“量子卫星”首席科学家潘建伟对话国科大学子

  • 文/余玉婷 图/杨天鹏 黄荐 (党委宣传部/新闻中心)
  • 创建于 2018-12-30
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  “中科大和国科大同宗同源,以前我到北京出差的时候,经常去玉泉路校区转转。今天来到这里,相当于回到自己的校园,感到非常亲切。”2018年12月28日下午2点,“改革先锋进校园”北京首场报告会在中国科学院大学(以下简称国科大)雁栖湖校区举行。量子信息研究创新者、中国科学技术大学(以下简称中科大)常务副校长潘建伟院士特别选择国科大作为他的宣讲校园,带来题为“改革开放、中国梦、科技创新与责任”的讲座。讲座由中国科学院科学传播局局长周德进主持。

潘建伟与国科大学子谈改革开放、中国梦、科技创新与责任

  潘建伟长期从事量子光学、量子信息和量子力学基础问题检验等方面的研究工作,是该领域有国际影响的学者,特别是在量子通信、多光子纠缠操纵和冷原子量子存储等研究方向上做出了系统性创新贡献。在前不久召开的“庆祝改革开放40周年大会”上,他荣获了改革先锋称号。

  虽临近期末,学业繁重,仍不减国科大学子追逐科学的热情。讲座开始前两个小时,300人的教室就已经坐满了学生,能容纳200余人的直播教室也陆续坐满,不少学生为了现场聆听讲座,纷纷从其他教室搬来椅子,有序地聚集在讲台周围。

立志科学报国

  “没有国家和人民的幸福,就不可能有个人的真正幸福。”潘建伟生于1970年,他在改革开放中成长起来,对改革开放以来翻天覆地的变化有着切身的体会。潘建伟结合自己的经历,首先分享了对改革开放的理解。

  正如习近平总书记在庆祝改革开放40周年大会上的讲话所总结的“建立中国共产党、成立中华人民共和国、推进改革开放和中国特色社会主义事业,是近代以来实现中华民族伟大复兴的三大里程碑。”潘建伟小时候在农村生活,感受过那个年代的艰苦,“在玉米糊上面抹一层猪油,都是奢侈的事情”。在县城上初中后,他接触了更多知识,了解到一大批知识分子为中华民族的伟大复兴做出的探索与努力。

  虽然以前英语不好,但他发现自己在物理学科的兴趣和天赋,“躺着看星星的时候,初中的物理书像幻灯片似的一页页放出来”。潘建伟想到了钱伟长,那位原本擅长文科的科学家,考入清华大学历史系后,经历了九一八事变,于是决定科技兴国,转学物理。从那时起,潘建伟就希望用科学为国家做点事情。

  上了大学后,潘建伟知道了郭永怀、赵忠尧等科学家的事迹,赵忠尧在《我的回忆》中写道:“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,但国家尚未摆脱贫穷与落后,尚需当今与后世无私的有为青年再接再厉,继续努力。”他把这段话贴在实验室门口,以一代又一代科学家的家国情怀勉励后生。

  潘建伟见证了国家从站起来到富起来再到强起来的过程,他践行了立志报国的决心,为国家的富强贡献了自己的力量。

敢于犯错,勤于交流

  “要与国际接轨,多交流与合作!”潘建伟反复强调开放与交流的重要性。曾经英语不好的他,一度打消了出国留学的念头。但是在阅读文献资料的过程中,他发现国内量子物理的某些研究比国外滞后半年以上,这让他意识到,再这么下去,我们只能是跟跑者,无法成为引领者。

  潘建伟在文献资料不足、科学前沿无法把握、实验条件匮乏的情况下,得益于改革开放的发展,于1996年决定前往奥地利学习。导师Zeilinger教授第一次见到潘建伟,问他梦想是什么,潘建伟说:“我要在中国建一个世界一流的量子物理实验室。”在完全不了解实验技术的情况下,潘建伟每天很早去实验室打扫卫生,调试仪器。从身边的小事做起,从跟随研究生、博士生学习,再到参与重要课题项目,他用行动证明了他的梦想不是一句空话。

  在国外的学习过程中,潘建伟阅读了大量的文献。1996年,他在阅读的过程中有重大发现,于是激动地请求作报告。当时英语还不够流利的他,用公式为大家展示。后来他才知道,早在三年前,就已经有两位科学家发现了这个方案。他的导师没有打击他,反而鼓励他独立发现了这个问题。

  潘建伟后来形容这是一次“愚蠢的错误、发现和报告”,但他因此更加自信,“我只是比他们落后三年而已!我决定投入到这个领域的实验研究中。”在感激导师鼓励的同时,潘建伟也希望青年学子在科学研究的过程中不要怕犯错,要有一颗开放与交流的心态。

  走得再远,潘建伟都没有忘记当初为什么出发。2001年,他回国组建了实验室。虽然是从零开始,由于在实验室组建之初就得到了中科院和中科大的大力支持,在以后的几年里又陆续得到了基金委和科技部等部门的支持,实验室的发展速度非常快,在光量子信息实验研究方面很快就赶上了国际先进水平。

