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2025年09月26日
【学习时报】量子强国路上的筑梦者

潘建伟,中国科学技术大学教授、中国科学院院士,中国量子通信领域的奠基人之一。他放弃国外优越条件归国工作,面对学科交叉质疑、科研经费短缺等多重阻力,始终挺起“硬脊梁”,带领团队从零起步,一步步搭建起中国量子科技的根基,将中国推向量子通信领域的国际领先地位。而中国科学技术大学所在地的安徽合肥,借此成为我国量子科技创新的重要策源地和前沿阵地。

科学理想与家国情怀的双重驱动。1970年3月,潘建伟出生于浙江东阳。自年少时起,物理便是他最喜爱的学科。1987年,潘建伟考入中国科学技术大学近代物理系,自此踏入神奇的量子世界。1996年硕士毕业后,他远赴量子科研重镇——奥地利因斯布鲁克大学攻读博士学位,师从量子实验研究领域的著名物理学家安东·蔡林格,得以深入量子力学的前沿阵地。留学期间,潘建伟成果斐然。1997年,他以第二作者身份撰写的论文《实验量子隐形传态》在国际顶级期刊《自然》发表。这一成果被公认为量子信息实验领域的开山之作,还入选年度全球十大科技进展。

中国科学技术大学物理系的首任主任是赵忠尧。得知新中国成立的消息后,他历经重重波折从美国回到祖国怀抱。在他的引领下,中国科学技术大学近代物理系培养出一大批既精通理论又擅长实验的优秀人才。受赵忠尧等前辈科学家“为祖国强大贡献力量”精神的感召,潘建伟博士毕业后,怀揣着“学成必然回国奉献”的使命,毅然踏上归途,决心为国家科技发展倾尽心力。面对国外抛出的优厚待遇橄榄枝,他态度坚定:“我热爱物理,热爱科学,但我更是一名中国人。我希望能在自己的国家,将科学研究做到世界前沿,这份成就感是无可替代的。”

摆脱学科壁垒与技术困境。满怀报国热忱回到国内,潘建伟将研究重心放在量子信息领域,然而等待他的挑战远超预期。量子信息作为一门新兴交叉学科,在当时的国内学界尚未得到广泛认可。物理学界对这一研究方向持怀疑态度,信息学领域也将他视作“外来者”,双重困境导致科研经费申请举步维艰。潘建伟在有限的条件下潜心钻研,连续奋战在实验室中,持续在国际顶级期刊发表高水平论文,不断产出具有国际影响力的科研成果。其间,《实验量子隐形传态》与爱因斯坦建立相对论等重大科学成果一同被《自然》杂志评为“百年物理学21篇经典论文”。正是由于不懈的努力和由之取得的丰硕成果,量子信息学科最终在国内学界站稳脚跟,并成为重要研究方向。

破解学科壁垒已属不易,实现核心技术自主突破更是难上加难。以量子科学实验卫星“墨子号”研制为例,潘建伟曾遭遇“天地对准”这一关键技术难题。所谓天地对准,是指“墨子号”与地面站之间需实现精确的光束对准,唯有如此,才能顺利完成量子态隐形传输与量子纠缠分发。潘建伟曾生动比喻这一难题:“卫星在太空中以每秒近8公里的速度飞行,就像一列高速行驶的列车。而在一公里之外,有一个不停高速旋转的小储蓄罐,罐口只有一条窄边。我们要做的,就是按照要求,一次次把硬币精准投进罐子里。”其难度无异于在飞行的子弹上点燃火柴,并精准传递到另一颗飞行的子弹。为攻克这一难关,潘建伟曾尝试向国外寻求技术支持,却因国外严密的技术封锁屡屡碰壁。这让潘建伟深刻认识到:“核心技术不是‘求’来的,只能靠自己攻关!”经过上千次反复实验,他们研发的“复合轴跟瞄系统”,将跟踪精度提升至0.1角秒,远超国际同类设备水平,将这项技术做到“世界最优”,也极大提振了团队的科研自信。

以“心灵契约”打造量子梦之队。早在留学期间,潘建伟就清晰地意识到,要在国内推动量子信息科学发展,必须组建一支具备国际水平的研究团队。因此,他一方面积极与国际同行交流学习,汲取先进经验;另一方面,悄悄为回国后的科研布局做准备。2001年,潘建伟正式回国后即着手组建自己的研究团队。2009年,在观看新中国成立60周年《复兴之路》演出时,潘建伟心潮澎湃,当即给远在国外的学生们逐一发送信息,以“共同建设世界一流实验室”为目标,号召大家早日回国,为民族复兴贡献力量。中国科学技术大学教授陈宇翱回忆起当时的情景,仍难掩激动:“看到那条短信时,我特别振奋,恨不得立刻放下手机回国。”

在潘建伟的感召下,陈宇翱、陆朝阳等多位青年科学家先后放弃国外优厚条件,回到祖国怀抱,一支中国量子科技“梦之队”就此成型。有人曾好奇地问潘建伟:“你们是不是有特别的待遇条约,才能让大家都愿意回来?”潘建伟坚定地回答:“我们之间没有任何书面条约,靠的是一份‘心灵契约’。我们有着共同的理想与心愿——回到中国,在中国科大建成世界一流的量子光学与量子信息实验室。”在国家的大力支持下,潘建伟带领这群满怀壮志的归国青年,整合各方优势,携手搭建量子科技大厦的“四梁八柱”。他们逐步建立起涵盖量子通信、量子计算、量子精密测量三大方向的完整科研体系,成功推动中国跻身全球量子科技发展的领跑者行列。

从技术突破到战略安全。从“墨子号”量子卫星升空,到量子“京沪干线”开通,从“九章号”量子计算原型机问世,到“祖冲之号”实现技术跨越,潘建伟带领团队一次次突破技术极限,使中国在量子计算领域完成从“跟跑”到“并跑”再到“领跑”的华丽转身,为应对未来量子计算机对传统加密体系的冲击提前做好技术储备。量子通信凭借“不可克隆、不可分割、不可预测”的独特性,能从根本上保障信息传输的绝对安全,因此被广泛应用于国防、国家安全、金融等关键领域。

潘建伟团队始终将科研方向与国家战略紧密结合,他曾形象地解释量子通信的重要性:“如果别的国家抢先造出量子计算机,我们现有的公钥体系在其面前就如同‘裸奔’,毫无安全可言。而有了量子保密通信,就像给我们的信息安全穿上了一件‘防弹衣’。”由潘建伟主导的“京沪干线”量子通信工程与“墨子号”量子卫星项目,直接服务于国家信息安全需求,为金融、政务等领域提供“原理上无条件安全”的信息传输保障,被誉为国家信息安全的“防弹衣”。

记者:张晓亮 来源:《学习时报》 2025年09月26日 第05版

原文链接:https://paper.studytimes.cn/cntheory/2025-09/26/content_9953925.html


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