潘建偉：這屆諾貝爾物理學獎背後，也有中國科學家的貢獻

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10月4日，瑞典皇家科學院宣佈，將2022年諾貝爾物理學獎授予法國科學家阿蘭·阿斯佩、美國科學家約翰·克勞澤和奧地利科學家安東·塞林格，以表彰他們爲糾纏光子實驗、證明違反貝爾不等式和開創性的量子信息科學所作出的貢獻。

得知諾獎再次授予量子科技領域的研究者，中國科技大學常務副校長、中科院院士潘建偉感到非常振奮。

他說：“一方面，量子科技領域得到了肯定；另一方面，頒獎委員會在介紹獲獎者的工作時，提到了很多中國科學家所做的工作。我們覺得，爲了這個領域的發展，中國科學家也作出了傑出貢獻。”

潘建偉在中國科學技術大學的辦公室內與“墨子號”量子衛星模型合影。新華社記者 張端 攝

他們是第二次量子信息革命的領路人

對普通人來說，關於量子的學說都顯得高深莫測。事實上，20世紀初建立的量子力學是人類歷史上最偉大的科學革命之一。

量子科技可以在保障信息安全、提高運算速度、提升測量精度等方面突破經典技術的瓶頸，成爲信息、能源、材料和生命等領域重大技術創新的源泉，爲保障國家安全和支撐國民經濟高質量發展提供核心戰略力量。

剛剛獲獎的三位科學家，是最早開展量子物理實驗研究的人。

“這三位科學家早就應該獲諾獎了，2010年，他們就因爲量子力學非定域性檢驗和推動了光量子信息的處理，得到了沃爾夫獎的肯定。”潘建偉說。

“他們是第二次量子信息革命的領路人，是量子信息科學重要的先驅。”南京大學教授馬小松是安東·塞林格的學生，他認爲，這三位科學家獲得諾貝爾物理學獎實至名歸。

“在量子信息領域中，量子網絡的非局域性驗證、量子隱態傳輸、遠距離量子隱態傳輸等，都是由這三位量子信息科學先驅開創的。”馬小松介紹。

讓人高興的是，在這些研究工作中，中國科學家也作出了重要貢獻。作爲安東·塞林格的學生，頒獎委員會提到的安東·塞林格的研究工作，潘建偉院士是最主要的參與者之一。

“頒獎委員會提到了我導師安東·塞林格的四篇量子通信實驗文章。我是其中兩篇文章的第一作者，兩篇文章的第二作者。”潘建偉說。

同時，“頒獎委員會還題了另外三篇文章，而這三篇文章都是中國科學家獨立開展的研究工作。所以，從這一點講，我不僅是加入了塞林格的研究團隊，也參與了開創量子信息物理學這個領域，我感到很幸運。”潘建偉說。

更重要的是，“在把獲獎科學家的夢想變成現實的過程中，中國科學家也作出了很大的貢獻。”在這方面的成績讓潘建偉感到很驕傲。

塞林格成功預見到一個新領域即將誕生

談到自己的導師安東·塞林格，潘建偉的第一印象是他非常知人善任。

“剛到導師團隊的時候，我沒有做實驗的經歷。面對這種情況，一般的導師都會比較猶豫，不會讓一個搞理論的人去做實驗。但是，因爲我導師自己也有做理論的背景，所以他也很高興，同意我去做實驗工作。”潘建偉說。

同時，安東·塞林格也能夠尊重學生的選擇，並加以適當的引導，讓學生實現自己的夢想。“從這個角度講，他又是一位非常好的老師。”

“塞林格老師很有遠見，他成功預見到一個新領域即將誕生。”潘建偉記得很清楚，歐洲第一個關於量子信息的歐盟聯合課題，就是在塞林格的主導下設立的，“我看到他的項目申請書是1996年”。

2005年至2012年，馬小松在安東·塞林格的指導下，開展量子物理學領域相關研究。

“量子物理學的實驗漫長而又充滿不確定，每一次實驗的成功都要經歷無數次失敗，這是一個慢慢精進的過程，需要長時間的磨鍊。在整個研究過程中，安東·塞林格教授一直保持着對這個學科的無比熱愛。同時，他也非常關心年輕人的成長，經常鼓勵我們，包括潘建偉院士。”馬小松說。

三週前的一次學術會議上，安東·塞林格告訴馬小松，他剛剛從奧地利科學院院長職位退休，又回到了他熱愛的科研工作崗位，繼續從事科學研究，感到非常激動。

我國有一批具有重要國際影響力的成果

近年來，我國也高度重視量子信息科技的發展，在量子信息科技領域突破了一系列重要科學問題和關鍵核心技術，產出了一批具有重要國際影響力的成果。

“總體而言，我國在量子通信的研究和應用方面處於國際領先地位，在量子計算方面與發達國家處於同一水平線，在量子精密測量方面發展迅速。”潘建偉說。

他表示，量子通信的發展目標是構建全球範圍的廣域量子通信網絡體系。通過光纖實現城域量子通信網絡、通過中繼器實現鄰近兩個城市之間的連接、通過衛星平臺的中轉實現遙遠區域之間的連接，是廣域量子通信網絡的發展路線。

我國的城域量子通信技術已初步滿足實用化要求，我國建成了國際上首條遠距離光纖量子保密通信骨幹網“京滬幹線”，在金融、政務、電力等領域開展遠距離量子保密通信的技術驗證與應用示範。在衛星量子通信方面，我國研製併發射了世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”，在國際上率先實現了星地量子通信，首次實現了洲際量子通信，充分驗證了基於衛星平臺實現全球化量子通信的可行性。

量子計算研究的核心任務是多量子比特幣的相干操縱。當前，量子計算研究已經實現“量子優越性”，即量子計算機對特定問題的計算能力超越傳統超級計算機，達到這一目標需要約50個量子比特的相干操縱。

2020年，潘建偉和陸朝陽等學者研製成功76個光子的量子計算原型機“九章”，推動了全球量子計算的前沿研究達到一個新高度，繼谷歌“懸鈴木”量子計算機之後，我國首次成功實現“量子計算優越性”的里程碑式突破。

然而，“我國在量子精密測量領域起步較晚，整體上相比發達國家存在一定的差距，但近年來已經迅速縮小了差距，在若干研究方向上與公開報道的國際最高水平相當。”潘建偉說。

來源：科技日報

責編：葉　揚

美編：鄭娜莉

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