潘建偉 ·『量子物理最美妙的地方是包容。』

前排左起：陳宇翱、潘建偉、徐飛虎，後排左起：陸朝陽、張強 圖 / 沈煜

他培養出數位『操縱光子的巫師』，從三光子到十光子，一路保持世界領先，將『量子糾纏』進行到底；他將『量子隱形傳態』從科幻世界帶進現實，實現距離和維度的多次跨越。

在1992年的本科畢業論文中，綽號『阿爾伯特』的中科大近代物理系學生潘建偉，選擇站在『偶像』愛因斯坦一邊，集中研究、總結了量子世界的各種佯謬。此後25年窮極探索，從一張桌子的距離，到千公里級的『星地穿越』，他所有的實驗數據證明：愛因斯坦是錯的。

他培養出數位『操縱光子的巫師』，從三光子到十光子，一路保持世界領先，將『量子糾纏』進行到底；他將『量子隱形傳態』從科幻世界帶進現實，實現距離和維度的多次跨越。

正是藉助這些基礎特性，量子保密通信正在中國率先從夢想王國邁入產業化軌道；量子計算機和量子精密測量的基礎研究，也日益成爲大國『必爭之地』。至少15年以上的長遠目光，令潘建偉團隊在中國的這些前沿應用領域，牢牢占據主角的位置。

如今他執掌著上億元科研經費，同時是國家領導人和商業巨頭頻繁的座上賓。他沒有辜負20年前的自己——在奧地利，博士導師、量子實驗物理權威塞林格問：『你的夢想是什麼？』當年28歲的潘建偉壯志滿懷地回答：『在中國建一個世界一流的量子物理實驗室。』

中國量子信息領域登上國際頂級期刊的論文，近2/3從這裡產生，累計過百篇；其中，2012年受邀爲『物理學聖經』【現代物理評論】撰寫的長篇綜述論文，無可爭議地奠定其在多光子糾纏和干涉領域的國際領軍地位；2016年『墨子號』量子衛星發射，隨後量子密鑰分發、量子隱形傳態、量子糾纏分發在1200-1400公里的尺度上實現，更是吸引國際科學界矚目……『潘之隊』享譽海外。

2017年6月16日，安徽合肥，潘建偉與『墨子號』量子衛星模型合影

獎項紛至沓來。2017年12月18日，國際頂尖學術期刊【Nature】（【自然】）發布年度十大人物，中科大教授潘建偉上榜；不到一個月，2018年1月10日，潘建偉又在第48屆量子電子物理學大會上，獲頒蘭姆獎（Willis E. Lamb Award），以表彰他在光量子信息前沿研究領域的開創性實驗貢獻。

然而近兩年，潘建偉愈發意識到時間的飛速流逝，因爲僅僅『世界一流』還不夠，他的目標是『百年老店』。年近半百，放在中科院院士里，是絕對的年輕派，他卻儼然背著一副『思想重擔』。

『百年老店首先要有一種傳統。如果就靠一個人，可能他在的時候做得比較好，慢慢他年紀大了，可能隊伍就萎縮了。』潘建偉時不時催促團隊裡的年輕人，趕緊開闢新方向，獨立開展工作，而不是由他繼續主導新方向的討論和選定。

『光量子信息處理是我的老本行，儘管我現在親自到實驗室做實驗比較少，但是再怎麼做我都知道是在我的那個shadow（陰影）之下。要是他們在新的方向上做出新的工作，在國際上達到我們在光量子信息處理領域的學術地位，才能夠算是真正的成功。』說這話時，潘建偉又習慣性地蹙緊了眉頭。

就像一片森林，每一棵樹都獨立生長，又根脈相接。『形成研究傳統很重要，這樣目標可以放得更長遠，幾十年如一日一直往前走，一代代傳下去，就比較從容、持久，不會太浮躁。』潘建偉說。

