——记中科院院士、中国科学技术大学教授潘建伟

   “最近我们的一项重要成果即将在《自然》上发表,这是我为杂志封面设计的成果示意图。”2012年新年刚上班,中科院院士、中国科技大学潘建伟教授打开他办公室电脑上的图像文件,高兴地对记者说。

　　生于1970年的潘建伟,是2011年度新增院士中最年轻的一位。1997年以来,他和他的团队已在《自然》、《物理评论快报》等国际权威期刊上发表论文67篇,成果5次入选欧洲物理学会评选的“年度物理学重大进展”、4次入选美国物理学会评选的“年度物理学重大事件”、6次入选两院院士评选的“年度中国十大科技进展新闻”。

　　1996年,在中国科大获得理论物理硕士学位的潘建伟投入奥地利维也纳大学塞林格教授门下攻读博士学位,加入到量子信息实验研究的首个国际合作项目中。奠定了扎实理论功底的他很快进入状态——1997年,题为“实验量子隐形传态”的研究论文在《自然》上发表,被公认为量子信息实验领域的开山之作,同时被欧洲物理学会和美国物理学会评为世界物理学年度重大进展,被《科学》评为年度全球十大科技进展,入选《自然》评选的“百年物理学21篇经典论文”。作为主导完成实验数据的测量和处理的论文第二作者,潘建伟那一年刚刚27岁。

　　2001年,潘建伟回到中国科大工作。针对当时国内量子信息研究基础薄弱的实际,潘建伟在与他的同学杨涛教授一道组织队伍、建设实验室同时,继续在维也纳大学从事多光子纠缠方面合作研究。内外结合的研究模式,加快了中国量子信息研究异军突起的进程——2003年,国内研究组作为第一单位在《物理评论快报》发表7篇论文;第二年研究组在国际上首次实现五光子纠缠和终端开放的量子态隐形传输,成果同时入选欧洲物理学会和美国物理学会评选出的年度国际物理学重大进展,实现了中国科学家的“第一次”。

　　此后,潘建伟以玛丽·居里讲席教授的身份,到冷原子研究处于国际领先地位的德国海德堡大学从事量子存储的合作研究。2008年,《自然》杂志再次发表潘建伟团队的重要研究成果,他们利用量子存储技术在国际上首次实现了具有存储和读出功能的纠缠交换,完美地实现了长程量子通信中亟须的“量子中继器”。他们还首次实现了光子比特与原子比特间的量子隐形传态,首次将单次激发量子存储的寿命延长至毫秒量级,将以前的结果提高了两个数量级。

　　2008年10月,潘建伟和他在德国的团队整体回归中国科大。此时,潘建伟团队已经成为国际上首次把安全量子通信距离突破到超过百公里量级的3个团队之一,国际上报道安全的实用化量子通信网络实验研究的2个团队之一,也是国内唯一领衔开展星地量子通信实验研究的科研团队。

　　这些年里,为了做好量子信息这盘“菜”,潘建伟一直在储备各种“原料”——把不同学科背景的“80后”学子,送到德国、英国、美国、瑞士、奥地利等量子信息研究的优秀国际小组加以锻炼。现在,如同风筝收线一般,他们悉数回国,中国科大团队光是“青年千人计划”、“百人计划”教授就有十来个。

　　2009年4月,潘建伟团队在合肥市建立了世界上第一个光量子电话网,实现了“电话互联互通、语音实时加密、安全牢不可破”的量子保密电话网络系统。两年来,光量子电话网在系统的小型化、稳定性等方面取得了快速进展。“量子保密通信在城域网上的使用已经基本成熟,快则两三年,慢则三五年,就可以推广。”潘建伟说:“但要实现广域的量子保密通信,还需要借助卫星。”量子信息的携带者光子在外层空间传播时几乎没有损耗,如果能够在技术上实现纠缠光子在穿透整个大气层后仍然存活并保持其纠缠特性,人们就可以在卫星的帮助下实现全球化的量子通信。中科院已经启动空间科学战略性先导科技专项,计划在2015年左右发射量子科学实验卫星。

　　潘建伟告诉记者:“能在目前的基础上将量子通信技术发展到极致,这既对国家和民族有利,又能满足我自己的好奇心,对我来说,这是最愉快的事情,也是我目前最大的梦想!” （记者 李陈续 通讯员 蒋家平）