点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:潘建伟:与量子纠缠的人生
首页> 科普频道> 科学之子 > 正文

潘建伟:与量子纠缠的人生

来源:新华社2017-06-28 09:25

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  新华社合肥6月27日电(记者喻菲、徐海涛)“上帝是否掷骰子”,这个困扰过爱因斯坦的量子物理核心奥秘同样让潘建伟常常凝神思索,在他眉宇间刻出两道深深的沟痕。

  从潘建伟第一次认识到量子世界的诡谲离奇到沉迷其中不可自拔已过去20多年。为何会有量子叠加、量子纠缠这些奇异的现象尚无答案,他却一直致力于利用奇异的量子特性来制造不可破译的密码,发展保密通信,研制强大的量子计算机……

  世界首颗量子卫星“墨子号”从太空建立了迄今最遥远的量子纠缠,证明在1200多公里的尺度上,爱因斯坦都感到匪夷所思的“遥远地点间的诡异互动”依然存在。作为量子卫星首席科学家的潘建伟还有更大的目标——在地月间建立30万公里的量子纠缠,检验量子物理的理论基础,并探索引力与时空的结构。

  在很多人眼里,潘建伟是传奇:29岁,他参与的有关量子隐形传态的研究成果,同伦琴发现X射线、爱因斯坦建立相对论等影响世界的重大研究成果一起,被《自然》评为“百年物理学21篇经典论文”;31岁,任中国科学技术大学教授;41岁,成为中国当时最年轻院士;45岁,获国家自然科学一等奖……

  获奖无数的他,却说获奖是麻烦,易惹来非议。他是中国科学家中的明星,是媒体追逐的对象,但他不想当明星,只愿科学受到国人关注。

  缘起痴迷

  潘建伟1970年3月生于浙江东阳,自小成绩优秀。父母从不限制他,由他做感兴趣的事。1987年,他考入中国科学技术大学近代物理系。他对大学生活最深的印象是,同学间比着早起晚睡学习,拼命喝茶熬夜读书。

  2016年5月28日,在量子保密通信上海总控中心内,量子科学实验卫星首席科学家潘建伟院士演示实用化量子通信产品进行远距离保密通话。新华社记者才扬摄

  他的大学同学,如今是暗物质卫星科学应用系统总师的伍健回忆,潘建伟是个很有意思的人。他给潘建伟剃过头发,有点像马桶盖,但是潘并不生气。除了学习,潘建伟也很会享受生活,有次和同学跑到水库摸了一脸盆螺蛳回来,在宿舍煮着吃。

  1990年潘建伟第一次接触量子力学。那时他经典力学、电动力学、统计力学都学得很好,却完全搞不明白量子力学,有次期中考试量子力学差点没及格。

  “双缝实验中,人没有‘看’电子时,就不能说它是从哪条缝过去的,这实在太奇怪了,这不对啊。一个人要么在上海要么在北京,怎么会同时既在上海又在北京呢?”量子世界的奇怪与陌生让潘建伟陷入这样的苦思。

  现在回看,潘建伟认为这是最好的现象,“量子力学的创始人之一玻尔说,如果学了量子力学后,你不觉得奇怪,不觉得不可思议,不犯糊涂的话,那你根本就没学懂。”

  量子世界越古怪,潘建伟越想搞明白。于是,他选择与量子“纠缠”下去。

  他认识到,物理学终究是门实验科学,再奇妙的理论若得不到实验检验,无异纸上谈兵。然而,上世纪90年代中国缺乏开展量子实验的条件。1996年硕士毕业后,潘建伟赴量子科研的重镇——奥地利因斯布鲁克大学攻读博士学位,师从量子实验研究的世界级大师塞林格。

  一个理论物理专业的硕士,想要很快进入实验量子物理前沿,其中困难可想而知。为尽快掌握要领,潘建伟几乎整天泡在实验室里。

  塞林格在接受新华社记者采访时说,潘建伟刚来读博士时从未做过实验,但很有实验的天赋。“我派他和一个团队去做量子隐形传态的实验,那是非常复杂的实验。他立即就接受并投入其中,对实验充满热情。过了一段时间,他就成为该项实验的领军人物。”

  在老师眼里,当实验中出现问题,潘建伟从不退缩,把困难当做更上层楼的激励,大家总是听他说“情况很好”,这个非常乐观的人,总能找到解决问题的办法,大家都喜欢他。

  量子卫星与阿里站建立链路。(中科院提供)

  “毫无疑问,他现在是世界上这个领域最好的科学家,我非常为他骄傲。”塞林格说,“我也很鼓励他回国发展,这里有很好的机会。中国在量子通信领域已步入世界先进行列,这里有很大一部分是潘建伟努力的结果。”

  做盘“量子好菜”