『朝聖』之路

2016年1月8日，人民大會堂。潘建偉接過半個上身大的紅皮證書——『最具含金量』的國家自然科學獎一等獎，頒給『多光子糾纏和干涉度量學』。41歲成爲『最年輕中科院院士』的他，以45歲之齡，領銜中科大微尺度物質科學國家實驗室五人團隊，刷新中國自然科學領域最高獎的『最年輕獲獎者』紀錄。

彭承志、陳增兵和他一樣是『70後』。位列項目第三、第四完成人的陳宇翱、陸朝陽則是『80後』，兩人都曾是潘建偉在中科大帶的研究生，獲獎當年分別是34歲和33歲，五年前便入選首批『青年千人計劃』，成爲教授。師徒三人先後於2005、2013、2017年斬獲歐洲物理學會菲涅爾獎。該獎每兩年頒一次，作爲量子電子學和量子光學領域青年科學家的最高榮譽，專門獎勵35歲以下的佼佼者。

2017年歐洲物理學會菲涅爾獎得主、中科大教授陸朝陽在實驗室中。2017年5月，國際上首台電子管和電晶體計算機的量子模擬原型機在這裡誕生 圖 / 沈煜

量子具有疊加狀態，糾纏現象是它的基本特性，即使相距遙遠，一個粒子的行爲也會影響另一個的狀態。通過量子糾纏，無需傳輸載體，就可實現量子遠距離隱形傳態。

自誕生以來，量子力學素有『男孩物理學』的戲稱。愛因斯坦1905年提出光量子假說，26歲；玻爾1913年提出原子結構理論，28歲；海森堡1925年創立矩陣力學，1927年提出測不準原理，是24歲到26歲。量子力學奠基人之一波恩在哥廷根的理論班，被人叫作『波恩幼兒園』。

獲獎兩天後，『潘之隊』五人排排坐，在中科大上海研究院會議室，接受媒體集體採訪。回憶這一幕，陸朝陽笑說，『有幾個記者非要採訪，問了一堆問題，我們坐成一排都不說話，看著潘老師，有他在我們就可以偷懶一點。』

就在這次對話中，潘建偉第一次提出，要把實驗室開成『百年老店』——就像科學史上如雷貫耳的德國馬普所、英國卡文迪許實驗室。陳宇翱和陸朝陽正是被推薦到這兩個實驗室培養，然後歸國。

現在，幾乎所有世界頂尖實驗室，都向潘建偉團隊敞開國際交流的大門；一位正在潘建偉團隊交流的中山大學博士生則告訴我，來到這裡，對他而言就如同『朝聖』。知乎上，中科大的學生留言，潘建偉實驗室所招本科生要求之高難望項背，附和者眾。

研究院辦公樓底樓大廳，有兩面石灰岩裝飾牆，愛因斯坦的畫像就掛在『科聖』墨子和『量子理論之父』普朗克之後。轉角，玻爾和薛丁格、費曼、沈括、張衡等人排成一列。一條緯線，數條經線，分割整個牆面，每個畫框的三條邊與這些線條嚴絲合縫。

毋庸置疑，這都是潘建偉的手筆。『潘老師就是做事追求極致的這麼一個人，』陸朝陽說。到什麼地步？走進別人的辦公室，他一眼看到牆壁開裂了，『哎？！趕緊叫人來修一下』；在下水道看到一個瓶子，也會向分管基建的副院長『打小報告』。

『名人堂』一旁的兩塊立柱，上上下下掛著好幾塊牌子：『量子信息與量子科技前沿協同創新中心』（教育部『2011計劃』）、『量子信息與量子科技創新研究院』、『量子保密通信「京滬幹線」上海運控中心』、『量子科學衛星實驗中心』、『中國科學院-阿里巴巴量子計算實驗室』。

『墨子』是這一方天地的『守護神』。不僅僅是量子衛星『墨子號』和『墨子沙龍』，中心以他命名的還有傑出博士後獎（Micius Research Fellow），早前邀請國際知名學者做學術交流和訪問的項目也被稱爲『墨子講壇』（Micius Colloquium）。

