中科大潘建伟竞逐世界科学前沿，欲建中国的百年实验室

　　文| 未名林老师
　　最近一段时间，中科大的潘建伟热度持续飙升，频频登上热搜。
　　先是其导师安东·塞林格 (Anton Zeilinger)获得2022年诺贝尔奖，其获奖的科研成果＂量子纠缠理论＂也正式潘建伟的研究领域，而潘建伟领导的团队取得了突破性研究成果，证明了量子纠缠理论具有广阔的应用前景，才成就了塞林格最终斩获＂诺奖＂。
　　近日，潘建伟团队又再次发布最新研究成果：＂首次在国际上实现百公里级的自由空间高精度时间频率传递实验，时间传递稳定度达到飞秒量级，大约每800亿年误差才1秒＂。
　　一般人可能对这一研究成果有多先进没有什么概念，但它的意义却在于＂朝着使用光学时钟重新定义秒的方向迈出重要一步＂。
　　这也意味着，中国的量子力学研究又获突破性成果。
　　潘建伟和导师塞林格（右）
　　上世纪90年代，潘建伟从中科大毕业，但当时国内对量子力学的研究几乎是一片空白。抱着对科学的热情和对未来的无限憧憬，他只身前往奥地利求学，师从当时已经是著名物理学家的安东·塞林格教授。
　　他的目标，从来都不是为了自己的＂功成名就＂，而是希望在中国建立世界一流实验室，带领中国的科学技术走向世界前沿。
　　后来，潘建伟又辗转于中国和欧洲之间，致力于国内外量子力学研究的交流，几乎凭一己之力，奠定了国内量子力学研究的基础。
　　回国之后，他便全心全意致力于量子力学及其应用的研究和人才培养，屡次获得突破，取得累累硕果。
　　时至今日，当时初出茅庐的少年，已经成为国际物理学＂大牛＂，被称为＂中国量子之父＂。而在潘建伟等人的不懈努力下，中国的量子力学研究及其应用也已经遥遥领先。
　　潘建伟究竟是如何突出重围，带领中国量子力学走向＂金字塔顶端＂的？
　　01 兴趣指引，结缘中科大
　　很多人不理解，为什么会有人沉浸于苦闷的科学研究中，几十年如一日地做实验，查文献？其实，一切都是兴趣使然。对于科学家来说，探索未知世界是一种无尽的乐趣，他们只不过在做自己喜欢的事情罢了。
　　所以说，兴趣指引，方能走得更远。潘建伟能走上量子力学的研究之路，首先是因为兴趣。
　　1970年3月，潘建伟出生在浙江省东阳市，从小天资聪慧，活泼好动。七岁时，潘建伟进入马宅镇雅坑小学读书，母亲张香娇是学校的数学老师。他的成绩一直很好，小学、初中都以全校第一名的成绩毕业，高中时就考入了浙江名校东阳中学。
　　潘建伟父母和两个姐姐
　　当时，成绩优异的潘建伟，本有机会被保送到浙大、西安交大等名校去读管理、经济等当时炙手可热的专业，但他深知自己感兴趣的是物理学。如果接受保送，可能就无法读自己喜欢的专业了。
　　当他把自己的困惑告诉父亲潘孟迪时，父亲很平淡地告诉他：＂不管做什么，只要你喜欢就好。＂那时他才明白，关于未来的路，不能有功利的想法，只要遵从自己的内心就好了。
　　1987年，潘建伟考入了中国科学技术大学近代物理系，攻读理论物理学，开启了他于中科大一生不解的缘分。
　　那时，中科大人才济济，潘建伟的班级上就有7个省高考状元，潘建伟的成绩并不突出。但由于对物理感兴趣，潘建伟全身心投入到研究中去，面对压力、挫折，也从不畏惧。
　　思想自由，学术气氛浓厚的中科大，给专心做学问的人创造了广阔的平台。潘建伟在这里师从著名物理学家张永德，完成了本科到硕士阶段的学习，并留校任教。如果他安于现状，可能会一直在中科大做一名老师，但潘建伟的心中有更大的梦想。
　　潘建伟和导师张永德
　　期间，潘建伟接触到了当时国际上正在迅猛发展的量子力学，然而，对于这一未来物理学的主流方向，国内的研究却十分落后。思虑再三后，他决定出国深造。
　　经导师推荐，潘建伟前往世界量子力学重镇奥地利，在因斯布鲁克大学攻读博士学位。而他的导师便是后量子实验研究的大师塞林格。后来，塞林格受邀于维也纳大学担任物理系讲席教授，潘建伟跟随导师前往，并于1999年获得维也纳大学博士学位。
　　塞林格对潘建伟的教导，绝不仅仅是在做实验上。作为一名导师，塞林格有极强的人格魅力，对学生谆谆善诱，悉心指导，尊重学生的意愿，对潘建伟的影响很大。
