沉寂千年，中國誓回發明創新之巔？ 中國“量子之父”入選《自然》十大人物
中國科學技術大學教授、中科院院士潘建偉，陡然“紅了”
12月19日凌晨，國際頂尖學術期刊《自然》雜誌公佈2017年度十大科學人物，中國物理學家潘建偉赫然在列。
《自然》推選全球年度十大科學人物已是傳統。近年來入選中國科學家並不鮮見。2013年，禽流感專家陳化蘭當選；2015年，中山大學教授黃軍利用基因編輯技術修改人類胚胎DNA治療地中海貧血症上榜。要算上海外華裔，同胞更多。今年入選的，就有美國布羅德研究所生物學家劉如謙。東姐覺得，從這個角度，咱絕對可以小小自豪一下。作為論文大國、博士大國，咱常收到“大而不強”，“一味跟隨、缺少開創性引領性研究”的評價，這帽子能否慢慢摘下？
不過，潘建偉院士院士格外受關注——東姐一覺醒來，網絡朋友圈刷屏，以前國人很少注意的“《自然》十大科學人物”被成功“科普”。
面聆過潘院士學術風采的東姐，也與有榮焉——潘院士不僅是中國科研創新突破的傑出代表，還是我大長三角融合發展的生動寫照——他是浙江東陽人；在合肥上大學、當教授，還是中國科技大學常務副校長；其量子科技研究的基地中，相當一部分則在上海浦東新區。
最近，潘建偉院士和他的團隊持續得到國內外的廣泛關注——
12月13日，美國。著名科學媒體《科學新聞》（Science News）將“墨子號”的研究選為“2017年度十大科學事件”之一，並以“2017年量子通信衞星證明了它的潛力”為題做了專題報道；
半個月前，烏鎮。世界互聯網大會，18項世界互聯網領先科技成果發佈，潘建偉團隊的光量子計算機原型機上榜；
10月底，北京。2017未來科學大獎頒獎典禮，潘建偉憑藉量子光學的創造性貢獻獲“物質科學獎”。該獎2016年設立，是中國大陸第一個由科學家、企業家羣體共同發起的民間科學獎項，單項獎金高達100萬元，被稱為“中國諾貝爾獎”。
不久前，潘院士入選2017感動上海年度人物。頒獎辭是：“他讓中國的量子科學領跑世界，讓永攀高峯的精神引領時代”。
墨子號上天，“沉寂了一千年，中國誓回發明創新之巔”？
在物理學界之外，潘院士成為“網紅”始於去年8月16日。由他和他的團隊主導研製的世界首顆量子科學實驗衞星“墨子號”上天，我國率先實現衞星和地面的量子通信。今年，“墨子號”被寫入十九大報告，成為近五年科技創新的代表性成果之一。
其實，“潘家軍”量子通信、量子計算的諸多原創性成果已是多次入選世界年度十大科技亮點、世界年度物理學重大進展、世界年度物理學重大事件等，還獲過國家科技進步一等獎。
聚光燈下的潘家軍，今年成果豐碩：8月10日，他們宣佈“墨子號”提前圓滿完成量子糾纏分發、量子密鑰分發、量子隱形傳態三大科學實驗任務，成果相繼發表於《科學》和《自然》上； 9月29日，十八大之後我國在信息領域部署的首個重大工程，世界首條千公里級量子保密通信骨幹網“京滬幹線”正式開通；結合“京滬幹線”與“墨子號”量子科學實驗衞星的天地鏈路，中國與奧地利首次成功實現洲際量子保密通信，為未來覆蓋全球的量子保密通信網絡邁出堅實一步。
這些成果意義何在？
《自然》雜誌為每一位入選者做了一篇新聞特寫*，《量子之父》開篇便是：“在中國，人們稱他‘量子之父’。對於這一稱呼，潘建偉當之無愧。在他的帶領下，中國成為遠距離量子通信技術的領導者。”*
去年底，《華爾街日報》發表*《沉寂了一千年，中國誓回發明創新之巔》的專題文章，將“墨子號”量子衞星作為中國創新能力提升的重要標誌。英國《經濟學人》報道則稱，“沒有一個量子網絡比中國在去年底建成的‘京滬幹線’更具雄心”。*
量子通信是目前最接近實用的技術。“墨子號”上天之後，歐美各國對量子信息科學的重視達到前所未有的高度，紛紛開始加緊戰略部署，比如歐盟就迅速啓動10億歐元的量子技術旗艦計劃、美國國會在最近的聽證會上認為“美國絕對無法承受在量子技術革命競爭中失敗的代價”。但是，在量子通信領域，中國無疑已是“領跑者”。
量子通信有啥用——從兩隻貓的“死”、“活”説起
12月17日，一流科學家雲集、光諾獎得主就有5位的“2017復旦科技創新論壇”舉辦。主旨演講者潘建偉院士做了《打破量子工程的壁壘》的報告。他從十萬年前智人為什麼能戰勝更強壯、頭腦更大的尼安德特人，成為進化戰爭勝利者入手，通俗地講述量子力學理論的基本原理、研究驗證的演進歷史、技術應用的最新成果……
“*日常生活中，一隻貓要麼是死，要麼是活。根據量子疊加原理，一隻量子世界的貓，卻可以同處‘活’和‘死’兩種狀態的相干疊加……量子疊加擴展到兩個粒子，就會出現量子糾纏現象。*量子世界的兩隻貓，甚至可以處於‘死死’和‘活活’的相干疊加中。如果測量其中一隻貓的狀態，發現它‘活’着，那另一隻貓就會立即塌縮到‘活’的狀態，不論它們相隔多麼遙遠。愛因斯坦稱之為‘遙遠距離的詭異互動’。”用兩隻“貓”為例，潘院士對量子通信最為基礎的量子疊加、量子糾纏等概念的科普很解渴。
“假如我從合肥到上海帶了一件禮物放在箱子裏，但不巧我忘帶鑰匙了。在經典物理學中，我可以打電話給合肥同事，把鑰匙掃描發給我，也就是對鑰匙進行測量，我另配一把鑰匙打開箱子。
但如果這是一把‘量子鑰匙’，根據量子不可克隆定理，對單個未知量子態進行測量，無法獲得這個狀態的完整信息，就只能將鑰匙的量子態本身從合肥傳送到上海。我們知道，量子態非常脆弱，傳輸通道各種不可避免的噪聲都會將之摧毀。怎麼辦呢？根據 Bennett 等1993年的方案，利用量子隱形傳態，可以將粒子未知的量子態傳送到遙遠地點的另一個粒子上，而不用傳送這個粒子本身……”這把“鑰匙”，頓時讓“量子隱形傳態”生動起來。
簡單地説，不論量子通信還是量子計算，目前和日常生活還沒啥關係——碰上推銷什麼量子工具、量子補藥的，千萬別信。墨子號量子通訊衞星的發射，連接北京、濟南、合肥、上海，全長2000餘公里的全球首個遠距離量子幹線“京滬幹線”的建成，主要應用在金融、政務、國防、電子信息等重要領域的保密通信。但遠期則和我們每個人的信息安全都有關係：手機裏有了量子保密芯片，語音通話、金融轉賬、信息傳輸等涉密操作，就不用擔心被竊聽、盜用或攻擊了。
20年執着“追愛”，逆轉“偽科學”，當上“領跑者”
