潘建伟 与量子结缘21年被质疑也执着向前

作为让量子通信驰骋于天地之间的物理学家，潘建伟带领的团队在量子通信技术方面实现了国际领跑。早年为了把最先进的技术学回来，潘建伟将一批学生“量身定制”并送往世界顶尖的实验室。当他告诉学生国家需要他们时，当年答应回来的，都回来了。

2017年12月19日，国际顶尖学术期刊《自然》在最新一期的特写板块中发布了年度十大人物。中国科学技术大学教授、量子通信科学卫星“墨子号”首席科学家潘建伟上榜。 在不同场合听“量子之父”潘建伟用通俗易懂的语言畅谈有关量子研究的一切，又会发现他和一般的科研人员不一样，在探究事物本质的热情之外，更有资源整合的智慧，颇有社会活动家的风采。

从1997年算起，潘建伟已与量子结缘21年。即便在最初那些被人质疑为“伪科学”的日子，他也执着向前，终于在国际量子信息科学领域从追随者变成了领跑者。

20世纪，随着计算能力提高，曾经坚不可摧的密码在窃听与黑客的攻击下不堪一击。据评估，相关犯罪每年会带给全球数千亿美元的经济损失。在潘建伟看来，突破信息安全的瓶颈对于保护公民和国家的机密资源至关重要。

于是，他把目光投向量子纠缠。处于量子纠缠的两个粒子，无论相距多么遥远，对其中一个粒子的测量会瞬间改变另外一个粒子的状态，如果试图窃听或偷走任何一个粒子的信息，只会一无所获。

这是迄今唯一安全的通信方式，核心是制备微观粒子并实现多粒子纠缠。

然而，实验的进程却超乎想象地困難。激光管每秒钟发出的光子约有1016个，要把它们一个个分离出来，加载信息，再传输出去——仅是制造单光子已经阻力重重，更何况，潘建伟和他的团队还要进一步实现多光子纠缠。由于难度巨大，国际上对多光子纠缠的实验制备和操纵几乎一片空白。

为了攻克这一世界性难题，潘建伟的项目组与之苦苦纠缠了近10年。“我们有责任让国家和老百姓享受科学成果。”潘建伟，就这样操纵着单个粒子，解开微观粒子蕴含的诡秘和矛盾，把它们送进我们的未来生活。

在位于合肥的中国科学技术大学（简称“中科大”）实验室里，学生们私下称潘建伟是“Mr.Nature（自然先生）”。因为在过去21年，他带领团队在量子物理与量子信息研究领域取得的科研突破，屡屡在国际权威学术期刊《自然》《科学》上发表，是毫无疑问的量子科学界“大牛”。但对于自己的专业选择，潘建伟非常谦虚。“从中学到大学，一直觉得数学、英文都很难，只有物理简单。”他打了个比方，说物理是一门“带很少行李就能出门”的学科——记住很少的公式，就可以推导出很多结果。

在中科大念本科时，潘建伟第一次接触量子力学。毕业后，他留在中科大攻读理论物理学硕士学位，研究量子基本理论。然而，验证量子理论的设想需要尖端的实验技术，但当时国内的实验科学和国际相比还有很大的差距。

1996年，潘建伟到奥地利因斯布鲁克大学攻读博士。在导师塞林格的实验室里，他很快进入状态。1997年，以他为第二作者的论文“实验量子隐形传态”在《自然》杂志上发表，被《科学》杂志评为年度全球十大科技进展。此后，他和同事又先后在国际上首次完成量子纠缠交换，三光子、四光子纠缠及其非定域性检验，量子纠缠纯化等重要实验。

潘建伟通过一个个实验赢得了肯定，但他念念不忘要回国建一个世界一流的量子实验室。国内当时对于量子信息科学的了解不多，有人甚至质疑这是“伪科学”，但潘建伟并不动摇，每年都利用假期回国讲学，和国内前辈一起探讨我国量子信息领域发展。

2001年，潘建伟回国组建了量子信息实验室。为了不和国外脱节，他在很长一段时间内都是国内国外两头跑：在国内继续开展量子信息实验研究的同时，到国外学习经验，并且有针对性地选送学生到国际顶尖的实验室学习。

但质疑之声也随之而来。有人说他是“假回国、真骗钱”，他能做的就是埋头干，尽快出成绩。经过几年的积累，潘建伟研究团队完成了充分的技术积累和人才储备。2008年，他放弃了在国外大学的兼职岗位，将在国外的实验装置陆续搬迁回中科大，分散在海外的年轻人也陆续回国，组成了以青年学者为骨干的研究团队。

