1927年,索尔维会议上,爱因斯坦与玻尔围绕“光的波粒二象性”展开的世纪论战,被视作“科学史上最伟大对决”。

  2025年12月,欧美同学会副会长、中国科学技术大学教授、中国科学院院士潘建伟团队的研究成果终结了这场持续近百年的物理学巅峰对决。该研究成果通过实验证明了海森堡极限下的互补性原理,不仅在量子极限层面忠实实现了爱因斯坦思想实验,而且发展了高精度单原子操控、单原子—单光子纠缠和干涉等精密量子技术,为未来实现大规模中性原子阵列、压缩态纠错编码,以及进一步探索消相干和量子到经典过渡等基础问题奠定了基础。

  近年来,随着量子科技正式被纳入国家战略性前沿技术体系,中国在该领域的战略布局与发展推进正以前所未有的力度与速度全面深化。在一系列令国人自豪、世界瞩目的标志性科技成就背后,始终离不开一个关键的名字——潘建伟。这位中国科学家,是国际量子信息实验研究的开拓者之一。他的人生轨迹与科研生涯,恰好与我国量子科技事业从无到有、从弱到强、从学习引进到自主创新的崛起之路紧密重合。

  从东阳学子到“量子之光”

  1970年,潘建伟出生于浙江东阳一个普通农村家庭,童年记忆里最深刻的“幸福”,莫过于一碗玉米糊上悄悄抹上的那层珍贵猪油。物质条件的匮乏并没有限制他对知识的热爱和天马行空的想象力。从小他就表现出对自然现象的好奇,常常独自观察星空、拆解旧电器,试图理解隐藏在世界背后的规律。

  1987年,17岁的潘建伟以优异成绩考入中国科学技术大学近代物理系,在中科大这片学术沃土上,他如饥似渴地吸收着知识,尤其对量子力学中那些违背直觉却又极其深刻的概念产生了浓厚兴趣。

  随着理论学习的不断深入,潘建伟敏锐地意识到,量子力学中所预言诸多反直觉的奇妙现象必须依靠最尖端的实验技术与平台才能得以验证,而这恰恰是当时国内科研条件尚存在的短板。他清楚地看到,如果没有先进的实验设备和科研环境,再好的理论构想也难以转化为现实突破。

  1996年,硕士毕业的潘建伟远赴量子力学的发源地之一——奥地利,进入因斯布鲁克大学攻读博士学位,师从著名量子物理学家安东·蔡林格教授。

  留学期间,他很快在实验研究中展现出了科学天赋与动手能力。1997年,潘建伟就以第二作者身份,于国际顶级期刊《自然》上发表了论文《实验量子隐形传态》。该成果首次在实验中实现了量子态隐形传输,被全球学界公认为量子信息实验领域的开山之作,并入选当年度全球十大科技进展。

  彼时,导师询问潘建伟未来的梦想,他给出了一个坚定而清晰的回答:“在中国建一个世界领先的量子光学实验室。”这个回答不是一时冲动,而是经过深思熟虑的郑重承诺。

  尽管国外科研机构提供了优厚的待遇与顶尖的实验条件,潘建伟却始终态度明确:“我热爱物理,热爱科学,但我更是一名中国人。我希望能在自己的国家,将科学研究做到世界前沿。”2001年,他踏上归途,回到中国科学技术大学,全身心投入到我国量子领域研究之中。

  量子信息作为一门新兴的前沿交叉学科,在当时的国内学术评价与资助体系中尚未得到广泛认可。“物理学界觉得量子信息偏工程,信息学界又觉得它属于物理学的范畴”,潘建伟回忆,这种定位的模糊导致早期科研经费的申请屡屡碰壁、举步维艰。

  但在资源有限的起步条件下,他始终坚守科研一线,持续钻研,并不断产出具有国际影响力的重大成果。其博士期间参与完成的量子隐形传态实验,与爱因斯坦建立相对论等一同被《自然》杂志评选为“百年物理学21篇经典论文”。凭借这些硬核的学术贡献,量子信息学科逐渐在国内科学界站稳脚跟、赢得重视。

  潘建伟深刻意识到,要实现中国量子科技的群体突破,单打独斗是远远不够的。其实早在海外留学期间,他就多方联络志同道合的科技工作者,为回国后组建科研团队做准备。像一个耐心的园丁,精心培育着未来科研团队的每一颗种子。

  为量子大厦铸牢坚实地基

  2009年,在观看新中国成立60周年《复兴之路》大型演出时,潘建伟内心澎湃难以自抑,当即给仍远在国外的学生们逐一发送热情洋溢的信息,号召大家早日学成归国,为民族复兴与科技自强事业贡献才智。这些邮件不仅传递着科学的热情,更承载着一位科学家对祖国的深情与责任。

  这是一份没有书面条约、却重于千钧的“心灵契约”。在潘建伟的感召与引领下,一批才华横溢、具有国际视野的青年科学家,如陈宇翱、陆朝阳等,纷纷响应祖国的召唤,放弃海外优越的科研条件和高薪待遇,相继归国投身于量子科技的研究事业。他们怀揣着科技报国的共同理想,汇聚成一支被国际学界誉为中国量子科技“梦之队”的强大研究力量,构筑起我国在该前沿领域的核心人才矩阵。

潘建伟(左一)在实验室与团队成员讨论方案

  这支高水平的团队充分发挥协同创新优势,集纳不同学科背景与科研机构的专长,以开放合作、互补共进的方式,携手搭建起中国量子科技体系坚实的“四梁八柱”,为后续一系列重大突破奠定了坚实基础。团队内部形成了独特的科研文化:鼓励大胆探索、宽容失败、重视交叉融合,这种文化成为催生重大创新的沃土。