『戰國時期聖人太多，有些聖人通過思考就可以達到人生的追求，知道世界是怎麼樣的。孟子批評墨子，中國文化慢慢走向儒家，更加和哲學聯繫在一起，科學本身在中國沒有得到很好的發展。』在一場『墨子沙龍』報告中，潘建偉主動闡釋以『墨子』命名論壇的原因：『中國古代就有偉大科學家，提出的東西上千年後才被西方世界重新發現。』

此間的少年

距今二十多年前，27歲的潘建偉負笈千里外的奧地利小城因斯布魯克，與導師塞林格共同在國際上首次實現單光子自旋態的量子隱形傳輸，這成爲量子信息實驗領域的開山之作。

理論物理出身的他，在選擇導師時獨具慧眼，從零起步轉向實驗物理。很多年後，他所在的這個學科已經走出三個諾貝爾獎和五個沃爾夫獎獲得者，沃爾夫獎歷來被視爲諾貝爾獎的風向標。在這裡，潘建偉很快展現出實驗天賦，獨立想出了量子隱形傳態的理論方案。

當他興奮地嚮導師和同事講述這一想法後，他才知道鬧了笑話，限於當時國內較爲閉塞的文獻獲取渠道，他竟然不知道這是Bennett等人已經提出的方案，而塞林格的實驗室正在做這個實驗，於是他順勢參與其中。

1998年寒假前夕，潘建偉回到母校東陽中學做科普報告，介紹國際最新的量子物理實驗結果，陸朝陽就是坐在台下的高一學生。2000年陸朝陽考入中科大物理系，大三時再次聽到潘建偉的報告，課本上『有點詭異』的量子理論，由他娓娓道來，聽上去那麼『質樸、真實』。一次暢談，讓陸朝陽決定轉投潘建偉門下，放棄保研『感覺比較賺錢的』微電子專業。

『潘老師一直給我們消除「差不多就行了」這類心態。』陸朝陽說，『他鼓勵學生，花10倍的時間做一件重要的事，比一倍時間做10件不重要的事情要好得多。』2015年，他們打破國際權威學者的『不可能』預言，實現了單光子多自由度的量子隱形傳態，作爲中國本土完成的科學成果首次入選英國物理學會評選的國際物理學十大年度突破且位居榜首。這距離塞林格實驗室的『單自由度』實驗，已經過去18年。次年，陸朝陽入選【自然】十大『中國科學之星』，塞林格評價他爲『操縱光子的巫師』。

六光子糾纏是陸朝陽加入潘建偉實驗組的第一次『大考』。當時還是碩士研究生一年級新生的他，對潘建偉的要求嚴格深有體會。『糾纏有幾個標準，最嚴格的糾纏和次嚴格的需要的數據品質和積累的數據量可能相差10倍。』他現在也會這樣教育自己所帶的學生，『對自己嚴格要求是潘老師的一貫作風。每次我們向基金委、科技部交帳時達到的指標，都會比我們申請時還要好數倍，特別是量子科學衛星最終達到的指標，更是比任務書好了接近10倍，正是因爲這樣十多年來才慢慢建立我們的信譽。』

和掛在嘴邊的『我潘』一樣，陸朝陽也常受邀參加各類會議和科學論壇。在展示給同行的報告PPT中，他會隨性地加上『我的內心是崩潰的』、『機智的我早已看穿這一切』這類表情包；面對公眾科普時，開場便『耿直』地引用玻爾的話：『如果誰不對量子物理感到困惑，他就肯定沒有理解它。』

科普內容大多重複，會不會覺得乏味？陸朝陽欣然承認之餘，淡淡地說，『我們還是要經常做，也許無意中就影響了一個少年的一生。』

天才的責任

『在科大，給人壓力最大的並不是你知道有人比你優秀，而是你每天都要和他們在一起；也不是說你覺得比你優秀的人比你更努力，而是你發現其實他們不太努力的時候還是比你優秀。』這是一位中科大校友在畢業典禮上講的。提起師兄陳宇翱，陸朝陽引用了這句話，且脫口就是『天才』。