　　成名之后，潘建伟曾经提到，有一天塞林格见潘建伟深夜还在实验室工作，便问他：＂为什么工作到这么晚？＂潘建伟打趣地回答：＂我是在为你工作呀＂。塞林格听完，严肃地对他说，＂不，你是在为你自己工作＂。
　　这句话让他想起当年选专业时，父亲对他说的话。确实，他选择物理，完全是出于兴趣，绝不是为了他人。做自己喜欢的事，是支撑他这么多年一直致力于量子力学研究的原动力。
　　中科大02 科学只有第一，没有第二
　　中国有句古话：＂文无第一，武无第二。＂其实，科学也是＂只有第一，没有第二＂——任何科学发现，只有第一个做到的人才会被记住，因此，塞林格鼓励潘建伟，要＂to be the first（争做第一）＂。
　　一般人很难想象，一名科学家要做到＂第一＂，究竟需要付出多少努力。然而，这种付出，在潘建伟的每一天都在上演。
　　潘建伟的量子力学之路，并不是从一开始就踏上的。在中科大读本科时，潘建伟的量子力学并不是学得最好的，反而是四大力学中最差的。但他并没有因此选择其他领域，而是决定要攻克这个＂弱项＂。
　　面对困难迎难而上！或许这就是＂天才＂与生俱来的魄力，也是进军科学前沿必不可少的韧性吧。
　　在奥地利留学时，潘建伟原本是学习理论物理的，但是他阻挡不了他对实验物理的思考。初生牛犊不怕虎的他，独立提出了＂对量子态进行隐形传输的实验方案＂。当天兴奋地报告给小组时，却被导师塞林格反问：＂你不知道这就是量子态隐形传输的理论方案吗？你不知道我们另一个小组正在做这个实验吗？＂
　　潘建伟在奥地利留学
　　潘建伟听完，并没有因此而沮丧，反而＂不知天高地厚＂请求导师让他加入实验组。独具慧眼的塞林格打破常规，答应了潘建伟的请求。就这样，潘建伟完成了完美转型，也由此确定了他一生的研究方向。
　　作为半路出家的＂实验物理学家＂，潘建伟为了尽快掌握实验物理的知识和技巧，几乎整天都呆在实验室里，通宵达旦那就是常规操作而已。
　　事实证明，潘建伟没有辜负塞林格的信任。1997年，潘建伟作为第二作者的论文《实验量子态隐形传输》刊登在《自然》杂志上，被誉为是量子信息实验领域的开山之作，还被列为＂百年物理学21篇经典论文＂之一。
　　潘建伟与塞林格的团队
　　后来，潘建伟作为学生带头人，带领学生团队进行科学研究，也时常鼓励学生＂花10倍的时间做一件重要的事，比一倍时间做10件不重要的事情要好得多。＂
　　这种严于律己、精益求精的作风和态度，成为他学术路上攻无不克的＂法宝＂。就拿量子计算机来说，中国的＂九章＂的运行速度币谷歌的量子计算机快100万亿倍，无不令国外同行拍手称绝。
　　03 从世界一流，到百年老店
　　如今，中国在量子力学领域能够与欧美科技强国抗衡，离不开潘建伟孜孜不倦的付出。在国外深造时，面对优越的科研环境，潘建伟没有心动过，他一心想着的，就是学成归来。
　　回忆起初次与塞林格见面时的情景，潘建伟依然记忆犹新。导师问他：＂你将来有什么打算？＂潘建伟直截了当地说：＂我想在中国建一个像你这个实验室一样一流的实验室。＂
　　这个质朴而又伟大的梦想，陪伴了他的整个研究生涯。经过十年的努力，他在中科大组建的量子信息实验室已经达到世界一流水平，他有提出了更高的目标：把实验室开成＂百年老店＂。
　　他要做的，是把实验室办成向英国卡文迪许实验室、德国德国马普所一样的实验室，不仅有重大科学突破，还必须能世代传承，经久不衰。为此，潘建伟从没有停下忙碌的脚步。
　　潘建伟与＂墨子号＂量子卫星模型合影
　　1. 毫不保留地全盘搬回
　　怀揣着报国的梦想，潘建伟在获得博士学位之后，就着手准备回国发展了。2001年，潘建伟的项目申请成功，获得中科院、国家自然科学基金等部门总共640万元资金支持，基本可以满足量子力学研究工作的开展。于是，在导师的反对与挽留下，潘建伟毅然回到中科大，组建了量子信息实验室。
　　然而，受到当时薄弱的实验条件的限制，潘建伟为了不影响研究进程，不得不奔波与奥地利、德国等地，与先进的团队展开合作。他被海德堡大学聘为玛丽·居里讲席教授，进行量子存储的合作研究，把国内的学生送到国外去学习交流。
　　潘建伟不远千里奔波劳累，却因为长期在外，被扣上＂假回国，真骗钱＂的罪名。他内心的压力，可想而知，只能独自默默承受，等待一个成熟的时机。
