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新农学会|“中国男孩”潘建伟解密量子卫星“墨子号”出炉记

日期:2019-04-15 11:45:47 来源:互联网 编辑:小美 阅读人数:814

新农学会|“中国男孩”潘建伟解密量子卫星“墨子号”出炉记(图1)

量子科学实验卫星的发射,表明中国正从经典信息技术的跟随者,转变成未来信息技术的并跑者乃至领跑者。发射成功后,量子卫星首席科学家、中国科学院院士、中国科学技术大学常务副校长、中国科协副主席潘建伟接受媒体采访时说。出生于1970年的潘建伟已是国际学界熟知的量子通信研究领军人物。同时,他还有一个为成员熟知的身份—九三学社中央。

量子卫星墨子号是如何炼成的?

量子是物理世界里最小的、不可分割的基本个体。如果量子卫星墨子号成功运行,这将使我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信,构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。

突破经典信息技术的瓶颈,对于保护公民和国家的信息安全至关重要,对发展下一代信息产业也有着深远影响。潘建伟表示,量子通信是迄今唯一被严格证明为无条件安全的通信方式。量子不可分割、不可克隆,所以能保证加密内容不被破译。它可以从根本上保障信息安全、保护全人类的隐私。

量子卫星2011年12月立项,是空间科学先导专项首批科学实验卫星之一。其主要科学目标,一是进行星地高速量子密钥分发实验,并在此基础上进行广域量子密钥网络实验,以期在空间量子通信实用化方面取得重大突破;二是在空间尺度进行量子纠缠分发和量子隐形传态实验,在空间尺度验证量子力学理论。

对于缘何命名为墨子号潘建伟介绍说,墨子是中国最早的光学家,也可以说是世界上最早的光学家,他早在2000多年前就设计了小孔成像的实验,发现了光线是沿直线传播的。他还很早就提出了类似于原子学说、惯性定律的概念。著名科学史学者李约瑟将墨子的逻辑体系,列为世界上三大古老的逻辑体系之一。

在潘建伟看来,以这位先贤来命名量子卫星,既有纪念之意,也蕴含着世界首发的寓意。

2016年,对于潘建伟来说又是不寻常的年份。量子科学实验卫星成功升空,今年底千公里光纤量子通信骨干网工程京沪干线”也将开通,中国量子通信打响双响炮”一个雏形的天地一体化量子通信网络就此形成。

新农学会|“中国男孩”潘建伟解密量子卫星“墨子号”出炉记(图2)

缔造量子研究多个世界第一。

潘建伟与量子结缘还要追溯到近30年前,17岁的他进入中国科技大学近代物理系学习,与量子力学一见钟情,便开始了与之剪不断的纠缠

新农学会|“中国男孩”潘建伟解密量子卫星“墨子号”出炉记(图3)

自上世纪九十年代以来,在量子信息研究领域,已有多个世界首次”来自于中国队”从在国际上首次成功实现量子态隐形传送以及纠缠态交换、首次实现安全通信距离超过100公里的光纤量子密钥分发,再到实现国际上首个全通型量子通信网络、建成首个规模化量子通信网络…诸多世界首次的背后,都有着潘建伟及其团队的刻苦钻研与辛勤付出。

这标志着中国在量子通信领域的崛起,从十年前不起眼的国家发展为现在的世界劲旅,将领先于欧洲和北美。国际权威期刊《自然》杂志不禁感叹。

今年1月8日,2015年度国家科学技术奖励大会在北京举行。年度国家自然科学奖唯一的一等奖,就是中国科技大学潘建伟团队的多光子纠缠及干涉度量由于该奖项的评选极其严格,过去15年中,这顶桂冠有9次无人摘取。

我至今能清晰地记得,1996年我留学奥地利,第一次见到我的导师塞林格教授时,他问我的第一个问题是‘你的梦想是什么?’我的回答是,‘在中国建一个世界一流的量子物理实验室’。发言中,潘建伟说:这是一个可以大有作为的伟大时代!