在陸朝陽第一次見到潘建偉的同年，啟東中學高三學生陳宇翱在冰島舉行的第29屆國際中學生物理奧賽中，獲實驗第一、總分第一，填補了中國學生從未在國際物理奧賽中取得過實驗第一的空白，並被授予『絕對冠軍』稱號。他進入中科大參照少年班模式的『零零班』，周轉了幾個研究方向才與潘建偉結緣。

2013年陳宇翱獲得菲涅爾獎時，第一時間告訴潘老師，『感覺他比我還要高興』，在電話中連連道賀，祝願其『再攀高峰』。潘建偉甚至叮囑過記者，『我希望媒體不要太早關注他，讓他可以潛心學術，獲得更大的發展。』

陳宇翱 圖 / 沈煜

作爲『潘之隊』最早的成員之一，陳宇翱在潘建偉指導下和同事們擔當起五光子糾纏實驗平台搭建的重任。2004年，五光子糾纏的實現，不僅登上【自然】，還同時征服歐洲和美國物理學會年度事件評選，一舉奠定中國在多光子糾纏操縱方面的領先地位，直接改變了國內對量子信息領域的重視和投入程度。

自2001年建組以來，量子光學一直是『潘之隊』的傳統優勢領域。他們先後四次打破自己保持的多光子糾纏紀錄，始終比國際上許多組都領先至少兩年。然而，即便在做得最好的時候，潘建偉也常懷憂慮，目光早已望向5年、10年乃至15年後。

張強 圖 / 沈煜

2003年到2008年間，中科大同意潘建偉的特殊『申請』——赴德國海德堡大學學習量子存儲技術。在他的布局下，一批學生陸續被推薦到國外各頂尖實驗室：陳宇翱到德國慕尼黑研究超冷原子調控技術，陸朝陽到英國劍橋研究量子點光源技術，張強到斯坦福學習單光子探測技術……光量子和超冷原子，正是潘建偉當時選定的量子模擬兩大重要方向之一，此後爲了趕超美國具有先發優勢的超導量子計算方向，站在國家布局高度，他又找到中科院物理所和浙江大學聯合開發該方向項目。

今年32歲的徐飛虎，是潘建偉團隊最新引進的『青年千人』，他在麻省理工學院博後時期所做的單光子成像研究，是量子精密測量領域近三四年才起步的前沿技術，這正是潘建偉看中的。『潘老師團隊的量子通信實驗室在國際上是最好的，沒有之一。平台可以互補、技術共享，這是最吸引我的。』正式加盟前，潘建偉與他聊了數次，從國家需求戰略角度出發，5年的目標、10年的目標一一描畫，期望便是成爲該領域國際一流的研究組。

『當時，如果我在國外僅掌握一項技術，我覺得回國可能什麼都幹不成。我說咱們做一個約定，大家把幾個技術全學會，然後在適當的時候一起回來，一起合起來做一點別人、別的團隊做不了的事情。』就在去年『未來科學大獎』的頒獎現場，潘建偉在領獎致辭中，還特別感謝了這幾位在座的同事。

陳宇翱至今保存著2009年國慶前夕的一條簡訊。『宇翱，我正在人民大會堂看【復興之路】，感觸良多！甚望你能努力學習提升自己，早日學成歸國爲民族復興、科大復興盡力！建偉。』收到簡訊時，他正在德國實驗室做實驗，一時真有扔下手裡的活回國的衝動。

類似的簡訊，團隊核心成員都收到了，也都照辦了。『以前覺得民族復興是很高大上的詞，但那一刻，覺得我們做的事是可以和這個事業直接聯繫起來的，不是旁觀者，而是參與者。』陸朝陽說。

