我國在量子科學領域領跑世界因為有個量子夢之隊

　　8月16日北京時間凌晨1時40分，全球首顆量子科學實驗衛星“墨子”號在中國酒泉衛星發射中心成功發射，標志著我國在量子通信領域全面領先。而我國之所以能在量子科學領域“領跑”世界，得益于我們有個量子“夢之隊”。

　　潘建偉：量子通信領航人

　　“墨子號”發射升空的這一刻，全球科學界的目光都落在46歲的量子衛星首席科學家、中國科學院院士潘建偉身上。他是這個項目的核心人物，是中國量子“夢之隊”當之無愧的“領隊”，正是他的積極推動使中國在量子科學領域有了立足之地。

　　作為世界知名的科學家，潘建偉的研究方向是量子信息。27歲，他的科研成果入選“年度全球十大科技進展”；31歲，他毅然離開國際頂尖的量子研究單位回國組建自己的實驗室。由于組建之初缺乏人才和硬件支撐，潘建偉只能國內國外兩邊跑。不斷地前往歐洲“取經”送往國內實驗室。

　　“開始我們根本買不起實驗設備，也不知道需要哪些設備，只能向國外實驗室模仿。我還記得我每天夜里都待在車里，和國內的實驗室通話，一項項討論細節，電話卡都積累了厚厚一摞。”潘建偉說。同時，他陸續送出十幾名學生出國進行針對性學習，讓他欣慰的是，這些學生基本上學成后全部歸國效力。潘建偉的導師也多次來到中國，希望與弟子開展合作：“我現在真正理解了你要回國的原因，你不僅愛量子科學，也愛你的國家。”

　　2011年底，41歲的潘建偉當選中科院院士，成為目前中國兩院院士中最年輕的一位。在國家的大力支持下，潘建偉領導的團隊開始從跟隨者成為領航者。

　　2004年，潘建偉領導的團隊首次實現五光子糾纏和終端開放的量子態隱形傳輸；2008年，他們在安徽合肥建立了世界上第一個光量子電話網；2012年和2014年，分別建成了國際上規模最大的量子通信網絡“合肥城域量子通信試驗示范網絡”和“濟南量子通信試驗網”；2016年底前，千公里光纖量子通信骨干網工程“京滬干線”項目交付，將推動量子通信技術在國防、政務、金融等領域的應用。

　　“我很愛科學，也很愛這個國家，這兩者合二為一，是一件很自然的事情。”潘建偉說，“我的夢想就是沿著這條路走下去，盡力把量子信息做到極致。”

　　陸朝陽：光子糾纏“鬼才”

　　“‘墨子’號的實驗是對量子力學既有理論的一次檢驗。”潘建偉團隊成員、中科院量子信息與量子科技前沿卓越創新中心陸朝陽教授如是說。而他也是量子“夢之隊”中的“前鋒”人物。他曾與導師潘建偉一起完成過量子隱形傳態方面的開拓性工作，以量子糾纏研究而聞名。

　　量子糾纏指不同粒子無論相隔多遠，量子態都可以相互關聯的現象。陸朝陽曾實現過八光子糾纏，創下世界紀錄，還提交過使用了十光子糾纏的成果。這些成就讓維也納量子科學與技術中心的量子物理學家安東·蔡林格將他稱作光子糾纏“鬼才”。

　　在浙江省的一個小村莊上學時，陸朝陽就愛上了物理學。他說：“你能通過幾行簡單的公式理解世間萬物是如何運作的。”2000年，他考入中國科技大學物理系，本打算本科畢業保送就讀本校微電子專業研究生的計劃，在2003年秋天遇見潘建偉后改變。

　　“和潘老師交談以后，我就修改了志愿。”陸朝陽事后回憶說。2004年本科畢業之后，他被保送至合肥微尺度物質科學國家實驗室量子物理和量子信息研究部，師從潘建偉開展光子糾纏和量子計算方面的研究。

　　2007年，碩士期間，陸朝陽以第一兼通訊作者在國際上首次實驗了對六光子糾纏的操縱，制備了“薛定諤貓”態和簇態，刷新了多光子糾纏和光學量子計算領域的兩項世界紀錄。同年，陸朝陽在國際上首次用光子比特實現了肖爾大數分解算法，成果被美國物理學會以“量子計算的突破”專題報道。

　　2008年，陸朝陽受英國政府獎學金和劍橋海外基金資助，進入劍橋大學卡文迪許實驗室轉向量子點單光子源和電子自旋操縱方面的研究。博士期間，他以第一作者身份首次觀測到單電子自旋的實時量子躍遷和非破壞性測量，為基于自旋的量子計算方案解決了一個基礎性難題。回國后，時年28歲的陸朝陽成為中國科技大學最年輕的正教授之一。同年，他還入選了中組部首批國家“青年千人計劃”和上海市“千人計劃”。

　　在陸朝陽看來，量子技術方面的科技競爭激烈異常，我們不能有絲毫的松懈。他將科研融入血液，不管是在辦公室還是在走路、坐車、洗澡，隨時思索科研問題。這個瘦削、低調的年輕人未來的目標很簡單，那就是把量子信息技術做大做強，真正為國家所用。

　　陳宇翱：燃燒“量子青春”

　　他17歲摘得國際中學生物理奧林匹克競賽金牌；22歲，與同事一起創立了世界上首個五光子糾纏實驗平臺；30歲，他入選中組部首批“青年千人計劃”，成為中國科學技術大學最年輕的教授；兩年后，他獲得歐洲物理學會專門為全球頂尖青年科學家設立的菲涅爾獎。他就是現年35歲的陳宇翱。

　　陳宇翱可以說是我國量子“夢之隊”的堅強“后衛”，正是有了他2012年首次成功實現百公里量級的自由空間量子隱形傳態和糾纏分發，才為此次發射量子實驗衛星奠定了技術基礎。

　　“量子世界最大的魅力就在于它的未知，你永遠不知道下一步它的狀態會變成什么。這讓你有探知的欲望。”陳宇翱說。

　　過去的100年，量子物理帶給我們很多革命性的突破。比如說現在計算機用的硬盤、醫學領域的激光、核磁共振等都是量子規律的宏觀體現。但是，這些應用“都是對量子宏觀現象被動的觀測、被動的應用。我們現在想做的是通過自下而上、人工的、主動的量子調控，給大家帶來更大的突破。”陳宇翱說。

　　正是有了陳宇翱這樣在量子世界巔峰不斷攀爬挺進的青年科學家，才讓中國在實現量子通信的長跑競賽中成為“第一方陣”選手。

　　談及自己在量子領域的夢想，陳宇翱說，有一天，我手中要操縱上萬個原子，而且每一個會精準地按照我的意志排列，形成不同的晶體格式，這樣的話，復雜的量子模擬和量子計算就得以形成。“希望未來能夠在中國建設世界領先的量子物理中心，我們朝著這個夢想已經付出了也將繼續付出比別人更多的努力。”

　　目前的陳宇翱，生活就像定好了的時鐘：早餐后，來到辦公室開始一天的工作，午飯和晚飯是他和家人相聚的時間，晚上8時，他帶著筆記本電腦回到家里，繼續工作到深夜。“物理學家的平均工作時間是12小時，我很享受這種工作狀態。”陳宇翱微笑著說。