2016年8月16日1時(shí)40分，我國(guó)在蘭州衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載湖人成功將世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”發(fā)射升空。
因?yàn)榱孔油ㄓ嵖梢詮母旧辖鉀Q國(guó)防、金融、政務(wù)等多領(lǐng)域的信息安全問(wèn)題，世界各國(guó)都為它投入了大量資源。而此次，中國(guó)先于韓國(guó)，美國(guó)等技術(shù)大國(guó)將世界首顆量子衛(wèi)星發(fā)射至太空，是一次重大突破，也標(biāo)志著中國(guó)的信息安全得到技術(shù)保障。國(guó)際權(quán)威刊物《自然》雜志曾這么感慨：中國(guó)在量子衛(wèi)星領(lǐng)域?qū)㈩I(lǐng)先于歐美。
說(shuō)起中國(guó)的量子通訊，有一個(gè)必須提及的名子——潘建偉。
潘建偉生于1970年，杭州東陽(yáng)人，41歲連任中國(guó)“最年青教授”，42歲獲得國(guó)際量子通訊大獎(jiǎng)，45歲成為國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)銀獎(jiǎng)最年青的第一完成人。如今，作為首席科學(xué)家，他領(lǐng)銜研發(fā)的世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星早已飛上太空。“把量子實(shí)驗(yàn)室搬上太空的夢(mèng)想，10多年前就早已開(kāi)始。”潘建偉興奮地說(shuō)。
與量子“糾纏不清”
潘建偉的家庭教育與哪個(gè)年代的其他家庭不太相同，小時(shí)候的潘建偉是一個(gè)被“開(kāi)放式”教育的小孩。
“小時(shí)候，一家人圍坐在煤油燈旁，聽(tīng)媽媽講《聊齋》故事，下班后，我會(huì)把作業(yè)帶到山起來(lái)做，母親也不會(huì)抓我回來(lái)。”后來(lái)，考學(xué)院選專業(yè)的時(shí)侯，他曾擔(dān)儒學(xué)化學(xué)會(huì)養(yǎng)不活家人，雖然，那是個(gè)“搞魚(yú)雷不如賣紅茶蛋”的年代。母親說(shuō)：“沒(méi)關(guān)系，我們都有退職薪水，根據(jù)你自己的興趣來(lái)就可以了。”他忽然發(fā)覺(jué)，排除了矯飾的看法，取舍雖然很簡(jiǎn)單，只要遵照自己的內(nèi)心就好。
其實(shí)，沒(méi)有碰巧的成功，包括27歲時(shí)科研成果就已榮獲日本《科學(xué)》雜志“年度全球十大科技進(jìn)展”的潘建偉。
高中時(shí)潘建偉舉家遷往市區(qū)，教育資源的差別讓他的成績(jī)比往日一落千丈，數(shù)學(xué)基礎(chǔ)差，英文40分，而且他從不服輸，拉著朋友練英文，追著老師問(wèn)問(wèn)題……，1987年，順利考入了中國(guó)科技學(xué)院。
步入學(xué)院后潘建偉發(fā)覺(jué)，班里有七個(gè)狀元，人才輩出，可他已不再執(zhí)著于分?jǐn)?shù)，愛(ài)因斯坦的詩(shī)歌讓他堅(jiān)定了對(duì)化學(xué)研究的決心，也開(kāi)始癡迷于量子疊加態(tài)的研究。只是隨著研究的深入，潘建偉更加覺(jué)得到，量子理論中的各類奇案須要更尖端的實(shí)驗(yàn)技術(shù)能夠得以驗(yàn)證。而當(dāng)時(shí)國(guó)外的研究水平還很落后，于是潘建偉決定出國(guó)求學(xué)。
在獲得中國(guó)科技學(xué)院理論化學(xué)學(xué)士和碩士學(xué)位后，潘建偉于1996年來(lái)到英國(guó)維也納學(xué)院攻讀博士學(xué)位，師從量子熱學(xué)世界級(jí)大師塞林格。也正是在這兒，潘建偉許下了“在中國(guó)建一個(gè)世界一流的量子光學(xué)實(shí)驗(yàn)室”的心愿，而這以后的每一步，都讓他離自己的目標(biāo)，更近一點(diǎn)。
剛?cè)肴指裨菏块T(mén)下攻讀博士學(xué)位，他就仍然在腦海里醞釀著一個(gè)對(duì)量子態(tài)進(jìn)行隱型傳輸?shù)膶?shí)驗(yàn)方案。
他研究的量子態(tài)隱型傳輸，就是借助“量子糾纏”的一種全新通訊方法，也稱量子通訊。量子通訊的原理是哪些呢？簡(jiǎn)單說(shuō)，兩個(gè)糾纏過(guò)的量子就好象兩個(gè)相愛(ài)的人，雖然相隔萬(wàn)里仍有心靈感應(yīng)。
