“我还清楚地记得第一次见到教授时，他问我的梦想是什么，我回答说：‘在中国建立一个像你们这样的世界领先的量子光学实验室。’”在回忆性的自传中，潘建伟写道。
1996年，潘建伟来到奥地利因斯布鲁克大学跟随奥地利物理学家安东攻读实验物理博士学位。
此前，潘建伟在中国科学技术大学完成了物理学本科教育，并获得了理论物理硕士学位。 在那里，潘建伟第一次接触了量子力学，了解到微观世界存在许多奇怪的现象。 然而，随着研究的深入，潘建伟越来越意识到，量子理论中的各种悬念需要尖端的实验技术来验证。 当时中国在这方面还落后于国际先进水平。
出国留学，中国物理生的自然选择就是去美国。 事实上，很多学生开玩笑说，中国科学技术大学的缩写“USTC”实际上代表“（美国培训中心）”。
那时，安东已经在因斯布鲁克大学建立了自己的量子实验室，已经是量子物理领域的专家了。 他需要有人来验证他的一些想法。 这时，26岁的潘建伟来了。
“刚来的时候，他对实验室工作一无所知，但他很快就掌握了实验规则，并开始设计自己的实验。” 他在接受《自然》杂志采访时说道。
1997年，刚进入实验室一年的潘建伟和他的同事们完成了最重要的实验。 他们在世界上首次传送了光子的偏振态。
量子隐形传态（ ）的概念是由美国科学家CH于1993年提出的，是一种通过量子态承载信息的通信方式。 它利用光子等基本粒子的量子纠缠原理，将未知的量子态传输到另一个粒子。 上。
量子力学中的“不可克隆定理”指出，未知的量子态无法先被克隆，复制的原始量子态将会被破坏。 我们无法创建量子态的完美复制，而只能复制原始的量子态。 从一个粒子完全传送到另一个粒子后，第一个粒子将不再处于原子量子态。
该团队于1997年通过实验实现了基本粒子单自由度的传递。然而，对于量子隐形传态来说，要真正传递微观粒子的状态，就需要传递微观粒子的所有属性。 这是摆在全世界量子信息科学家面前的难题。 后来我们了解到，潘建伟和他的团队在2015年初首次实现了单光子多自由度量子隐形传态，打破了量子隐形传态长达18年的实验僵局。
1999年，潘建伟获得奥地利维也纳大学实验物理博士学位，随后在课题组担任博士后研究员、高级研究员、联合PI。
2000年前后，国际量子计算、量子加密等前沿研究工作引起了中科院和国家自然科学基金委的关注。 2001年，年仅30岁的潘建伟回国，开始建立自己的量子物理和量子信息实验室。
此后十年，潘建伟逐渐实现了刚加入实验室时的梦想。
中国量子信息梦之队
如果把潘建伟的球队比作一支足球队的话，潘建伟的角色就是主教练和总经理。 他不仅负责球员训练和比赛战略战术，还全方位耳目，负责球员引进和对外合作。
当科学家在早期组建自己的科研团队时，往往一无所有，团队合作的时间可能会更长。 幸运的是，潘建伟获得了中科院共计650万元的科研经费，为实验室的启动奠定了基础。
潘建伟首先从亲自培养自己的学生开始。 中国科学技术大学1998级少年班陈玉傲是潘建伟回国后招收的第一位硕士生。 在第29届国际中学生物理奥林匹克竞赛中获得实验第一名和总分第一名。 2003年，陈玉敖在潘建伟的指导下建成了世界上第一个五光子纠缠实验平台。 次年，潘建伟团队在国际上首次实现五光子纠缠和开放终端量子隐形传态，《自然》杂志发表了这一成果。 同年，该成果入选欧洲物理学会和美国物理学会评选的年度国际物理学重大进展。 这对于中国科学家来说还是第一次。
不过，打好比赛需要不同位置的球员，实验室建设也需要多学科人才，包括光学、冷原子物理、电子、真空等。潘建伟知道，向国外顶尖实验室学习先进技术是最好的方法快速提升实验室实力。
“根据每个人的研究特长，潘老师尽可能地将我们分配到全球顶尖的量子研究中心，掌握最新的研究成果。因此，团队中每个人各司其职，各有所长。” 中国科学 陆朝阳，科技大学教授、博士。 剑桥大学物理学博士在接受媒体采访时说道。 1982年出生的陆朝阳是潘建伟团队的年轻骨干。 2004年从中国科学技术大学毕业后，陆朝阳开始在潘建伟的指导下进行光子纠缠和量子计算方面的研究。 曾获中国科学院青年科学家国际合作伙伴奖（2014年）、求是杰出青年学者奖（2014年）。
