1996年,一個來自浙江東陽的年輕人站在奧地利維也納大學的實驗室里,面對導師的問題:“你的夢想是什么?”
他毫不猶豫地回答:“我想在中國建一個世界一流的量子光學實驗室。”
這個年輕人就是潘建偉。
當時,量子信息科學在國際上剛剛興起,而國內幾乎是一片空白,甚至有人質疑這是“偽科學”,但潘建偉沒有退縮。
2001年,他在中國科學技術大學組建了量子物理與量子信息實驗室,從零開始搭建團隊。
僅僅兩年后,他的團隊就在《物理評論快報》上發表了7篇論文,震驚國際學界。
但他不滿足于發論文,他的目標是讓量子通信從實驗室走向現實。
2003年,他提出了一個“瘋狂”的想法:利用衛星實現遠距離量子通信。
當時,這個想法聽起來像是科幻小說,因為量子信號在光纖中傳輸200公里后幾乎完全消失,而地面中繼站又可能被竊聽。
潘建偉的解決方案是:讓量子信號穿越太空。
2004年,他的團隊在合肥大蜀山完成了全球首次13公里自由空間量子糾纏分發實驗,證明了量子信號可以穿透大氣層。
2009年,他們在青海湖的海心山上搭帳篷、做實驗,最終實現了百公里級的量子隱形傳態,為未來的“墨子號”衛星奠定了關鍵技術基礎。
2011年,中國科學院正式立項“量子科學實驗衛星”工程,潘建偉擔任首席科學家。
2016年8月16日,世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”成功發射。
這顆衛星被命名為“墨子號”,以紀念中國古代科學家墨子:他在2000多年前就研究過光的傳播規律。
“墨子號”在軌運行僅半年,就完成了三大科學目標:千公里級星地雙向量子糾纏分發、星地高速量子密鑰分發、地星量子隱形傳態。
這些成果讓中國在量子通信領域從“跟跑”變成“領跑”。
2017年9月,世界首條遠距離量子保密通信干線“京滬干線”開通,全長2000多公里,連接北京、濟南、合肥、上海,為150多家用戶提供安全通信服務。
潘建偉團隊并沒有停下腳步,2021年,他們成功構建全球首個集成量子通信網絡,結合“墨子號”衛星和“京滬干線”,實現了4600公里的量子保密通信。
這個網絡被《自然》雜志稱為“地球上最大、最先進的量子密鑰分發網絡”。
同年,他們還在實際光纜環境中實現了511公里的無中繼量子密鑰分發,創造了新的世界紀錄。
2024年,潘建偉團隊再次突破,在國際上首次實現光子的分數量子反常霍爾態,為量子計算和量子模擬開辟了新方向。
從32厘米的實驗室量子通信,到4600公里的全球首個量子通信網絡,潘建偉用了20多年。
他說:“量子通信不是要取代傳統通信,而是提供一種更安全的方式。”
如今,他正帶領團隊規劃“量子星座”,目標是構建覆蓋全球的量子通信網絡。
或許有一天,量子信號還能在地球和月球之間傳輸。
這個曾經被質疑“瘋狂”的夢想,正在一步步變成現實。
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