楊振寧百歲華誕,潘建偉發文:是我們前進的指引

9月22日,楊振寧先生迎來100歲華誕,中科院院士潘建偉教授撰文回憶與楊振寧先生的往事。潘建偉稱,自己從事的研究工作一直得到楊振寧的有益指引。

“楊振寧和李政道作爲首次獲得諾貝爾獎的華人科學家,向世界證明了中國人同樣能夠做出頂尖的科學發現,激勵衆多年輕學生投身於科學探索中。”潘建文在《賽先生》上發表的文章中寫道。

潘建偉談到30年前首次遇見楊振寧先生後,對自己未來的學術研究產生的潛移默化的影響。“儘管我與楊振寧從未從事同一方向的研究,但楊先生對物理學前沿的敏銳判斷以及對年輕人的鼓勵,一直是我們前進的指引。”潘建偉稱。

1995年,楊振寧支持了中科院院士、理論物理學家葛墨林在南開大學舉辦的一場物理前沿研討會,也是在這次研討會上,潘建偉第一次瞭解到玻色-愛因斯坦凝聚(BEC)的概念,並得知楊振寧對研究領域的重視,這也是潘建偉實驗室後來最重要的研究方向之一。

1997年激光冷卻原子獲得了諾貝爾物理學獎,2001年BEC的發現也獲得了諾貝爾物理學獎。BEC作爲新興的研究領域,吸引了全球多個科研實驗室的興趣。當時剛進入量子信息領域研究的潘建偉關注到,由BEC研究帶動的超冷原子量子調控對於實現可擴展的量子模擬和計算的重要價值愈發顯現,於是定下了超冷原子量子模擬和量子計算這一長遠的研究目標。

也是在2001年,潘建偉開始在中國科大組建實驗室,開展光量子信息研究工作,以實現超冷原子量子調控的夢想。2003年,潘建偉在德國開展相關領域的合作研究,積累技術。2004年,潘建偉團隊首次在國際上實現五光子糾纏,我國量子信息實驗研究開始走向國際前列。

潘建偉實現五光子糾纏的技術引起了楊振寧的興趣。在中科院院士、凝聚態物理學家朱邦芬教授的邀請下,2005年潘建偉首次與楊振寧面對面交流,並向他介紹了量子信息技術。

據潘建偉回憶,他們在楊振寧的辦公室整整交流了一個上午,楊振寧對於光量子信息方面的工作非常認可。“楊先生意味深長地講道,激光有無限的future(未來)。”潘建偉稱。

楊振寧回國後,大力推動了清華大學物理系的發展。據潘建偉介紹,楊振寧在清華物理系強調兩個方向,一個是凝聚態的實驗,另一個就是量子信息和量子物理。比如薛其坤做的反常量子霍爾效應,也是受到了楊振寧的影響。

潘建偉還稱,楊振寧對堅定自己回國做研究的決心起到了重要作用。2008年,潘建偉全時回到中國科大工作。他表示,自己除了在光量子信息處理方面繼續發展之外,還一直銘記着楊振寧對超冷原子的判斷。

基於超冷原子的量子計算與模擬當時已經成爲國際上最前沿的領域之一。潘建偉援引楊振寧2009年在接受《知識通訊評論》採訪時的話稱:“冷原子研究領域還要高速發展,在50年代可以說是理論走在前面,現在則是實驗帶着理論走。”

不過當時國內在超冷原子量子調控領域仍是空白。2010年,潘建偉團隊開始搭建超冷原子試驗平臺,歷經數年發展,終於在2016年在國際上首次利用中性原子實現二維自旋軌道耦合的人工合成。

潘建偉在學成後回到國內開展光量子信息實驗研究,與其在奧地利留學的導師塞林格(Anton Zeilinger)形成一定程度的競爭,還產生了一些誤會,影響了國際合作。“楊先生了解到這一情況後,主動出面協調,還專門邀請塞林格教授到清華訪問,促進我們的溝通。”潘建偉回憶道。

潘建偉稱,在楊振寧的幫助下,其團隊與奧地利科學院成功開展了基於“墨子號”衛星的量子通信合作研究,直到目前也時常有合作。

2019年,潘建偉團隊將“墨子號”載荷樣機捐贈給國家博物館,楊振寧出席捐贈儀式,當時的一番話令潘建偉至今難忘。楊振寧說:“我們這一輩人過去總是盼望着中國‘天亮’,如今我們終於可以看到中國未來有無限可能。”