在潘建伟的推荐下，团内学生前往英国、美国、瑞士、奥地利等高水平国际团体，接触不同学科。 例如，陈玉敖于2004年前往德国海德堡大学研究冷原子量子控制，陆朝阳则前往德国海德堡大学研究冷原子量子控制。 2008年赴剑桥大学卡文迪实验室研究基于半导体量子点的固态系统量子控制技术。 此外，在国外学习或工作的张强、陈凯、赵博、邓友进也因各自在单光子探测器、光量子通信、原子系综、统计物理理论等方面的能力而被潘建伟“选中”。 ，开始合作，后来回国加盟。
2008年，当海德堡大学的实验设备被潘建伟搬回科大时，在“百人计划”和“青年千人计划”的帮助下，这些不同学科背景的年轻人也回到了中国。又一个。 当他们回到中国时，基本上已经30岁了。 早年，他正处于创新能力的顶峰。
这是一支具有世界一流水准的量子物理实验团队。 陈玉傲、陈帅擅长冷原子量子模拟，袁振生、包晓辉主攻量子存储，陈增兵、邓友金玩弄量子理论，陆朝阳则凭借顶尖的多光子纠缠在该领域保持国际声誉。和固态量子光学技术。 彭承志带头，凭借其在实用诱饵态量子密钥分配研究和远距离自由空间量子通信研究方面的成果，作为首席科学家助理和科学应用系统负责人，参与了发射的领导和组织。 2016年量子科学实验卫星工程发射升空。
全面回国后，潘建伟团队的研究全面开花、连连得分，几乎年年都有重大进展。 例如，2009年，潘建伟团队将光纤量子通信的安全距离提高到200公里，建立了世界上第一个多节点全通光量子电话网络，使在城市地区实施量子通信成为可能。 2014年11月，潘建伟及其同事张强、陈腾云与中科院上海微系统研究所、清华大学的研究人员合作，开发出高速独立激光干涉技术，结合高效、低功耗的激光干涉技术。噪声超声激光器由中国科学院上海微系统研究所自主研发。 制导纳米线单光子探测器将可抵御黑客攻击的远程量子密钥分发系统的安全距离延长至200公里，码率提升3个数量级，创下新的世界纪录。
2015年初，潘建伟和陆朝阳团队在国际上首次成功实现了单光子两个自由度——自旋（偏振）和轨道角动量（OAM）的同时传输。 该研究发表在2月6日的《自然》杂志封面上。 国际量子光学专家教授在《自然》杂志同期表示：“这个实验的实现，朝着理解和论证量子物理学最深刻、最令人费解的预测之一迈出了重要一步，可以作为未来量子网络的强大工具。” 年底，这一成果被欧洲物理学会《物理学世界》评选为2015年国际物理学领域十大突破，并排名第一。
1月8日上午9点，在人民大会堂召开的国家科学技术奖励大会上传来消息，2015年国家最高科学技术奖再次空缺。同样的场景在11年前首次出现。 2004年。
日前，中国首位诺贝尔科学奖获得者屠呦呦与另外四位国家最高科技奖获得者一起被命名为小行星，错失了获得中国科技界最高荣誉的机会。
国家最高科学技术奖于2000年设立，每年获奖者不超过两名。 截至目前，已有25名优秀科技工作者获此殊荣，他们的平均年龄超过80岁。
去年国家自然科学奖一等奖争议很大。 大家都在等着看今年的评估过程。 结果很好。 中国科学技术大学的“多光子纠缠与干涉测量”研究获此殊荣物理学家潘建伟，实至名归。
这是一个从1997年开始，从跟随到追赶的精彩故事。 早在2012年12月，《自然》杂志在报道潘建伟团队时就写道，“在量子通信领域，中国在不到10年的时间里从一个不起眼的国家发展成为世界强国，领先于欧洲和北美。” ”
“我一直都知道他（潘建伟）会有一个美好的职业生涯，但他的成功令人难以置信，我认为没有人预见到它的到来。我为他感到骄傲。” 三年前，奥地利维也纳大学物理学家安东在接受《自然》杂志采访时说道。
”建伟教授和他的合作者在1997年首先开始从事量子态隐形传态，这实际上拉开了量子通信（研究）的序幕。回国后，他带领团队，不仅从量子通信开始，而且很快也扩展到量子计算等方面，所以近十年来国家在量子通信和量子计算方面迅速从跟随者变成了引领者。建伟和他的团队在这方面做出了巨大的贡献。” 2015年4月，在未来论坛的演讲中，北京大学物理学教授谢新成评价潘建伟。
工作自然而然就会到来。 2016年1月8日，中国科学院院士潘建伟及其团队因“多光子纠缠和干涉测量。”