不管是在位于上海浦东新区的中科大上海研究院，还是在合肥中科大，潘建伟接受采访时穿的T恤都是同一个款式，左胸口的“Boss”字样，倒是很贴切地概括了他在团队中的角色。作为量子卫星首席科学家，如何搭建顶尖团队，如何通过体制创新留住人才，如何在与外界的协同发展中保持量子研究的国际领先位置，都是他需要面对的问题。

搞科研，人才是关键。早年为了把最先进的技术学回来，潘建伟送了一批学生出国，由于这些学生都是“量身定制”去往世界顶尖的实验室，如何“收回来”很考验智慧。“首先，把学生送出去之前就有过约定，希望他们学成后能回来一起做一件伟大的事，一件有意义的事。”有个故事潘建伟院士很有感触——美国总统肯尼迪到美国宇航中心去，发现门口负责扫地的清洁工也很有自豪感，认为自己正在帮忙把人们送到月球上去。潘建伟至今记得2009年国庆前夕，在北京国家博物馆参观完“复兴之路”主题展后内心非常激动，给大洋彼岸的学生们发短信：国家需要你们回来。让他感到欣慰的是，当年答应回来的学生，都回来了。

但作为一个召唤者，除了在精神上鼓励青年人才，也必须在科研和生活条件上保证他们无后顾之忧。“毕竟大家都拖家带口的，有一个高尚的目标吸引大家，待遇也应该有吸引力。”

人才的争夺也非常激烈，“和谷歌、IBM这样的企业相比，如果我们开出的待遇是30（万），别人说能给200（万），那即使有高尚的目标，也架不住家人不乐意。”考虑到这些，潘建伟跟一些企业沟通，说服他们效仿谷歌、IBM，直接资助前沿研究。“目前已经跟阿里巴巴有合作，企业每年提供一笔经费，能够把别人拼命来挖的人留下来，抵挡恶性人才竞争。”

“如果说当年杨振宁和李政道先生证明中国人在国外可以做很好的‘科学，我们现在的团队证明了中国人在国内也可以做很好的‘科学。”潘建伟说。

潘建伟最初与“量子”结缘时，还需要应对“伪科学”质疑，但他坚定前行，如今在多个方向实现超越。问他是什么支撑他一路走到量子科学研究最前沿？他的回答是“兴趣和责任”。

这一路不容易。刚回国的时候，很多人习惯性地问：这个研究美国有没有在做？“如果他们没在做，就会觉得不靠谱。因为中国人更习惯跟进、模仿。”此外，搞协同创新曾遇到“以谁为主”的难题。“以科学家为主，还是以工程师为主？这需要慢慢磨合。量子卫星的成功，可以说是科学和工程的完美结合。”

他们的研究逐渐得到认可。美国马里兰大学的量子物理学家克利斯朵夫·门罗说：“每一次我看到他们的研究进展时，都会感到震撼。”2017年7月，潘建伟以及他在中国科学技术大学的团队报告他们打破了量子隐形传态的记录，他们将地球上一个光子的量子态传送到1400千米高空轨道卫星上的一个光子上。9月，团队利用该卫星向北京和维也纳发射纠缠光子，生成的量子密钥允许两地的团队在完全安全的条件下视频通话。因为检测光子的行为会扰乱它们的量子态，所以潜在的黑客不可能在不引起注意的情况下拦截密钥。

此次实验是一次“历史性事件”，潘建伟的前博士导师、目前任职于维也纳大学的合作者安东·蔡林格评论道。他还表示，潘建伟的团队在量子互联网方面已遥遥领先。量子互联网是由卫星和地面设备组成的网络，可实现在全球共享量子信息。

在潘建伟的带领下，中国成为远距离量子通信技术的领导者。在2017年12月19日，潘建伟入选国际顶尖学术期刊《自然》的年度十大人物。

《自然》发文评价潘建伟乐观积极，充满激情，在说服经费资助机构方面同样表现出非凡的能力，“他打心底里相信中国政府会支持他的下一个大计划：耗资20亿美元、耗时5年的量子通信、度量和计算项目，这与2016年宣布的耗资12亿美元的欧洲量子旗舰项目相对应”。

潘建伟的过人之处在于能找到关键问题且敢于冒险，“拥有他是中国之大幸。”门罗说。