在外人眼中,潘建伟已经成为中国科学家的成功样本:41 岁当选最年轻院士42 岁获得国际量子通信大奖,45 岁成为国家自然科学奖一等奖最年轻的第一完。他所带领的团队,成果9 次入选两院院士评选的年度十大科技进展新闻1 次入选《自然》杂志评选的年度十大科技亮点3 次入选英国物理学会评选的年度物理学重大进展3次入选美国物理学会评选的年度物理学重大事件

新农学会|“中国男孩”潘建伟解密量子卫星“墨子号”出炉记(图4)

2014年,潘建伟被九三学社中央授予首批十大九三楷模。之一。他的颁奖词中这样写道:…他在世界科技之林为中国赢得了一席之地。他是当代中国知识分子的骄傲,他是15万九三人的自豪。

在九三学社的历史中,有这样一大批先贤,如周培源、邓稼先、茅以升、师昌绪等,他们几乎都有同样的经历,那就是放弃海外优渥的环境,将生命和才华悉数倾倒在故土。和先贤们一样,潘建伟也因为心中的家国情怀,做出与他们同样的抉择,并动员多位海外学子回国,用实际行动证明中国人在国内也可以做很好的‘科学’。

多年来,潘建伟与众多优秀的知识分子代表一起见证了九三学社在新时期建功立业、履职尽责的发展历程,深刻体会到知识分子对国家发展的重要作用和。能够在自己感兴趣的领域做出一点成绩,并为祖国的科技进步尽一份力,是一个科研工最为幸福的感受。潘建伟说。

新农学会|“中国男孩”潘建伟解密量子卫星“墨子号”出炉记(图5)

荣誉加身,并没有成为潘建伟放慢脚步的理由。很多人预言潘建伟和他的团队很可能成为争夺诺贝尔奖的劲旅,对此潘建伟认为,屠呦呦先生获奖之后,也许要不了10年,中国科学家得到世界最高荣誉肯定将会越来越相对常态化。我国物理学、生命科学等领域都将有比较好的成果。

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量子卫星潘建伟:从考40分的农村娃,到中国离诺贝尔奖最近的人。

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到这里,这个学生和物理学的故事。

基本上就结束了。

我们国家为什么没有诺贝尔物理学奖。

原因也许也在其中。

对科学没有真正的好奇。

怎么出得了诺贝尔奖呢?

这也是为什么对于中国人来说。

潘建伟如此珍贵。

早在十年前开始。

他就被称为中国离诺贝尔奖最近的人。

然而这位中国物理学的巨星。

小时候却曾经是得40分的差生。

1970年3月,潘建伟出生在浙江东阳。

从小他就是个爱玩的孩子。

他回忆说。

小时候父母重视对他兴趣的培养。

从不限制他做什么。

他可以自己做自己感兴趣的事。

后来他家搬到了县城。

到了初中,他才发现。

自己在农村小学的语文基础很差。

英语根本就没有学过。

初中后才第一次写作文,结果班主任老师只给了40分,当时我是班长,觉得很羞愧。但我有一种不怕输的精神,为了把英语学好,把同学约到家里来学,向老师请教,进步非常快。

凭着不放弃、不服输的意志。

潘建伟一路迎头追赶。

顺利考上了中国科技大学。

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在大学里,他仍然不太起眼:

当时班上高考状元就有7个,同学们的素质都很高,我从同学们那里学到了很多。

不过,潘建伟仍然和儿时一样。

钻研自己真正感兴趣的东西。

潘建伟是的崇拜者。

文集

的散文是最深刻、最美的,让我坚定了研究物理的决心。让我感觉从简单的事实后面可以找到一个规律,现在、将来不会变。

当时,他就对量子叠加态问题。

产生了浓厚的兴趣。

潘建伟当时怎么也想不明白。

为什么会有量子叠加态呢?

于是期中考试的时候。

他差点没考及格。

因为他一直在想量子叠加态的问题。

他就没办法好好听别的课了。

就是从那时候开始。

为了搞明白量子叠加态的问题。

潘建伟开始学习量子力学。

这一学,就是20多年。

他曾经对中科大的老校长朱清时说:

只要是什么时候能把为什么会有量子纠缠搞明白的话,我马上就可以死,没有问题的。但是现在可能还搞不清楚,所以我就想活得长一点,我想把它搞明白。

于是,在获得中国科技大学。

理论物理学士和硕士学位后。

1996年,潘建伟决定出国。

继续攻读博士。

眼看其他的同学都顺利出国了。

只有他还迟迟没选定方向和导师。

家里人有点着急。

潘建伟对他父亲说。

自己是要选准方向。选对导师。

不是为了出国而出国。

而是要把最先进的技术学回来。

开始的时候,他选的导师。

是一位诺奖得主。跟着他读博士。

肯定对未来的就业有帮助。

没想到。比来比去。

潘建伟最终选择了。

这位诺奖得主的弟子塞林格教授。

塞林格教授当时只是一位普通教授。

但潘建伟认为他学识渊博。

在新兴学科量子力学方面潜力更大。

果然跟他预料的一样。

如今的塞林格教授。

已经是量子力学的世界级。

担任奥地利科学院的院长。

就这样,潘建伟来到奥地利维也纳大学。

攻读博士学位。

1996年,他在奥地利第一次见到。

导师塞林格教授时。

这位导师像很多其他导师一样。

你的梦想是什么?

