潘建伟量子物理最美妙的地方是包容

前排左起：陈宇翱、潘建伟、徐飞虎，后排左起：陆朝阳、张强图/沈煜

他培养出数位“操纵光子的巫师”，从三光子到十光子，一路保持世界领先，将“量子纠缠”进行到底；他将“量子隐形传态”从科幻世界带进现实，实现距离和维度的多次跨越。

在年的本科毕业论文中，绰号“阿尔伯特”的中科大近代物理系学生潘建伟，选择站在“偶像”爱因斯坦一边，集中研究、总结了量子世界的各种佯谬。此后25年穷极探索，从一张桌子的距离，到千公里级的“星地穿越”，他所有的实验数据证明：爱因斯坦是错的。

他培养出数位“操纵光子的巫师”，从三光子到十光子，一路保持世界领先，将“量子纠缠”进行到底；他将“量子隐形传态”从科幻世界带进现实，实现距离和维度的多次跨越。

正是借助这些基础特性，量子保密通信正在中国率先从梦想王国迈入产业化轨道；量子计算机和量子精密测量的基础研究，也日益成为大国“必争之地”。至少15年以上的长远目光，令潘建伟团队在中国的这些前沿应用领域，牢牢占据主角的位置。

如今他执掌着上亿元科研经费，同时是国家领导人和商业巨头频繁的座上宾。他没有辜负20年前的自己——在奥地利，博士导师、量子实验物理权威塞林格问：“你的梦想是什么？”当年28岁的潘建伟壮志满怀地回答：“在中国建一个世界一流的量子物理实验室。”

中国量子信息领域登上国际顶级期刊的论文，近2/3从这里产生，累计过百篇；其中，年受邀为“物理学圣经”《现代物理评论》撰写的长篇综述论文，无可争议地奠定其在多光子纠缠和干涉领域的国际领军地位；年“墨子号”量子卫星发射，随后量子密钥分发、量子隐形传态、量子纠缠分发在-公里的尺度上实现，更是吸引国际科学界瞩目……“潘之队”享誉海外。

年6月16日，安徽合肥，潘建伟与“墨子号”量子卫星模型合影

奖项纷至沓来。年12月18日，国际顶尖学术期刊《Nature》（《自然》）发布年度十大人物，中科大教授潘建伟上榜；不到一个月，年1月10日，潘建伟又在第48届量子电子物理学大会上，获颁兰姆奖（WillisE.LambAward），以表彰他在光量子信息前沿研究领域的开创性实验贡献。

然而近两年，潘建伟愈发意识到时间的飞速流逝，因为仅仅“世界一流”还不够，他的目标是“百年老店”。年近半百，放在中科院院士里，是绝对的年轻派，他却俨然背着一副“思想重担”。

“百年老店首先要有一种传统。如果就靠一个人，可能他在的时候做得比较好，慢慢他年纪大了，可能队伍就萎缩了。”潘建伟时不时催促团队里的年轻人，赶紧开辟新方向，独立开展工作，而不是由他继续主导新方向的讨论和选定。

“光量子信息处理是我的老本行，尽管我现在亲自到实验室做实验比较少，但是再怎么做我都知道是在我的那个shadow（阴影）之下。要是他们在新的方向上做出新的工作，在国际上达到我们在光量子信息处理领域的学术地位，才能够算是真正的成功。”说这话时，潘建伟又习惯性地蹙紧了眉头。

就像一片森林，每一棵树都独立生长，又根脉相接。“形成研究传统很重要，这样目标可以放得更长远，几十年如一日一直往前走，一代代传下去，就比较从容、持久，不会太浮躁。”潘建伟说。

“朝圣”之路

年1月8日，人民大会堂。潘建伟接过半个上身大的红皮证书——“最具含金量”的国家自然科学奖一等奖，颁给“多光子纠缠和干涉度量学”。41岁成为“最年轻中科院院士”的他，以45岁之龄，领衔中科大微尺度物质科学国家实验室五人团队，刷新中国自然科学领域最高奖的“最年轻获奖者”纪录。

