“最近有一部好萊塢科幻大片十分火爆，一夜之間幾乎全民都開始鉆研空間、黑洞和引力——”“你說的是《星際穿越》吧”。記者采訪潘建偉時(shí)，正值九三學(xué)社中央十三屆三中全會召開。全國政協(xié)委員潘建偉在此次會議上被評為十位“九三楷模”之一。這位我國量子力學(xué)領(lǐng)域的頂級科學(xué)家，厚厚的眼鏡片后閃爍著睿智的光芒，說起話來嘴角一抹微笑。

　　“星際穿越中涉及到的很多現(xiàn)象都可以用物理原理進(jìn)行解釋。黑洞周圍引力使時(shí)間變慢、星際旅行都可以被證實(shí)，但時(shí)間能不能被穿越，甚至是倒流回到過去，人類目前的知識還不知道。也有可能在一個我們目前未知的高緯度時(shí)空里能夠?qū)崿F(xiàn)。”潘建偉從自己所掌握的物理學(xué)知識對超時(shí)空現(xiàn)象予以解讀，他說，無論是量子力學(xué)還是相對論，因果關(guān)系都是一個寶貴的原則，在這個原則中，人不能回到從前改變歷史，破壞這種邏輯上的因果關(guān)系。

　　在現(xiàn)實(shí)中，有一種與星際穿越很相似的物理現(xiàn)象，被稱為“量子糾纏”。愛因斯坦稱之為“遙遠(yuǎn)地點(diǎn)間幽靈般的相互作用”。“為什么在遙遠(yuǎn)地點(diǎn)之間還有這種超距的互動，如何利用這種超距的互動進(jìn)行信息傳輸，就是我們現(xiàn)在正在研究的量子傳輸。”潘建偉口中的量子傳輸，說起來云淡風(fēng)輕，44歲的潘建偉半生的輾轉(zhuǎn)、汗水、榮譽(yù)和驕傲，都源于此。

　　15年前，潘建偉的量子態(tài)隱形傳輸實(shí)驗(yàn)取得“量子信息實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域的突破性進(jìn)展”，這個實(shí)驗(yàn)被公認(rèn)為量子信息實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域的開山之作，歐洲物理學(xué)會將其評為世界物理學(xué)的年度十大進(jìn)展，美國《科學(xué)》雜志將其列為年度全球十大科技進(jìn)展。值得一提的是，該工作同倫琴發(fā)現(xiàn)X射線、愛因斯坦建立相對論等影響世界的重大研究成果一起，被《自然》雜志選為“百年物理學(xué)21篇經(jīng)典論文”。

　　那一年，青年學(xué)者潘建偉29歲，并以這種方式實(shí)現(xiàn)了對自己未曾謀面的導(dǎo)師愛因斯坦的致敬。

　　初探量子世界

　　1987年，17歲的潘建偉考入中科大近代物理系。在大學(xué)他第一次接觸到了量子力學(xué)，也迷上了這門科學(xué)。

　　其實(shí)，最早發(fā)現(xiàn)潘建偉適合學(xué)物理的是他的中學(xué)老師韋國清。當(dāng)時(shí)，潘建偉正在數(shù)學(xué)專業(yè)和物理專業(yè)之間猶疑。老師說，數(shù)學(xué)完全靠自由思想的創(chuàng)造，在很大程度像智力游戲。而你是一個感受鮮活，對事物敏感，善于發(fā)現(xiàn)規(guī)律的孩子，還是更適合學(xué)物理。

　　感謝潘建偉的老師，為我們發(fā)現(xiàn)了一位卓越的物理學(xué)家。

　　“量子力學(xué)所預(yù)言的種種奇特現(xiàn)象，以及量子力學(xué)誕生100余年來對人類物質(zhì)文明進(jìn)步所帶來的巨大變革，使我對量子物理產(chǎn)生了濃厚的興趣，探究量子世界的各種奇妙現(xiàn)象成了終生的奮斗目標(biāo)。”潘建偉如是說。

　　潘建偉現(xiàn)在還記得第一次讀到《愛因斯坦文集》自序時(shí)的感受，“對于我，那就是一種天籟之音。”

　　少時(shí)在家鄉(xiāng)小山上凝視天穹，潘建偉經(jīng)常會有一些隱隱約約的冥想。那種說不清道不明的感受，愛因斯坦清清楚楚地說了出來。自然界的規(guī)律不會因?yàn)橐粋€人是否高貴是否地位顯赫而變化，而是由自然界本身決定的。自然界的規(guī)律是永恒的，昨天是這樣的，今天是這樣的，明天也是這樣?？粗粗私▊ギa(chǎn)生了一種巨大的安全感，這種安全感來自對規(guī)律統(tǒng)治世界的由衷折服。在潘建偉的心中，對世界的探究成為了保持精神自由的工具，成為了擺脫精神桎梏的飛行器。