多光子纠缠干涉测量是基于人类对量子纠缠、非定域性等量子力学基本问题的深入研究和实验量子控制技术的巨大进步而发展起来的一门新兴学科。
根据量子物理理论，人们可以通过对光子、原子等微观粒子的精确操控，以革命性的方式编码、调制和传输信息，这可以在保证通信安全和提高计算速度方面突破经典信息技术。 瓶颈。 因此，对这些微观粒子纠缠的相干操控是发展实用量子信息和量子通信的必要技术准备。
基于这个想法，潘建伟和他的团队选择了光子作为研究和操控的对象。 十多年来，他们极大地发展了多光子纠缠和干涉技术，并通过操纵光子，率先实现了量子信息处理的关键。 量子隐形传态等几乎所有重要的量子算法，并系统地应用于量子通信、量子计算、量子精密测量等多个研究方向，不仅为广域量子通信奠定了科学基础，光量子信息处理基金会还将量子保密通信技术带入实际应用。
可以说，以潘建伟为代表的一批“领跑者”通过多光子纠缠干涉技术的发展，引领和推动了我国量子信息与量子通信研究的热潮，也奠定了我国的独特地位在这个领域里。 国际化优势。
量子通信和量子信息在国际和国内都是年轻且前沿的学科。 对于潘建伟来说，距离他作为博士生在导师安东教授的实验组首次实现光子量子隐形传态才过去了十八、十九年。
如今，潘建伟带领团队牵头完成了五光子、六光子、八光子纠缠、首个多光子操控量子信息处理关键解决方案、量子信息综合开发等一系列项目。用于实用安全量子通信的光量子传输方法。 开创性的系统化工作。
他带领的团队主要研究量子通信、量子计算与模拟、量子精密测量三个方向。 其中，量子通信方面，量子保密通信骨干网工程“京沪干线”和“量子科学实验卫星”正在研制中； 在量子计算基础研究方面，多次刷新多光子纠缠制备的世界纪录； 在量子导航、生命科学等方面，推动利用高精度量子测量方法开展研究。
你若绽放，清风自来
2012年12月，《自然》杂志在报道潘建伟团队量子通信研究成果的专题新闻文章《量子太空竞赛》中指出，“在量子通信领域，中国用了不到10年的时间建立了中国已经发展成为现在的世界强国，并将领先于欧洲和北美。”
正如它所说。 潘建伟课题组的出色工作吸引了众多国外著名大学的量子物理研究学者。 加拿大卡尔加里大学理论物理学教授巴里和德国海德堡大学理论物理学教授乌勒于2013年通过“千人计划”受聘于中国科学技术大学。量子信息与量子技术前沿协同创新中心教授。
同时，潘建伟课题组还与国内外多家实验室建立了合作。 国际上有德国海德堡大学üller组、意大利大学组、德国马克斯·普朗克量子光学研究所Bloch组、英国剑桥大学Mete组等物理学家潘建伟，以及国内的翟辉组清华大学学士。 北京大学刘雄军课题组等
“近年来，随着国家经济实力的增强，科技研发投入和人才引进的加大，我国在物理和生命科学领域开始不断产生一些有意义的科学成果。我真诚地对上述现象感到高兴。” 潘建伟告诉知识分子。
2016年对于潘建伟团队来说无疑是更加特殊的一年。 作为我国首个空间科学卫星计划“空间科学战略性先导技术工程”的重要子项目之一，“量子科学实验卫星（QUESS）”将于今年发射。
从应用角度来看，QUESS将开展星地高速量子密钥分发实验，旨在推动广域乃至全球量子通信的最终实现； 而从基础研究的角度来看，它可以在宏观距离上测试所谓的量子密钥分布。 量子力学的非定域性是指量子纠缠定律在新的尺度区间是否会发生变化。 “如果发现与现有物理学的偏差，新的物理学就会诞生。至于量子纠缠，在宏观距离上是否会发生变化，是否会受到引力的干扰，（通过QUESS）我们可以对一些进行一些测试。物理学的基本问题，如果你做得好，你可能会发现一些新的物理。”潘建伟解释道。
20世纪著名物理学家约翰曾说过：“量子力学在过去的百年里给人类带来了如此多的重要发现和应用，并且有理由相信它将在未来的百年里为我们带来更多” 。 多么令人兴奋的惊喜啊。”
潘建伟前不久在一次论坛上引用了世界物理学家对量子力学的期望，这或许也算是他对自己工作的期望。 ■
附：“潘氏小队”成员
潘建伟院士
陈增兵教授
彭承志研究员
陆朝阳教授
陈玉敖教授
唐有进教授
张强教授
陈帅教授
陈凯教授
刘乃乐教授
赵波教授
张军研究员
包晓辉教授
江晓副研究员
袁振生教授
