強(qiáng)調(diào)中國人在國內(nèi)一樣可以做出國際領(lǐng)先的成果;希望建立覆蓋全國的量子通信網(wǎng)絡(luò)

一場報(bào)告,不下10次掌聲,結(jié)束后,里三層外三層的聽眾“圍堵”報(bào)告人要簽名。這不是明星的簽售會,而是潘建偉在中國科學(xué)院大學(xué)演講的現(xiàn)場。

潘建偉身上有太多光環(huán)。他29歲時(shí),參與的論文被評為“百年物理學(xué)21篇經(jīng)典論文”之一,35歲獲得歐洲物理學(xué)會菲涅爾獎,41歲成為中國當(dāng)時(shí)最年輕的院士,42歲獲得國際量子通信獎,2017年12月,入選《自然》2017年度國際十大科學(xué)人物。他主持研發(fā)的世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號”2016年飛向太空,完成了量子通信的一大飛躍。

不過眼前的潘建偉,面帶笑容,講話語速很快,時(shí)不時(shí)拋出一個(gè)“梗”,惹得臺下學(xué)生鼓掌大笑。

作為在改革開放中成長起來的一代人,潘建偉提到最多的就是科學(xué)研究要開放交流,他講述了自己一步步的成長求學(xué)之路,從只想讀個(gè)中專,到對導(dǎo)師講出自己要建世界一流量子實(shí)驗(yàn)室,從只身一人,一步步組建團(tuán)隊(duì),走在科學(xué)前沿……科學(xué)報(bào)國、敢想敢闖,是潘建偉不斷強(qiáng)調(diào)的,也是他對青年人的寄語。

談求學(xué)

從英語不好,到?jīng)Q心出國留學(xué)

講起自己的求學(xué)路,潘建偉不忘調(diào)侃自己的語言難關(guān)。“我學(xué)語言比較差,拼音搞不清楚,小學(xué)在農(nóng)村學(xué)習(xí),英語也沒學(xué)過,26個(gè)字母記下來都很困難。”潘建偉說。

“由于英語不好,我當(dāng)時(shí)不想上大學(xué),想考個(gè)中專算了。我父母鼓勵我,將來要研究科學(xué),不懂英語是不行的。”

語言帶來的挫敗在初二時(shí)迎來了轉(zhuǎn)機(jī)。“初二開始學(xué)物理,我覺得物理特別簡單,夏天躺在樓頂看星星,學(xué)過的物理知識就像放電影一樣一頁頁放出來,我就想去搞科學(xué)應(yīng)該比較好。”就這樣,潘建偉開啟了自己的科學(xué)之路。

上了大學(xué)的潘建偉選了理論物理專業(yè),“當(dāng)時(shí)不知天高地厚,”潘建偉說,“我想把學(xué)問搞得好一點(diǎn),將來出去用中文講學(xué)。”

但當(dāng)時(shí)中國科學(xué)研究的基礎(chǔ)與國外相比還是薄弱,與國外脫軌很多年。潘建偉回憶自己讀研究生時(shí),國外的文獻(xiàn)很貴,要先買一份回來復(fù)印,再給各個(gè)學(xué)校分發(fā)。但拿到文獻(xiàn)時(shí),跟國外的進(jìn)度相差至少半年。加之國內(nèi)研究者很難參與國際會議,投稿也很困難,使中國與國外的水平相差幾年。

“這樣你永遠(yuǎn)只能是跟隨者,不可能是引領(lǐng)者。”潘建偉強(qiáng)調(diào)。

“讀研的時(shí)候,我發(fā)現(xiàn)自己通過閱讀一些國外文獻(xiàn)獲取的知識,一些老師完全不知道。”那時(shí)起,潘建偉就下定決心要出國留學(xué),學(xué)習(xí)最前沿的科學(xué)技術(shù)。

1996年10月,潘建偉從北京飛到奧地利。他清晰地記得初見導(dǎo)師的情景,在導(dǎo)師Anton Zeilinger正對著阿爾卑斯山的辦公室,他對導(dǎo)師說,“我要在中國建一個(gè)世界一流的量子實(shí)驗(yàn)室。”

就這樣,潘建偉在奧地利的研究開始了,并不斷“升級”。

談研究

打越洋電話,把知識一點(diǎn)一點(diǎn)搬回來

從1997年開始,潘建偉就常常回國講學(xué),希望國家能很快跟上量子信息這個(gè)新興科技領(lǐng)域的發(fā)展步伐。但國內(nèi)對量子信息的不理解甚至不認(rèn)可使他陷入了尷尬的境地。

“那時(shí)候量子信息在別人看來不倫不類,既不像搞物理的,又不像搞信息的,甚至有人認(rèn)為是偽科學(xué)。”潘建偉說。

情況在1999年出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機(jī)。那一年,英國《自然》雜志評選了“百年物理學(xué)21篇經(jīng)典論文”,潘建偉曾參與的論文在列。國際學(xué)術(shù)界對量子信息的認(rèn)可,促成了潘建偉在國內(nèi)的科學(xué)研究進(jìn)展。

2001年,潘建偉開始在中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)組建量子信息實(shí)驗(yàn)室。初創(chuàng)期間,困難重重。因?yàn)檫M(jìn)行量子實(shí)驗(yàn),不僅需要光學(xué)知識,還要懂電子學(xué)、材料學(xué)、測探技術(shù)等。量子光學(xué)實(shí)驗(yàn)是潘建偉的強(qiáng)項(xiàng),但電子學(xué)卻是短板。他便把自己的同學(xué)楊濤拉入團(tuán)隊(duì),組織國內(nèi)團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn),自己則在維也納繼續(xù)吸收光量子調(diào)控的技術(shù)。