彭承志、陈增兵和他一样是“70后”。位列项目第三、第四完成人的陈宇翱、陆朝阳则是“80后”，两人都曾是潘建伟在中科大带的研究生，获奖当年分别是34岁和33岁，五年前便入选首批“青年千人计划”，成为教授。师徒三人先后于、、年斩获欧洲物理学会菲涅尔奖。该奖每两年颁一次，作为量子电子学和量子光学领域青年科学家的最高荣誉，专门奖励35岁以下的佼佼者。

年欧洲物理学会菲涅尔奖得主、中科大教授陆朝阳在实验室中。年5月，国际上首台电子管和晶体管计算机的量子模拟原型机在这里诞生图/沈煜

量子具有叠加状态，纠缠现象是它的基本特性，即使相距遥远，一个粒子的行为也会影响另一个的状态。通过量子纠缠，无需传输载体，就可实现量子远距离隐形传态。

自诞生以来，量子力学素有“男孩物理学”的戏称。爱因斯坦年提出光量子假说，26岁；玻尔年提出原子结构理论，28岁；海森堡年创立矩阵力学，年提出测不准原理，是24岁到26岁。量子力学奠基人之一波恩在哥廷根的理论班，被人叫作“波恩幼儿园”。

获奖两天后，“潘之队”五人排排坐，在中科大上海研究院会议室，接受媒体集体采访。回忆这一幕，陆朝阳笑说，“有几个记者非要采访，问了一堆问题，我们坐成一排都不说话，看着潘老师，有他在我们就可以偷懒一点。”

就在这次对话中，潘建伟第一次提出，要把实验室开成“百年老店”——就像科学史上如雷贯耳的德国马普所、英国卡文迪许实验室。陈宇翱和陆朝阳正是被推荐到这两个实验室培养，然后归国。

现在，几乎所有世界顶尖实验室，都向潘建伟团队敞开国际交流的大门；一位正在潘建伟团队交流的中山大学博士生则告诉我，来到这里，对他而言就如同“朝圣”。知乎上，中科大的学生留言，潘建伟实验室所招本科生要求之高难望项背，附和者众。

研究院办公楼底楼大厅，有两面石灰岩装饰墙，爱因斯坦的画像就挂在“科圣”墨子和“量子理论之父”普朗克之后。转角，玻尔和薛定谔、费曼、沈括、张衡等人排成一列。一条纬线，数条经线，分割整个墙面，每个画框的三条边与这些线条严丝合缝。

毋庸置疑，这都是潘建伟的手笔。“潘老师就是做事追求极致的这么一个人，”陆朝阳说。到什么地步？走进别人的办公室，他一眼看到墙壁开裂了，“哎？！赶紧叫人来修一下”；在下水道看到一个瓶子，也会向分管基建的副院长“打小报告”。

“名人堂”一旁的两块立柱，上上下下挂着好几块牌子：“量子信息与量子科技前沿协同创新中心”（教育部“计划”）、“量子信息与量子科技创新研究院”、“量子保密通信‘京沪干线’上海运控中心”、“量子科学卫星实验中心”、“中国科学院-阿里巴巴量子计算实验室”。

“墨子”是这一方天地的“守护神”。不仅仅是量子卫星“墨子号”和“墨子沙龙”，中心以他命名的还有杰出博士后奖（MiciusResearchFellow），早前邀请国际知名学者做学术交流和访问的项目也被称为“墨子讲坛”（MiciusColloquium）。

“战国时期圣人太多，有些圣人通过思考就可以达到人生的追求，知道世界是怎么样的。孟子批评墨子，中国文化慢慢走向儒家，更加和哲学联系在一起，科学本身在中国没有得到很好的发展。”在一场“墨子沙龙”报告中，潘建伟主动阐释以“墨子”命名论坛的原因：“中国古代就有伟大科学家，提出的东西上千年后才被西方世界重新发现。”