  潘建伟掌握了先进的量子技术后,迫切地希望中国在信息技术领域抓住这次赶超发达国家并掌握主动权的机会。

  1997年起,他每年假期回到科大讲学,为中国在量子信息领域的发展提出建议,带动研究人员进入该领域。2001年,他获得中科院、国家自然科学基金委资助,在科大组建了量子物理与量子信息实验室。

  量子信息研究集多学科于一体,要想突破,须拥有不同学科背景的人才。有一手好厨艺的潘建伟知道,做盘好菜,需要各种各样的好原料。

  潘建伟将不同学科背景的年轻人送出国门,到德国、英国、美国、瑞士、奥地利等国学习锻炼。就这样,他的团队掌握了国际上最好的冷原子技术,最好的精密测量技术,最好的多光子纠缠操纵技术……

  近年,潘建伟团队已在《自然》《科学》《物理评论快报》等国际重要学术刊物上发表论文约200篇,被广泛引用。

  科学带来内心安宁

  实验中难免有让人灰心丧气的时候。但潘建伟说,做自己喜欢的事需要耐心,欲速则不达。“我愿意循序渐进地学习、工作。成功了,当然很高兴;不成功,也不觉得失落,就再来一次。关键是享受这个过程带来的乐趣。”

  量子卫星首席科学家潘建伟(2016年8月15日摄,双重曝光)新华社记者 金立旺 摄

  “追求量子物理的奥妙,能让人获得内心的从容和安宁,如同阳光灿烂的春天,走在青草地上般心情愉快。”他说。

  潘建伟是爱因斯坦的崇拜者,大学时就喜读《爱因斯坦文集》,“爱因斯坦的散文是最深刻、最美的,对于我,那就是天籁之音。”

  “研究量子物理对我的性格、思想产生了影响。在牛顿力学里面,0和1,黑或白,要么绝对正确,要么绝对错误。但量子力学告诉我们,对错、好坏是很难界定的,这时人就变得包容。”

  潘建伟在繁忙工作中参加了很多科普活动,还创办了以科普为目的的墨子沙龙。他说:“建设创新型国家,必须培养公众的科学兴趣,提升公众科学素养,否则就不可能建成真正创新的国家。”

  摘取物理“皇冠上的明珠”

  时光飞逝。量子世界一如既往地怪异、难以捉摸。神奇的量子纠缠能在时空中无限延展下去吗?

  “至少现在理论是这样的,但也许量子纠缠会受到引力影响,它的品质会下降。而通过不断地扩展量子纠缠分发的距离,在实验上探寻量子物理和相对论的边界,我们可能对时空结构和引力开展前瞻性研究。”潘建伟说。

  下一步,潘建伟希望在地月拉格朗日点上放一个纠缠光源,向地球和月球分发量子纠缠。通过对30万公里或更远距离的纠缠分发,来观测其性质变化,对相关理论给出实验检测。

  “我已经47岁了,希望在60岁左右退休前,把这个实验做完。”他说。

  如果这个梦想能实现,潘建伟将摘取这个领域“皇冠上的明珠”。

  潘建伟认为,发展量子通信、量子计算技术是国家重大需求,自己义不容辞,而把量子世界最奇怪的问题搞清楚,是自己内心的原动力。

  “量子力学为什么会这么奇怪,这个基本问题根本没有解决,我们可能还处于出发点上。对我来说,为什么会有量子纠缠,是最深层次的东西,我始终没有忘记。我把实验做下去,将来可能搞明白。”潘建伟说。

  他也认为,科学理论与实用技术不应被割裂,自己愿意竭尽全力推动量子技术发展。

  “用量子手段可以做很多事情,例如做原子钟、精密测量,甚至可用来做癌症的早期诊断。操纵好量子,将为人类带来巨大福祉。”潘建伟说。

[ 责编:肖春芳 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 浙江安吉:暑期乡村文旅热

  • 北京:机器人在公园“上岗”