潘建伟脱口而出:

我要在中国建一个。

世界一流的量子物理实验室。

他此后的人生。

就是一步步向这个目标前进的过程。

1997年。他在塞林格的领导下。

作为第二。

在《自然》杂志上发表论文。

宣布在实验中实现了量子态隐形传输。

这被公认为量子信息实验领域的开山之作。

科学杂志将其列为。

年度全球十大科技进展。

这一年,他年仅27岁。

于是,1999年,潘建伟博士毕业。

准备回国工作。

他却发现,那时量子信息研究。

在国内还是一片空白。

不仅不被承认。

甚至还被认为是伪科学。

这使得他根本无法申请到科研经费。

潘建伟无奈之下。

申请了几个国外大学的教职。

就在这时,他那篇量子态隐形传输论文。

被《自然》杂志选为。

百年物理学21篇经典论文。

一同入选的。

还有建立相对论等重大成果。

传到国内,引起了轰动。

潘建伟提交的科研项目申请。

终于获得批准。

2001年,潘建伟在中科大。

负责组建量子物理和量子信息实验室。

他看到来之不易的实验室,心想:

过去,我们在科研领域常常扮演追随者和模仿者的角色,研究方向的选定、科研项目的设立都先要看看国际上有没有人做过。量子信息是一个全新的学科,我们必须学会和习惯做领跑者和引领者。

如今,潘建伟的团队。

也被人叫作梦之队。

团队成员都是中国最顶尖的物理学家。

潘建伟和陈宇翱。

2005年和2013年先后荣获。

欧洲物理学会菲涅尔奖

2015年底,欧洲物理学会公布了。

2015年度国际物理学领域的10项重大突破。

潘建伟、陆朝阳等完成的。

多自由度量子隐形传态名列榜首。

潘建伟自己的留学经历。

使他收获良多。

所以他也总是想方设法。

让成员们到世界上最好的实验室去深造。

而不太一样的是。弟子们学成之后。

都会立即回到潘建伟身边。

没有一个人留在国外。

这些年轻量子物理学家们知道。

潘建伟团队。

就是他们成长和工作最好的地方。

就这样,潘建伟小组。

曾经成功创造了6个世界首次。

1997-1998年,首次成功地实现了量子态隐形传送(1997)以及纠缠态交换(1998)。

1999-2000年,首次成功实现三光子(1999)四光子纠缠态(2001)并利用多粒子纠缠态首次成功地实现了G HZ定理的实验验证(2000)。

2003年,首次成功地实现了自由量子态的隐形传送。

2003年,首次实现纠缠态纯化以及量子中继器的成功实验。

2004年,首次取得五粒子纠缠态的制备与操纵。

2006年,首次实现两粒子复合量子态隐形传输,并在实验中第一次成功地实现了对六光子纠缠态的操纵。

在国外媒体眼里。

这个中国学者,简直创造了奇迹。

2007年,英国《新科学家》杂志:

潘和他的同事使得中国科学技术大学——因而也使整个中国——牢牢地在量子计算的世界地图上占据了一席之地。

2015年2月,美国《科学新闻》。

该工作不仅为提升量子力学基础问题的理解迈进了关键一步,也将在未来量子计算机的研制中扮演重要角色。

2015年12月17日,美国《科学美国人》。

全球第一颗量子通信卫星和硬X射线调制望远镜卫星,潘建伟在其中负责量子科学卫星项目,这些科学项目将开启中国空间科学新纪元。

即使是这样。

即使无数人吹捧潘建伟。

说他是中国离诺贝尔奖最近的人。

他却没有被冲昏头脑。

新农学会|“中国男孩”潘建伟解密量子卫星“墨子号”出炉记(图10)

2005年,和他著名的。

学术打假网站。

曾经批评潘建伟。

认为他一年有很多时间在国外工作。

不符合长江学者。

每年要在国内工作9个月的规定。

面对以撕逼见长的的步步紧逼。

潘建伟的回答不慌不忙。

他坦承一半时间在国外。

因为我们还有些东西不会。当年我在维也纳,学会了技术,回来建实验室,现在我们的小组已经超过维也纳,就不需要再去那里;但德国有些东西仍然比我们领先。

要我死守规条,每年在国内呆9个月,其实很容易,可是有什么意义?

