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[光明日报]潘建伟:在团队和国家的迭加态上探索求知

陈海波 《 光明日报 》( 2013年12月08日   03 版)
 
 

  “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,这个人只能处于0或1的状态。但在微观世界,物质不仅能处于0或1,也能处于它们的迭加状态,也就是说同时处于0和1,即0+1的状态。”43岁的中科院院士潘建伟略显兴奋地向记者解释量子世界。

  

  

  “搞不清楚是最好的”

   

  

  1992年,潘建伟从中国科学技术大学近代物理系本科毕业。“进大学时之所以学物理,是因为觉得物理可以带给人成就感。只要你掌握物理原理,什么都可以推导出来。在牛顿力学理论里,自然界物质的运动规律和相互作用完全由力学定律支配和决定。”

  

  这种决定论使潘建伟觉得科学很伟大,但又很沮丧。“如果一切由定律决定并可推导出来,那么,我们的世界是一个宿命的存在。”他说。

  

  由决定论衍生出来的宿命论,使潘建伟感到一丝悲观。好在,不久他发现了一个变化如鬼魅、无法预知的世界——由量子力学主宰的微观世界。量子理论认为,物质可以同时处于多个可能状态的迭加态,当被观测或测量时,才随机地呈现某种确定的状态。

  

  这种不确定性令潘建伟着迷。“从哲学上讲,量子力学是一种积极的科学,充满变化,催人奋进。”他说,“搞不清楚是最好的,它会推动着你继续搞下去。”

  

  于是,潘建伟留在中科大攻读理论物理,进入到量子世界。当时,国内量子物理研究主要集中于理论方面,由于科研条件的限制,实验水平与国外有不小的差距。潘建伟深知,实验水平上不去,理论上也难以有大突破。1996年,潘建伟在中科大获得理论物理学硕士学位后,远赴奥地利维也纳大学攻读实验物理学博士学位。

  

  彼时,他的梦想是,在中国建立一个世界领先的量子实验室。

  

  

  不失去做领跑者的机会

   

  

  1997年,潘建伟和同事在国际上首次实验实现了量子态隐形传输,这个实验被公认为量子信息实验领域的开山之作,《科学》杂志将其列为年度全球十大科技进展。1999年,该工作同伦琴发现X射线、爱因斯坦建立相对论等重大研究成果一起,被《自然》杂志选为“百年物理学21篇经典论文”。

  

  此后,他和同事又完成了“国际上首次实现量子纠缠交换”“首次实现三光子纠缠及其非定域性检验”等一系列突破。潘建伟逐渐意识到,中国人也有能力做前沿科技的引领者。

  

  2001年,潘建伟放弃国外为他建立实验室的计划,回到中国建立了他梦寐已久的量子物理与量子信息实验室。“在许多领域,我们国家常常扮演着追随者和模仿者的角色。现在我们要努力在量子信息这个新兴领域做领跑者和引领者,这个机会不能失去。”潘建伟说。

  

  有了实验室,还需要有人才。由于量子信息研究具有多学科性,为储备人才,潘建伟将不同学科背景的年轻人送出国门,分赴剑桥、牛津、斯坦福等大学的量子信息研究小组锻炼。2008年,团队成员悉数回国。

  

  

  在求知中“观测”自己和国家

   

  

  这个团队确实走在了世界的前头。他们在国际上首次实现了复合系统量子隐形传态、远距离的自由空间量子隐形传态与双向量子纠缠分发、绝对安全距离超过百公里的量子密钥分发、国际上首个全通型量子通信网络……并始终保持着纠缠光子数的世界纪录。

  

  “在光量子纠缠操纵和量子通信方面,我们最终走到了领跑的位置。”潘建伟谈到他的团队时说,未来,他们将进一步推进量子通信的实用化,并推动量子物理的应用基础研究。

  

  领跑中的潘建伟并没有忘记能使他持续飞跃的推动力。“我们国家有着高效的体制,”他说,“一旦我们的科学研究获得了国家的认可,国家会提供最好最有效的保障来推动科技成果的实现,这是西方国家难以比拟的。”

  

  领跑中的潘建伟也没有忘记当年的起步点。“我的兴趣仍是探索未知,更喜欢也更适合待在实验室,做前沿基础研究。”他意在给我国量子信息的应用和产业化提供土壤,如同这个国家为他探索未知提供了土壤一样。

  

  用量子理论比喻,潘建伟处于“团队”和“国家”的迭加态上,在探索求知的过程中,“观测”到了自己和国家,并最终向“国家”的状态演化。(本报记者 陈海波)

  

  

  光明日报2013-12-8http://epaper.gmw.cn/gmrb/html/2013-12/08/nw.D110000gmrb_20131208_4-03.htm?div=-1

 
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