独家策划

推荐阅读
这不只是一幅地质图,还是一套中国自主的图例标准。
2026-08-07 09:48
最近不少“中国神器”在全球刷屏。这些出圈的国货新品,早已摆脱低端代工、低价走量的旧标签,折射出中国制造的创新迭代与品质跃升。国货新品不断出圈、新产业蓬勃发展的背后,是中国制造的硬核实力。
2026-08-07 09:47
今年7月,国家药监局批准全球首个选择性食欲素2型受体激动剂上市,用于治疗16岁及以上青少年和成人1型发作性睡病。5月,恒瑞医药与百时美施贵宝达成新药授权合作,确定性付款9.5亿美元……今年以来,我国新药的好消息不断。
2026-08-07 09:47
在数据要素赋能方面,2025年国家数据局发布了100个公共数据“跑起来”示范场景,联合19个部门组织举办2025年“数据要素×”大赛并发布241个典型案例。
2026-08-07 09:46
近日,北京市14家市属公园陆续迎来多款机器人“新员工”,它们在公园“上岗”,承担清洁清扫、智慧巡检、问询导览、水面救援、绿化养护、生态监测等多项任务,将智慧服务融入公共生活。
2026-08-07 03:10
团队攻克了满足多功能、智能化的海缆敷设双通道布缆作业系统设计技术,使作业系统具备高度自动化和智能化水平。
2026-08-06 09:48
近日,云深处自主研发生产的四足机器人完成海关通关后出口瑞士,用于当地厂区安防、地下管网隐患排查等业务场景。“核电安全标准严苛,产品能够在瑞士核电站成功落地,充分印证国产机器人的稳定性和可靠性,我们已达成扩产合作意向。
2026-08-06 09:48
记者6日从中国科学院高能物理所获悉,我国科研人员领衔的北京谱仪Ⅲ实验国际合作组,历经15年实验研究,首次证明一类全新物质形态——胶球的存在。
2026-08-06 09:47
记者5日从中国科学院近代物理研究所获悉,该所科研团队与合作者依托强流重离子加速器装置(HIAF),成功产生并鉴别了稀有原子核铪-153。实验中,团队利用HIAF增强器提供的铋-209束流轰击石墨靶,通过弹核碎裂反应产生放射性核素。
2026-08-06 09:47
记者日前从陆军军医大学新桥医院血液病医学中心获悉,由该中心张曦教授和宋清晓研究员领衔的研究团队,首次揭示了皮肤慢性移植物抗宿主病(cGVHD)“久治难愈”的核心机制,找到了打破纤维化恶性循环的关键“开关”。
2026-08-06 02:30
最初,动画和实拍泾渭分明,然而随着手工转描、仿真合成、运动捕捉这类手段的引入,动画和实拍开始相互渗透。AI对动画与实拍的缝合,会将影像艺术彻底引向“泛动画”的时代。
2026-08-05 09:33
衣服透气不闷汗、个性化定制汽车交付快、人形机器人型号多,商品性能更好、生产效率更高、创新活力更足……近年来,这些生产生活中的变化,折射出纳米制造、柔性制造、共享制造等新趋势。
2026-08-05 09:26
在这样的微观世界里,科学家操控原子和分子,设计制造具有特殊性能的新材料、新器件,这就是纳米制造。目前,纳米制造已经实现在原子分子量级设计新材料,按需定制材料的储能、催化、防腐、导电等特性,突破传统制造的性能天花板。
2026-08-05 09:26
近日,中国农业科学院都市农业研究所联合国内外科研单位,发现了改良生菜体内的营养和风味物质的基因密码。生菜在被人类驯化与改良的漫长过程中,口感和营养发生显著变化,这背后离不开关键基因的“调控”。
2026-08-05 09:24
当地时间3日,在意大利佛罗伦萨举办的第46届国际空间研究委员会(COSPAR)科学大会上,中国气象局王劲松研究员荣获威廉·诺德伯格奖章。王劲松是首位获此殊荣的中国科学家,并同步获得一颗小行星命名。此次获奖表明,我国空间科学与应用领域研究成果获得国际学术界高度认可。
2026-08-05 07:40
石墨烯,单层碳原子排成的蜂窝薄膜,薄到极致。但把它一层层摞起来时,层与层之间如何错位——用专业术语叫作堆垛方式——会彻底改写材料的“脾气”。
2026-08-04 03:05
中国石化重庆川维化工公司5万吨/年特种聚乙烯醇(PVA)树脂装置日前顺利一次开车成功并产出合格产品,首批货品已发往欧洲。至此,川维化工PVA总产能达21万吨/年,跃居全球单一工厂中最大的高端PVA生产基地。
2026-08-04 03:05
菱方堆垛的石墨烯有一个天然“超能力”:电子彼此间的相互作用强,集体表现出超导、磁性等奇特行为。这在物理学上叫“强电子关联”——电子不再是各自乱跑的粒子,而是有着充分沟通的步调一致的集体,像一支训练有素的“乐队”。
2026-08-04 03:05
今年上半年,人工智能领域一系列标志性成果密集落地。在技术、应用、生态、治理的协力牵引下,人工智能产业迸发出前所未有的发展活力,赋能实体经济的成效持续凸显。
2026-08-04 09:31
近日,由人力资源社会保障部、安徽省人民政府共同主办的“创赢未来”创业大赛(以下简称“大赛”)全国赛在安徽合肥圆满收官。在大赛同步举办的创业安徽成果展区,一瓶瓶单原子农药整齐陈列,它们同样是“人工智能+创业”的杰作。
2026-08-04 09:31
加载更多