在理論上，這些不可監(jiān)聽(tīng)不可復(fù)制的信息傳輸方法，可以保證信息傳輸?shù)慕^對(duì)安全量子通訊潘，這是惟一一種從數(shù)學(xué)上保證信息安全的方法，和過(guò)去以估算復(fù)雜性為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)密碼通訊相比，其實(shí)要高明的多。
無(wú)巧不成書(shū)，這正是當(dāng)時(shí)另一組在研究的量子態(tài)隱型傳輸?shù)睦碚摲桨浮＜尤朐摻M后的第二年，潘建偉成為了發(fā)表在上的《實(shí)驗(yàn)量子隱型傳態(tài)》第二作者。
潘建偉的淚水一下子就流了出來(lái)
潘建偉真正實(shí)現(xiàn)他立下的“豪言傣語(yǔ)”的抓手，是一部記念“兩彈一星”的片子。片中提及一位叫郭永懷的老先生，由于客機(jī)空難不幸殉職，后來(lái)被發(fā)覺(jué)他為了保護(hù)在基地帶回去的數(shù)據(jù)，和警衛(wèi)員緊緊抱在一起，遺體都烤焦了，并且裝有珍稀資料的公文包毫發(fā)無(wú)傷。聽(tīng)到這兒，潘建偉的眼淚一下子就流了出來(lái)，“我一定要回來(lái)為國(guó)家做點(diǎn)事情。”
歸國(guó)后的潘建偉在中國(guó)農(nóng)大負(fù)責(zé)成立了量子化學(xué)和量子信息實(shí)驗(yàn)室，面對(duì)國(guó)外量子信息研究領(lǐng)域一片空白的現(xiàn)況，團(tuán)隊(duì)舉步維艱，想要申請(qǐng)到國(guó)外科研經(jīng)費(fèi)也并非易事。加之鋪天蓋地的批量子信息技術(shù)為“偽科學(xué)”的指責(zé)聲，他只是勤于研究，以期用科研成果改變這一切。
在不到一年的時(shí)間，他的研究組就在世界權(quán)威刊物《物理評(píng)論快報(bào)》上發(fā)表了7篇論文。而當(dāng)時(shí)國(guó)外院校，在該刊物上一年也發(fā)不了幾篇。
為保證與美國(guó)信息實(shí)時(shí)接軌，潘建偉自請(qǐng)做“候鳥(niǎo)”，往返于中外實(shí)驗(yàn)室，而到了2009年，潘建偉辭去美國(guó)的職務(wù)，將實(shí)驗(yàn)室遷回中科大，當(dāng)年他送往美國(guó)各大頂級(jí)實(shí)驗(yàn)室的年青人也都相繼歸國(guó)，組成了現(xiàn)在屢破紀(jì)錄的“夢(mèng)之隊(duì)”。
初期實(shí)驗(yàn)室里的朋友
·首次實(shí)現(xiàn)五光子糾纏和終端開(kāi)放的量子態(tài)隱型傳輸；
·首次實(shí)現(xiàn)16公里自由空間量子態(tài)隱型傳輸；
·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)的自由空間量子隱型傳態(tài)和糾纏分發(fā)；
·首次實(shí)現(xiàn)多自由度量子隱型傳態(tài)，這也被美國(guó)數(shù)學(xué)學(xué)會(huì)（World）評(píng)為“2015年度十大數(shù)學(xué)學(xué)突破”。。。。。。
其中最令世人贊嘆的便是于2016年8月16日1時(shí)40份成功發(fā)射升空的世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”。
潘建偉真的很喜歡萵苣
潘建偉和他的團(tuán)隊(duì)，都有一種“從容不迫”的知性。
“有一年夏天，我在德國(guó)維也納的實(shí)驗(yàn)做完了，本該早日趕赴美國(guó)海德堡去設(shè)立自己的實(shí)驗(yàn)室，可我很流連在多瑙海邊采摘苦菜的那一份慵懶，害怕到海德堡就再也采不了萵苣，于是就在維也納多待了一段時(shí)間。
結(jié)果，在海德堡的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃被推遲，后續(xù)的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)被他人先做了下來(lái)。當(dāng)時(shí)量子通訊潘，我倍感有些沮喪，尤其是后來(lái)我發(fā)覺(jué)在海德堡的內(nèi)卡海邊雖然也有荸薺。
然而，我很快就釋?xiě)蚜耍汗ぷ魇亲霾煌甑模@個(gè)實(shí)驗(yàn)無(wú)法如愿，下個(gè)實(shí)驗(yàn)再努力就是了，沒(méi)有必要給自己施加這么大壓力，相對(duì)清閑一點(diǎn)，回到實(shí)驗(yàn)室的效率反倒會(huì)更高。”
