　在潘建偉團(tuán)隊(duì)組建之初，國(guó)際上對(duì)多光子糾纏實(shí)驗(yàn)制備和操縱幾乎空白。為了攻克這一世界性難題，潘建偉項(xiàng)目組與之糾纏了近十年。2003年，團(tuán)隊(duì)終于實(shí)現(xiàn)四光子糾纏態(tài)，此后一直保持著糾纏光子數(shù)目的世界紀(jì)錄。團(tuán)隊(duì)基于多光子糾纏操縱技術(shù)，在國(guó)際上率先實(shí)現(xiàn)了紹爾算法、拓?fù)淞孔蛹m錯(cuò)、快速求解線性方程組算法、量子機(jī)器學(xué)習(xí)等幾乎所有重要量子算法的驗(yàn)證。在未來(lái)10到15年，在某些特定問(wèn)題處理方面將具備超越目前最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)的能力。

　　與量子的糾纏，是一場(chǎng)接力長(zhǎng)跑?！耙寣?shí)驗(yàn)室成為百年老店，需要不同學(xué)科背景的年輕人才?！痹谂私▊セ貒?guó)之初，國(guó)內(nèi)量子信息領(lǐng)域人才儲(chǔ)備極為薄弱。他一面招收研究生和博士后，一面選派學(xué)生到國(guó)際先進(jìn)小組學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)人才和技術(shù)的積累和儲(chǔ)備。

　　如今，以彭承志、陳宇翱、陸朝陽(yáng)等為代表的青年學(xué)者組成了強(qiáng)大的研究團(tuán)隊(duì)。英國(guó)《自然》雜志指出：“這標(biāo)志著中國(guó)在量子通信領(lǐng)域的崛起，從十年前不起眼的國(guó)家發(fā)展為現(xiàn)在的世界勁旅，將領(lǐng)先于歐洲和北美?！?/p>

　　潘建偉下一步的科研路線：“要通過(guò)量子通信研究，實(shí)現(xiàn)天地一體的全球范圍量子通信網(wǎng)絡(luò)；通過(guò)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，揭示高溫超導(dǎo)、高效人工固氮等復(fù)雜物理體系的規(guī)律；通過(guò)量子精密測(cè)量研究，實(shí)現(xiàn)新一代自主導(dǎo)航、醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)、引力波探測(cè)?！?/p>

　　他與量子的糾纏仍在繼續(xù)。

　?。萍既?qǐng)?bào)上海1月8日電）