“我經(jīng)常從國外打電話給楊濤,討論國內(nèi)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)展。而我一旦了解到國外的最新進(jìn)展,就趁自己沒忘前,趕緊告訴國內(nèi)。就這樣一點(diǎn)一點(diǎn)把知識搬回來。”

2003年,實(shí)驗(yàn)室對光量子信息的實(shí)驗(yàn)技術(shù)已經(jīng)比較完善。但除了光的傳輸、操縱之外,信息的存儲非常重要,需要將光子所攜帶的信息存儲到接近絕對零度的冷原子介質(zhì)里面。

冷原子的技術(shù)成了下一個(gè)難關(guān)。于是,潘建偉便去德國海德堡尋求合作。

“我當(dāng)時(shí)跟我國內(nèi)的學(xué)生講,愿不愿意跟我去海德堡。”潘建偉笑著說,“但有一個(gè)條件,你們要答應(yīng)將來回國,和我一起開展工作,做一點(diǎn)有意義的事情。”就這樣,以“偉大的理想”為牽引,潘建偉與學(xué)生達(dá)成了“心靈的約定”。

隨后,潘建偉利用歐洲申請到的經(jīng)費(fèi)支持,又派遣學(xué)生到牛津、劍橋、斯坦福去掌握相關(guān)技術(shù),一步步把遠(yuǎn)距離量子通信所需要的人才和技術(shù)元素集中起來。

2008年,潘建偉回到中科大,出國的學(xué)生也陸續(xù)歸來。

回國后的團(tuán)隊(duì),已經(jīng)非常“全能”。在將光子的傳輸技術(shù)、存儲技術(shù)、冷原子模擬技術(shù)等融合后,中國的量子信息研究已經(jīng)開始走向世界的前列。

談工作

希望量子通信走進(jìn)千家萬戶

2016年8月,世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號”飛向太空,完成了量子通信的一大躍步。

此前,潘建偉團(tuán)隊(duì)經(jīng)歷了漫長的等待。

要知道,即使在實(shí)驗(yàn)室,最初的量子通信實(shí)驗(yàn)只能做到30幾厘米。在潘建偉提出要通過衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)幾千公里的量子通信時(shí),不少人質(zhì)疑是“胡說”。

2008年,潘建偉通過多次地面實(shí)驗(yàn),證明在太空與地面之間開展遠(yuǎn)距離量子通信的可能。衛(wèi)星量子通信的大門,向中國打開。

2011年,中科院迅速決策,量子衛(wèi)星先導(dǎo)專項(xiàng)正式立項(xiàng),再次走在了國外的前面。

談及這些成績,潘建偉認(rèn)為科學(xué)研究首先要有大膽的想象力,敢于創(chuàng)新。“要在調(diào)研基礎(chǔ)上有想象思維:構(gòu)思實(shí)驗(yàn)的時(shí)候要像詩人一樣大膽,分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的時(shí)候又要像工程師一樣謹(jǐn)慎。”

作為拓荒者,潘建偉時(shí)常要面臨諸多質(zhì)疑。“2003年,我們在科學(xué)院提出衛(wèi)星量子通信的時(shí)候,在國外是沒有先例的,所以質(zhì)疑很多。”

“但你看現(xiàn)在美國、歐洲已經(jīng)紛紛部署量子信息領(lǐng)域的國家戰(zhàn)略計(jì)劃,這都得益于中國的引領(lǐng)作用。”

展望量子通信的未來發(fā)展,潘建偉表示,希望建立覆蓋全國的量子通信網(wǎng)絡(luò),讓量子通信走進(jìn)千家萬戶。然而要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),光靠一顆衛(wèi)星是不行的,需要一個(gè)“星座”,即衛(wèi)星組建的網(wǎng)絡(luò),與地面的光纖網(wǎng)絡(luò)一起,建立起天地一體化的廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)。要一階段一階段來,不能一蹴而就。

談責(zé)任

年輕人一定要爭氣

在潘建偉眼里,用自己的研究推動國家的科技進(jìn)步,是科學(xué)家的責(zé)任。“科技報(bào)國”是他頻頻提到的字眼。

“趙忠堯先生在華人科學(xué)家里最早看到原子彈爆炸。他當(dāng)時(shí)用自己的薪水買了一些加速器的器件回國,結(jié)果回國中途被攔下,在面臨要么回美國、要么去臺灣、要么坐牢的選擇時(shí),趙忠堯先生選擇了坐牢,最后坐了兩個(gè)月的牢回到祖國。”潘建偉講述著老一代科學(xué)家的故事。

趙忠堯的自述曾寫道:“回想自己一生,經(jīng)歷過許多坎坷,唯一希望的就是祖國繁榮昌盛,科學(xué)發(fā)達(dá)。我們已經(jīng)盡了自己的力量,但國家尚未擺脫貧窮與落后,尚需當(dāng)今與后世無私的有為青年再接再厲,繼續(xù)努力。”

這段話,一直掛在潘建偉實(shí)驗(yàn)室的墻上。“我們實(shí)驗(yàn)室的同學(xué)每天都會看到。”

改革開放以來,中國國家經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,但一直依賴要素驅(qū)動,靠犧牲時(shí)間、環(huán)境。“我記得之前有次碰到宋健先生,他跟我說,我們一億條褲子換一架飛機(jī),一火車貨物換一皮包芯片。”潘建偉說。

“我當(dāng)時(shí)就想,我們科學(xué)家的責(zé)任是什么?我們科研投入大大增加了,但我們到底為新時(shí)代的發(fā)展做了什么?”

最后,潘建偉寄語年輕人,“一定要爭氣,中國人在國內(nèi)一樣可以做出國際領(lǐng)先的成果。但也不要覺得自己很牛了,我們還有很多東西要跟國外學(xué)習(xí)、交流,開放和交流不能停止。”