　　潘建偉是愛因斯坦的崇拜者，他喜歡閱讀《愛因斯坦文集》。“愛因斯坦的散文是最深刻、最美的，讓我堅(jiān)定了研究物理的決心。讓我感覺從簡單的事實(shí)后面可以找到一個規(guī)律，現(xiàn)在、將來都不會變。”

　　也是在愛因斯坦的“指引”下，潘建偉在碩士畢業(yè)后選擇了出國留學(xué)。“當(dāng)時(shí)中國國內(nèi)在量子領(lǐng)域與國際先進(jìn)水平相比還比較落后，我出去的理由很簡單，就是為了學(xué)習(xí)先進(jìn)的知識和技術(shù)。”

　　在奧地利維也納大學(xué)的塞林格教授門下攻讀博士學(xué)位時(shí)，潘建偉腦子里醞釀了一個對量子態(tài)進(jìn)行隱形傳輸?shù)膶?shí)驗(yàn)方案。一個月后，他覺得方案成熟了，便興奮地在組里報(bào)告他的設(shè)想。然而，報(bào)告結(jié)束后全組沒一個人說話，這令潘建偉十分詫異。好半天，塞林格教授問：“潘，你不知道這就是量子態(tài)隱形傳輸?shù)睦碚摲桨竼?？你不知道我們另一個小組正在做這個實(shí)驗(yàn)嗎？”

　　潘建偉一聽，主動請纓加入實(shí)驗(yàn)組，塞林格考慮再三接受了他的請求。這一“請”一“允”，悄然改變了潘建偉的命運(yùn)。

　　把微觀粒子送進(jìn)我們的生活

　　現(xiàn)在科學(xué)家用真實(shí)的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了愛因斯坦的想象。而為了認(rèn)識和操縱光子之間的糾纏狀態(tài)，潘建偉同國內(nèi)及德國、奧地利專家合作，對這一世界性難題研究了近十年時(shí)間。

　　潘建偉向記者通俗地解釋了量子糾纏，“這是光子間的神秘聯(lián)系，奇妙在其中的一個光子經(jīng)過測量就可以了解另外一個光子的狀態(tài)；光子糾纏是一個整體，兩個光子作為一個整體來看時(shí)如果試圖竊聽或偷走其中一個光子的信息，你將任何信息都得不到。這是另外一個特性，這就是其保密安全性所在。”

　　但由于在量子通信通道中存在種種不可避免的環(huán)境噪聲，“量子糾纏態(tài)”的品質(zhì)會隨著傳送距離的增加而逐漸降低，導(dǎo)致量子通信手段目前只能停留在短距離應(yīng)用上。

　　2005年，當(dāng)潘建偉與楊濤、彭承志等同事們發(fā)表了題為《13公里自由空間糾纏光子分發(fā)：朝向基于人造衛(wèi)星的全球化量子通信》的研究論文后，13公里——這個當(dāng)時(shí)國際上自由空間糾纏光子分發(fā)的最遠(yuǎn)距離，其糾纏的特性仍然能夠保持的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，讓人們開始思考實(shí)現(xiàn)全球化的量子通信的可能性。

　　值得關(guān)注的工作還有很多。2004年，潘建偉團(tuán)隊(duì)首次實(shí)現(xiàn)五光子糾纏，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了一種更新穎的量子隱形傳態(tài)，即終端開放的量子隱形傳態(tài)，為奠定分布式量子信息處理的基礎(chǔ)作出了貢獻(xiàn)；2006年，首次實(shí)現(xiàn)了兩光子復(fù)合系統(tǒng)量子隱形傳態(tài)；2008年，首次實(shí)現(xiàn)了光子比特與原子比特間的量子隱形傳態(tài)。潘建偉和其他量子物理學(xué)家一起，一點(diǎn)點(diǎn)開啟量子世界的窗。

　　也許，有人仍對這樣晦澀的理論和技術(shù)難以理解，這些匪夷所思的科研成果有什么用途？150年前，當(dāng)麥克斯韋發(fā)現(xiàn)電磁波時(shí)，人們也在問同樣的問題。事實(shí)上，電磁波的發(fā)現(xiàn)才讓電視、無線電、雷達(dá)和手機(jī)成為可能。對量子態(tài)隱形傳輸和糾纏交換的研究成果同樣傳遞出的是人類的未來世界，為將來新一代量子通信打下基礎(chǔ)。未來的量子通信，在原理上完全保密的，不能被竊聽，在將來的國防上會有非常重要的應(yīng)用。此外，通過對糾纏態(tài)的研究，可以為將來的高速度的量子計(jì)算機(jī)打下基礎(chǔ)。

　　潘建偉，就這樣操縱著單個粒子，解開微觀粒子蘊(yùn)含的詭秘和矛盾，把它們送進(jìn)我們的生活。