　　2008年，当他把海德堡大学的看家本领都学到手了，便带领全部团队、设备回到国内，成为中科大的全职教授。大到激光器，小到一个镜片，整整120页的搬家清单，无不昭示着他不改的初心和崭新的开始。
　　潘建伟在工作中
　　2. 建立全方位合作交流
　　为了紧跟国际学术前沿，促进国内科研进步，建立内外交流是必不可少的。
　　即使在出国留学期间，学业繁忙，潘建伟也会在暑假抽出时间回到中科大进行短期交流，以助于中科大学子学习先进成果。
　　学业有成归来后，他也和导师塞林格、以及自己在维也纳大学的同事保持紧密联系，亲自前往当地与科研小组展开合作。
　　2016年，刚刚获得国家自然科学一等奖之后，潘建伟便抛下高涨的声誉和媒体的热捧，前往德国海德堡大学，去筹建新的量子技术联合研究中心。这个中心，未来将作为中科大与海德堡大学的科学家进行长期、深度合作的平台。
　　直到今天，潘建伟一直与国内外的同行保持紧密合作交流，互通有无，共同进步。只不过，往昔中国人一味地走出去的情景越来越少，如今是更多人来到中国，来到潘建伟所领导的中科大合肥微尺度物质科学国家实验室学习交流，足以说明我国在这个领域的领先地位。
　　合肥微尺度物质科学国家实验室
　　3. 不拘一格降人才
　　要建世界一流实验室，可能在一个人的带领下能实现，但要建立百年实验室，最重要的是代代相传的优秀传统。
　　江山代有才人出，能主导未来的，终究是年轻人。潘建伟给予年轻人选择的权利，除了实验室重要的战略方向之外，会把讨论和选定新研究方向的机会交给年轻人，并时不时催促他们独立开展工作。
　　另一个重点，便是给年轻人创造平台。
　　英国的卡文迪许实验室、德国的马普所，都是世界顶尖的百年实验室。潘建伟会利用自己的关系和资源，推荐优秀的学生到世界各地的研究所去学习。他的得意门生，研究量子点的陆朝阳、做冷原子物理的陈宇翱，就曾求学于这两个实验室。
　　量子力学的实验是多学科结合的研究，潘建伟会根据每个学生的特长和学科，推荐他们到美国、法国等地的实验室，让他们在各自的领域得到最好的教育。
　　这些学生学成归来，都会成为独当一面的人物，带来最新的科研成果，也带来不同实验室的治学态度。每个人各取所长，融会贯通，就能在逐渐在实验室里沉淀出有独特的文化。
　　潘建伟和团队04 把中科大变成科学中心
　　在中科大上海研究院的办公楼，刻着著名物理学家、中科大近代物理系首任系主任赵忠尧生前的一段话：＂回想自己一生，经历过许多坎坷，唯一希望的就是祖国繁荣昌盛、科学发达，我们已经尽了自己的力量，但国家尚未摆脱贫困与落后，尚需当今与后世无私的有为青年再接再厉，继续努力。＂
　　这句话不断地勉励潘建伟团队，乃至所有的中科大人永攀世界科学高峰。自从回到自己的母校开始，潘建伟所做的研究就与中科大紧紧相依。伴随着这句振聋发聩的召唤，潘建伟建立百年实验室的决心更加坚定，也更有信心。
　　潘建伟在实验室
　　20年来，潘建伟在中科大所取得的成就，几乎为他赢得了所在领域的（除了诺贝尔奖之外的）所有荣誉，当然也包括国内自然科学领域最高奖——国家自然科学一等奖；其主导的世界上收条远距离量子保密通信干线＂京沪干线＂即将开通，届时将率先实现＂天地一体化＂洲际量子通信网络。
　　正如英国《新科学家》杂志对潘建伟团队的评价一样：＂他们使得中国科学技术大学，因而也是整个中国，牢牢地在量子计算的世界地图上占据了一席之地。＂
　　如今，一个几乎可以重新定义＂时间＂的研究成果，再次石破天惊，技惊四座，潘建伟和他的团队再次让我们见识到中国量子力学研究的强大。
　　未来，能否有更多像潘建伟这样的科学大师，提升中科大在世界科研领域的地位，也能推进中国成为世界科学中心呢？我们拭目以待吧。
　　参考资料：
　　【1】中华网《中科大重磅成果:＂秒＂或被重新定义，相关技术可用于精密导航等》
　　【2】南方人物周刊：《封面人物 | 潘建伟和他的量子梦之队》
　　【3】央视网《潘建伟：以微观见天地》
　　【4】澎湃新闻《量子信息研究获诺奖！我国该领域领军人物潘建伟院士曾这样解释量子通讯》
　　【5】澎湃新闻《深读 | 诺贝尔奖背后，一位中国科学家的＂量子＂强国梦》
　　【6】中科大官网