是我很喜欢的网站,所以我一直没有站出来答复他们;我想我还年轻,过20年,让人们再看吧!

其实不用20年,6年之后。

2011年,潘建伟被增选为。

中国科学院数学物理学部院士。

并成为当年增选产生的最年轻院士。

2012年,当选为发展中国家科学院(TWAS)院士。获得量子信息科学领域最高奖项国际量子通信奖潘建伟也是获得这一荣誉的第一个华人物理学奖。

2013年,43岁获得何梁何利基金科学与技术成就奖

2015年,科研成果多自由度量子隐形传态”入选英国物理学会站《物理世界》评选的2015年度国际物理学领域的十项重大突破”并名列榜首。

2016年,由他作为第一完的科研项目多光子纠缠及干涉度量获得了2015年度国家自然科学奖一等奖,该奖项被称作中国自然科学领域最高奖。

某些人又被啪啪打脸了。

但是谈到这些奖的时候。

潘建伟自己却说:

科学的成就不需要奖来肯定。我觉得去申请一个奖,是很浪费时间的事情。我甚至有一个强烈的观点,其实我们不应该评奖,应该把这个奖取消掉。

后来一位老领导说,其实现在我们的国家,对科学的重视程度,其实是远远不够的,你作为科学家,你有去引起广泛的公众对科学的重视。

老领导的一番话。

让潘建伟看到了自己身上的。

因此他去申报了国家自然科学奖。

成为普通大众心中的。

中国物理学领军人物。

但是对潘建伟自己来说。

他对物理学的钻研。

在思考到最苦难的时候。

去林间散步。

他有一个怪癖。

就是喜欢捡掉落在地上的树枝来闻。

在这种和自然近距离接触的状态下。

他仿佛感觉这是人类最初的状态。

和自然没有隔阂,融为一体。

这也是物理学的追求。

在德国留学的时候。

他还喜欢在田野里挖野菜。

回家做才给妻子和女儿吃。

这个院士。

在家人眼里是一个野菜大厨。

也许,正是保持着这样的初心。

和对自然的最初的好奇。

潘建伟才得以成为。

中国最好的量子物理学家。

而对你我这样平凡的中国人来说。

我们所缺的。

不是少学了多少个物理学定理。

我们所缺的。

是在日复一日的应试教育的课堂上。

被磨灭掉的对物理学最初的好奇。

回复【量子】给你看一个。

潘建伟院士的科普演讲。

这也许是你离诺贝尔物理学奖。

最近的一次。

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新农学会|“中国男孩”潘建伟解密量子卫星“墨子号”出炉记(图15)

互联网+”改变生活,而量子+”改变互联网。随着墨子号”的升空,量子通信不再变得遥不可及,但背后的付出也是常人所不能及的。今天,我们就听潘建伟院士说说量子通信卫星”背后的故事。

新农学会|“中国男孩”潘建伟解密量子卫星“墨子号”出炉记(图16)

世界第一:全球首颗量子通信卫星墨子号发射成功 世界第一!中国首颗量子卫星发射成功,开启人类保密通信新纪元 未来星空2016-08-16 导读:量子通信作为后摩尔时代的新技术,有望在10至15年之后成为继电子和光电子之后的新一代通信技术。  太空卫星模拟图 新闻速递” 2016年8月16日北京时间凌晨1点40分,全球首颗量子科学实验卫星墨子号”在中国酒泉卫星发射中心成功发射,卫星由长征二号丁运载火箭送入太空,飞行了约十一分半后与火箭分离,顺利进入了太阳同步轨道。 本次发射是长征二号丁运载火箭的第29次成功发射,保持了迄今为止的100%成功率。 量子科学实验卫星是继暗物质粒子探测卫星悟空”微重力科学实验卫星实践十号”后,我国空间科学先导专项中第3颗升空的卫星。 该卫星已被正式命名为墨子”成书于公元前400年左右的墨家著作《墨经》中就记载了关于小孔成像、凸面镜成像等实验总结的规律光学八条”代表了我国于近2500年前的战国初期在几何光学领域取得的显著成就。量子科学实验卫星将主要进行量子信实验,以墨子这位中华科学先贤为其命名可谓名至实归。

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新农学会|“中国男孩”潘建伟解密量子卫星“墨子号”出炉记(图21)

网友评论
  • peerless三
    僵在哪里,死不了、活不成
    2019-04-21 20:34 26