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潘建伟:10年前百人计划 超前布局抢占量子世界

潘建伟中国科学技术大学教授,中国科学院院士,发展中国家科学院院士,中组部首批“千人计划”入选者,中科院量子科学实验卫星先导专项首席科学家,中科院量子系统的相干控制先导专项首席科学家,中科院量子技术与应用研究中心主任,中科院量子信息与量子科技前沿卓越创新中心主任、教育部量子信息与量子科技前沿协同创新中心主任。

我和“百人计划”:超前布局抢占量子世界

追逐梦想

1987年,我从浙江省东阳中学考入中国科大近代物理系。之所以选择科大,是因为这是一所“能够放得下一张平静书桌”的学风非常淳厚的大学。

在科大,我第一次接触到了量子力学,了解到在微观世界里有很多奇特的现象。本科毕业前,我集中研究和总结了量子世界的各种佯谬,写进了毕业论文。此后,我继续在科大攻读理论物理硕士学位,研究方向是量子基本理论。

随着研究的深入,我越发认识到,量子理论中的各种悬疑需要尖端的实验技术才能得以验证,而当时国内在这方面与国际先进水平相比还比较落后。这令我困惑了很久。最终,我还是在硕士毕业后选择了出国留学。1996年,我来到奥地利茵斯布鲁克大学,投身Anton Zeilinger教授门下攻读实验物理学博士学位。

我至今仍清晰地记得第一次见到Zeilinger教授时,他问我的梦想是什么,我回答说:“在中国建一个像您实验室这样的世界领先的量子光学实验室”。现在回想起来,当时真有点“初生牛犊不怕虎”的味道,但的确反映了我们这一代人希望改变我国量子科技领域在国际上长期处于跟随水平的迫切心情。

一个理论物理专业的硕士,要想很快进入实验量子物理的前沿,其中的困难可想而知。为了尽快掌握实验方面的知识和要领,我几乎整天都泡在实验室里,摆弄着以前从未见过的光学器件。在科大训练出的较扎实的理论功底对于我迅速理解和掌握实验技术是至关重要的。

经过一年多的日夜艰苦努力,我和实验室的同事们完成了一个重要的实验,即在国际上首次实现光子的量子隐形传态。当实验结果完美地呈现时,我知道自己完成了梦寐以求的事情:与微观量子客体的第一次亲密接触。

我们的工作发表在《自然》杂志上,被认为是量子信息实验领域的开端,同时被美国物理学会、欧洲物理学会和《科学》杂志评为年度十大进展,并被《自然》杂志在其特刊选为“百年物理学21篇经典论文”。

这个工作使我坚定了从事实验量子物理研究的信心,此后又先后在国际上首次完成了量子纠缠交换,三光子、四光子纠缠及其非定域性检验,量子纠缠纯化等重要实验。

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