  同时,潘建伟也清楚,量子信息是一个正在迅速发展的多学科交叉领域,需要各方面的人才和技术的交叉融合,需要与世界上优秀的科研团体合作并学习他们的先进技术和经验。因此,在实验室组建之初,中科院和中科大就鼓励潘建伟团队保持和发展与国外相关优秀小组的合作关系。正是得益于这种理解和支持,也正是得益于国家对外交流的深化, 2003至2008年间,潘建伟在推进国内实验室建设的同时,在德国海德堡大学从事冷原子量子调控方面的学习与合作研究,完成了光与冷原子量子信息技术方面至关重要的技术积累。同时,团队也选派了一些优秀毕业生,有针对性的与国际一流团队学习并开展合作研究。

  2008年,潘建伟将在海德堡大学的实验装置整体搬迁回中科大,同时将这几年间在欧洲精心培养的一批优秀年轻人才引进到中科大,形成了一支优势互补、创新能力强的团队。在团队的努力下,潘建伟和同事们实现了多光子纠缠操纵的国际领先,推动了量子通信技术走向现实应用。

  为了实现远距离的量子通信,潘建伟在2003年产生了卫星量子通信的设想。对这一国外没有先例的大胆想法,潘建伟时常被人质疑,美国、欧洲有没有在做?他们没做的话,我国先做是不是有风险?在中科院的前瞻性支持下,潘建伟最终带领团队研制成功了国际上首颗量子科学实验卫星“墨子号”,实现了我国在量子通信的国际引领。“墨子号”发射成功后,《华尔街日报》评论道:“沉寂了一千年,中国誓回创新发明之巅”。一年以后,墨子号科学实验任务完成,《自然》杂志在其评选的“2017年重大科学事件”中评价道“国际同行们正在努力追赶中国,中国现在显然是卫星量子通信的世界领导者”。

  潘建伟认为,一方面,如同改革开放一样,科学研究需要以开放的态度充分合作。另一方面,科技工作者也要有自主创新的勇气和信心。在建国初期,面对美国封锁、苏联停止援助的困难局面,老一辈科学家完成了“两弹一星”的壮举,那么在国家综合实力已经大幅提升的今天,中国的科技工作者在国内更加可以做出世界领先的成果。

九层之台,起于垒土

  潘建伟一方面积极寻求国际上相关领域的交流合作机会,一方面组建涵盖各个相关领域的科研团队,将各种优势力量汇聚起来,因为在量子信息的研究中,还需要掌握材料学、光学、电学、量子学等领域的知识。他向在场的国科大学子,强调了学好数、理、化、天、地、生等基础学科的重要性和必要性。

  “科学工作者要敢想,有明确的目标,知道自己要做什么而不是随波逐流。”潘建伟认为,很多同学担心目标太大,无法实现,他自己也曾被质疑是否具有可行性。于是他会把目标拆分成一个个小目标,从小处着手,没有条件创造条件,一步一步实现目标。沿着自己的方向一点点往前走,累加在一起比较系统的工作。

  潘建伟结合自身经历,生动有趣地分享科研的体会。在座的国科大学子不时发出热烈的掌声,并积极举手提问。

诸峰同学提问

  2018级地学院硕士研究生诸峰虽然不是从事该领域的研究,但是他问道:“对于年轻的科研者而言,会受到各种外界的影响和压力,该如何坚守科研之路呢?”

  潘建伟回答,国科大的学子普遍有较强的自律性。除此之外,还需要保持高度的专注力,专注一个领域,坚持做下来;二是 对自己要求低一点,即根据自己的情况对自己进行恰当的人生规划,对自己有良好的定位,保持良好的心态。他进一步谈到,许多重大的科研成果都经历了几十年甚至几代人的努力,对待科研要有一个长远的规划,不能急于求成。

  2018级天文与空间科学学院的刘晨迪,本科在清华大学学习工程物理专业。他说:“我相信,近代中国在科技上的落后,将由我们这一代人去不断地填补。同时,看到潘院士的团队在做研究的过程中集合了中科院乃至中国无数高校智慧的结晶,让我感受到了中国现在也已经逐渐变强起来了。我们青年赶上了一个好的时代,应当积极进取,顺势而为,用我们的行动,做出我们这一代人应有的成绩。”  

  潘建伟身上的“朴实与实干”精神深深打动了2018级电子学院的王鹏磊。他很早就来到教室,坐在第一排等待讲座开始。王鹏磊说:“今天真的很激动,能够见到潘建伟院士。希望中国能够走出越来越多的像潘老师这样科技尖端人才,心怀‘家国天下’。”

潘建伟为国科大学子签名

  两个小时的讲座不够展示潘建伟几十年的不懈努力,也无法满足国科大学子对科学的好奇与追求。讲座结束后,同学们围着潘建伟提问、签名、合影留念。正如他所说,一个科研人员,应该有诗人一样的情怀,在理论上有科学家探索的精神,在实现上有工程师严谨的精神。热爱知识和生命的人,总有一种期待,永不磨灭。

讲座现场

责任编辑:余玉婷