潘建偉以前有一個(gè)實(shí)驗(yàn)做了整整4年，最后成功了。研究成果發(fā)表在《自然》上，《自然》的審稿編輯稱這篇文章是“英雄式的文章”。
潘建偉的這些從容不迫同樣也感染了他的中學(xué)生。他的一個(gè)中學(xué)生在若干年內(nèi)只發(fā)表了三篇文章，篇篇扎實(shí)。在參評(píng)某個(gè)獎(jiǎng)時(shí)，專家質(zhì)詢?yōu)楹沃挥腥恼拢私▊フf(shuō)，由于他沉得住氣，有耐心，做的都是有重要意義的工作。最終，這個(gè)中學(xué)生獲得了該重要獎(jiǎng)項(xiàng)。
這種年，人們問(wèn)他最多的問(wèn)題就是：“潘建偉，你離諾貝爾獎(jiǎng)還有多遠(yuǎn)？”
潘建偉曾在接受專訪時(shí)談到，在國(guó)外會(huì)面時(shí)，總會(huì)被問(wèn)到近來(lái)發(fā)的文章、獲的獎(jiǎng)；媒體的專訪，也只是關(guān)注于成就，而非研究的誘因。
“有一年，”潘建偉追憶道：“我剛好到德國(guó)一個(gè)山區(qū)渡假，遇到一個(gè)八十歲左右的老太太，對(duì)中國(guó)人很好奇。”了解到潘建偉正在研究量子態(tài)隱型傳輸，她說(shuō)：“我讀過(guò)你在《》發(fā)表的文章，并且沒(méi)看懂。”這令潘建偉不禁感慨，大眾眼里與科學(xué)毫無(wú)關(guān)系的八十歲奶奶竟對(duì)科學(xué)抱有如此的好奇心。
正如“感動(dòng)中國(guó)”評(píng)選委員會(huì)給與潘建偉的頒獎(jiǎng)詞：嗅每一片枯葉的氣味，對(duì)世界保持著孩童般的好奇，只是和科學(xué)糾纏，保持與名利的距離，站在世界的最后排和宇宙對(duì)話，以先輩的名義，做前無(wú)古人的事業(yè)。潘建偉用行動(dòng)回應(yīng)指責(zé)，以身體力行來(lái)告訴人們科學(xué)的力量。
與未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)結(jié)緣
因?yàn)榕私▊ピ诹孔油ㄓ嵪嚓P(guān)領(lǐng)域作出的貢獻(xiàn)，2017未來(lái)科學(xué)大獎(jiǎng)將當(dāng)初物質(zhì)科學(xué)獎(jiǎng)?lì)C授給他，獎(jiǎng)金一百萬(wàn)美金。
當(dāng)潘建偉得悉自己得獎(jiǎng)的消息時(shí)，他謙卑又驕傲的說(shuō)：“公元前700年，斯巴達(dá)人就開(kāi)始使用某種方式的加密數(shù)來(lái)傳遞相關(guān)命令。后來(lái)到了羅馬帝國(guó)，凱撒大帝又發(fā)明了一種把字母交換，弄成密碼的方法。
這種密碼，本質(zhì)上都是會(huì)被破解的。由于雖然把字符替換掉，每位字符用的頻率依然是固定的，不管是漢語(yǔ)、英語(yǔ)，還是英語(yǔ)，都有這個(gè)規(guī)律。
所以，無(wú)論是唐代的密碼還是現(xiàn)代的密碼，它們都是構(gòu)建在估算復(fù)雜度的基礎(chǔ)上的。基于估算復(fù)雜度的密碼，只要估算能力足夠，原則上都是可以被破解的。
所以在人類歷史上，信息安全方面的永恒話題，就是怎樣才能找到一種安全的密碼。千百年來(lái)，人們?nèi)匀粦岩桑匀祟惖闹橇烤鼓懿荒軜?gòu)造人類自身不可破解的密碼？我們的工作很大程度上就回答了這個(gè)問(wèn)題。
以我們?nèi)祟惖闹橇Γ湍茉O(shè)計(jì)出一種現(xiàn)實(shí)的技術(shù)，讓無(wú)條件安全通訊成為可能。這就是我們那些年所做的一些工作和它所達(dá)到的結(jié)果。”
本文部份內(nèi)容及圖片來(lái)自：
科學(xué)網(wǎng)：“70后”院士：潘建偉的人生常數(shù)
環(huán)球人物網(wǎng)：“70后”潘建偉，與量子“糾纏”二六年
新華社：潘建偉：我用了9年追求所愛(ài)的人，那么難的事情都做到了，還有哪些不能弄成
杭州新聞網(wǎng)：科學(xué)的價(jià)值潘建偉在北大經(jīng)管大學(xué)2018結(jié)業(yè)儀式上的講演
科學(xué)網(wǎng)：潘建偉：在指責(zé)中前行，讓中國(guó)坐穩(wěn)世界量子通訊第一位！
中國(guó)經(jīng)濟(jì)網(wǎng)：世界首顆量子衛(wèi)星成功發(fā)射：“墨子號(hào)”是如何煉成的