  团队组建之后,迎接他们的并非坦途,而是充满挑战的技术攻坚战。以“墨子号”量子科学实验卫星的研制过程为例,其中“天地对准”技术是横亘在科研人员面前的关键难题。潘建伟曾以生动比喻阐释其艰巨性,“卫星在太空中以每秒近8公里的高速度飞行,好比一列疾驰的高速列车;而在约一千米之外,有一个正在高速旋转、罐口仅如硬币窄边般微小的储蓄罐。我们的任务,就是要一次次精准地将‘硬币’,也就是光子,准确无误地投入那个不断运动的‘罐口’之中。”

  由于该技术受到国外严格封锁,几乎无现成经验可借鉴,也没有外部支援依靠。潘建伟深刻意识到:“真正的核心技术是买不来、求不来的,唯有依靠自主创新、奋力攻关!”

  团队历经上千次反复实验与不断优化,经常日夜不停地测试、调整、再测试。最终,他们成功研发出具有完全自主知识产权的“复合轴跟瞄系统”,将跟踪精度提升至0.1角秒的卓越水平,远超国际同类设备的性能指标,极大地增强了整个团队的科研自信与攀登世界科技高峰的使命感。

  为国家信息安全铸造“无形盾牌”

  潘建伟团队的科研探索始终紧紧围绕国家战略需求,致力于将最前沿的量子科学研究成果应用于提升国家信息安全保障能力。他常以形象的比喻强调其重大意义,“倘若其他国家率先研制出量子计算机,我们现有的公钥加密体系在其强大算力面前将不堪一击,国家信息安全将面临严峻威胁。而量子保密通信技术的成熟与应用,就相当于为我们的信息传输系统穿上了一件高强度‘防弹衣’。”

  基于这一战略认知,潘建伟率领团队实现了一系列从无到有、从理论到实践的原发性突破。2016年,“墨子号”量子科学实验卫星成功发射升空,并在国际上率先实现了千公里级星地双向量子纠缠分发等三项重大科学目标,标志着我国在空间量子通信领域迈出决定性一步。这项成就让中国在全球量子通信竞赛中抢占了先机;2017年,全球首条远距离量子保密通信骨干网——“京沪干线”正式开通,为金融、政务等关键领域提供了“原理上无条件安全”的信息传输保障,示范效应显著。

  此后,“九章”光量子计算原型机和“祖冲之号”超导量子计算原型机相继问世,使我国成为全球率先在两条主流技术路线上均实现“量子计算优越性”的国家,牢固确立了国际第一方阵地位。这些里程碑式的成就,不仅奠定了我国在量子通信领域的国际领先地位,更直接服务于国家信息安全这一核心战略需求。

  如今,潘建伟的目光已投向更深远的发展蓝图。在他的带领下,团队正在全力研制功能更强大的世界首颗中高轨量子卫星。该型卫星具备同时覆盖相距上万公里两地的能力,有望构建起中国远至非洲之间的全天时量子密钥分发链路,进一步拓展我国量子通信网络的全球覆盖范围。

  与此同时,“九章四号”“祖冲之四号”等更先进的量子计算原型机的研发,以及多颗量子微纳卫星的组网发射计划,也正在稳步推进。这些项目不仅具有重要的科学研究价值,更将在数字经济、国家安全、金融加密等重大领域产生深远影响。

  为留学人员搭建科研交流的桥梁

  个人的科研突破离不开祖国的培育和国际视野的滋养,国家科技事业的整体崛起,更需要海内外科技工作者形成合力。这份使命感,推动潘建伟积极投身于留学人员组织与服务工作中。2021年1月,他当选欧美同学会副会长,并在2025年7月连任德奥分会第八届理事会会长。

  2023年,习近平总书记专门致贺信祝贺欧美同学会成立110周年。在深入学习习近平总书记重要贺信精神后,潘建伟说,从詹天佑到钱学森,一代代留学先辈高扬留学报国的旗帜,投身国家建设,书写了动人的实践篇章。在新时代的征程上,广大留学人员更应勇担使命,致力于实现高水平科技自立自强,让个人追求与国家战略同频共振。

  同时,他着力推动学术交流向实质性的产学研协同创新转化。2025年底,由欧美同学会指导的“海归智汇·兴滇报国”海归科学家交流对话在云南腾冲举办。潘建伟在会上积极倡导构建“海归科学家+政府+高校+企业”的联动模式。他不仅看重前沿思想的碰撞,更关注如何让智慧落地,让科研成果跨越实验室的围墙,服务于地方发展与产业升级。

  作为德奥分会会长,他的工作则展现得更具“黏性”与“精度”。他紧密团结具有德国、奥地利留学或工作背景的会员,依托共同的学术渊源与文化纽带,组织专业研讨、开展国情考察,强调做实服务,围绕会员职业发展、跨国合作中的具体需求开展工作,使分会成为一个能切实助力会员成长、引导其为国服务的“家园”。

  近三十年的不懈奋斗,深刻诠释了这位“中国量子之父”胸怀家国、敢为人先的使命担当与赤子情怀。他的经历证明,个人对科学真理的执着追求,要深深融入民族复兴的宏伟征程,才能迸发出照亮人类认知边界的璀璨光芒。如今,由潘建伟带领的始于微观世界的中国量子长征,持续迈向更广阔的未来。随着新一轮科技革命和产业变革的深入发展,量子科技必将在更多领域展现其潜力,而中国在这一领域的持续投入和创新突破,正在为构建人类命运共同体贡献着不可替代的中国智慧与中国力量。

  来源 :《留学生》杂志

  文 :马思遥