此间的少年

距今二十多年前，27岁的潘建伟负笈千里外的奥地利小城因斯布鲁克，与导师塞林格共同在国际上首次实现单光子自旋态的量子隐形传输，这成为量子信息实验领域的开山之作。

理论物理出身的他，在选择导师时独具慧眼，从零起步转向实验物理。很多年后，他所在的这个学科已经走出三个诺贝尔奖和五个沃尔夫奖获得者，沃尔夫奖历来被视为诺贝尔奖的风向标。在这里，潘建伟很快展现出实验天赋，独立想出了量子隐形传态的理论方案。

当他兴奋地向导师和同事讲述这一想法后，他才知道闹了笑话，限于当时国内较为闭塞的文献获取渠道，他竟然不知道这是Bennett等人已经提出的方案，而塞林格的实验室正在做这个实验，于是他顺势参与其中。

年寒假前夕，潘建伟回到母校东阳中学做科普报告，介绍国际最新的量子物理实验结果，陆朝阳就是坐在台下的高一学生。年陆朝阳考入中科大物理系，大三时再次听到潘建伟的报告，课本上“有点诡异”的量子理论，由他娓娓道来，听上去那么“质朴、真实”。一次畅谈，让陆朝阳决定转投潘建伟门下，放弃保研“感觉比较赚钱的”微电子专业。

“潘老师一直给我们消除‘差不多就行了’这类心态。”陆朝阳说，“他鼓励学生，花10倍的时间做一件重要的事，比一倍时间做10件不重要的事情要好得多。”年，他们打破国际权威学者的“不可能”预言，实现了单光子多自由度的量子隐形传态，作为中国本土完成的科学成果首次入选英国物理学会评选的国际物理学十大年度突破且位居榜首。这距离塞林格实验室的“单自由度”实验，已经过去18年。次年，陆朝阳入选《自然》十大“中国科学之星”，塞林格评价他为“操纵光子的巫师”。

六光子纠缠是陆朝阳加入潘建伟实验组的第一次“大考”。当时还是硕士研究生一年级新生的他，对潘建伟的要求严格深有体会。“纠缠有几个标准，最严格的纠缠和次严格的需要的数据品质和积累的数据量可能相差10倍。”他现在也会这样教育自己所带的学生，“对自己严格要求是潘老师的一贯作风。每次我们向基金委、科技部交账时达到的指标，都会比我们申请时还要好数倍，特别是量子科学卫星最终达到的指标，更是比任务书好了接近10倍，正是因为这样十多年来才慢慢建立我们的信誉。”

和挂在嘴边的“我潘”一样，陆朝阳也常受邀参加各类会议和科学论坛。在展示给同行的报告PPT中，他会随性地加上“我的内心是崩溃的”、“机智的我早已看穿这一切”这类表情包；面对公众科普时，开场便“耿直”地引用玻尔的话：“如果谁不对量子物理感到困惑，他就肯定没有理解它。”

科普内容大多重复，会不会觉得乏味？陆朝阳欣然承认之余，淡淡地说，“我们还是要经常做，也许无意中就影响了一个少年的一生。”

天才的责任

“在科大，给人压力最大的并不是你知道有人比你优秀，而是你每天都要和他们在一起；也不是说你觉得比你优秀的人比你更努力，而是你发现其实他们不太努力的时候还是比你优秀。”这是一位中科大校友在毕业典礼上讲的。提起师兄陈宇翱，陆朝阳引用了这句话，且脱口就是“天才”。

在陆朝阳第一次见到潘建伟的同年，启东中学高三学生陈宇翱在冰岛举行的第29届国际中学生物理奥赛中，获实验第一、总分第一，填补了中国学生从未在国际物理奥赛中取得过实验第一的空白，并被授予“绝对冠军”称号。他进入中科大参照少年班模式的“零零班”，周转了几个研究方向才与潘建伟结缘。

年陈宇翱获得菲涅尔奖时，第一时间告诉潘老师，“感觉他比我还要高兴”，在电话中连连道贺，祝愿其“再攀高峰”。潘建伟甚至叮嘱过记者，“我希望媒体不要太早







































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