當他們一個個回到中科大上海研究院辦公樓，迎面就是大廳牆上銘刻的著名物理學家、中科大近代物理系首任系主任趙忠堯生前的一段話：『回想自己一生，經歷過許多坎坷，唯一希望的就是祖國繁榮昌盛、科學發達，我們已經盡了自己的力量，但國家尚未擺脫貧困與落後，尚需當今與後世無私的有爲青年再接再厲，繼續努力。』

如夢之夢

『Dream like a poet, think as a physicist, work as an engineer.』量子光學實驗室里貼著的這幅標語，仿佛爲『墨子號』量子衛星項目度身而作。

早在2002年，實驗室剛組建不久，潘建偉就有了量子衛星的宏偉設想。當時連部分團隊成員也不敢相信，網上多的是『天方夜譚』、『騙局』的質疑。

星地之間大部分路程接近真空，光子的損耗率要比在地面光纖中小得多，理論上將是構建實用化全球量子保密通信網絡最可行的方案。但潘建偉自己在接受外媒採訪時也曾吐露過難處：『我們有時候想，也許我們的項目將會崩潰，從不工作。衛星飛得那麼快（每秒8公里），並會遇到大氣湍流等問題——如此的單光子光束會受到嚴重影響。此外，我們必須克服來自太陽光、月球和城市光的噪聲，這是比我們的單光子強得多的背景噪音。』

2016年11月28日，在河北興隆觀測站，『墨子號』量子科學實驗衛星過境，科研人員在做實驗。圖爲合成照片，紅色爲地面站信標光，綠色爲衛星信標光。

量子衛星糾纏源系統主任設計師印娟從大二就加入團隊，一直在自由空間量子通信小組，她還記得2007年博士畢業時接受採訪，說到自己的夢想是把『糾纏源』放到天上去做實驗，根本不敢想像只過了10年就把事做成了。

量子衛星能夠成功立項，全靠一步步『自我證明』：2005年，合肥大蜀山實現13公里的量子糾纏分發；2008年，北京八達嶺實現16公里量子隱形傳態；2011年，青海湖實現了首個超過100公里的量子糾纏分發。至此，全方位衛星技術論證完畢，當年年底，中科院空間科學先導專項將『量子科學實驗衛星』正式立項。

『墨子號』量子衛星糾纏源分系統主任設計師印娟 圖 / 沈煜

『做完100公里，心裡就基本踏實了，在這樣的水平下，我們已經有一點工程餘量抓在手裡了，剩下就是衛星研製成功率的事情了。』印娟說。然而剛開始與工程師的合作充滿碰撞，兩者的思維合不到一塊，『工程是保險零失誤，而我們又有非常多創新、關鍵技術攻關。』在印娟的爭取下，她將糾纏源的亮度指標提升了4倍，從每秒200萬對光子，做到800萬對，使得實驗所需時間大幅下降，科學目標更容易實現。其他團隊的指標也都普遍上提了很多『餘量』，確保設備在天上萬無一失。

2016年8月16日，『墨子號』成功發射升空。就在衛星出廠前，一個雷射器被發現功率下降，團隊成員花了二十多天，沒日沒夜，在總裝車間論證、拆驗、重裝，發射時間因此不得不推遲一個月。潘建偉後來回憶，衛星發射前，無神論者如他，也緊張到雙手合十，忍不住暗暗祈禱老天保佑。

2017年1月，量子衛星三大目標實驗基本順利完成，印娟和五大地面站的同事們都回到上海，度過了『史上最輕鬆快樂』的春節。年會上，一首改編版【南山南】唱進所有人心坎，『你在地球的軌道里，自由地飛；我在地面的山頂上，寒風在吹……如果所有地面站連在一起，掃過夜空只爲擁抱你，熬過深夜的那一刻晚安。』

科學的殿堂

2017年5月，利用自主發展起來的高性能單光子源，『潘之隊』在國際上率先實現了超越人類歷史上第一台電子管和電晶體計算機的量子計算原型機。而隔壁實驗室里，一台約50個量子比特的超導量子計算機有望在三年左右研製出來，它將在特定問題上超越目前最強大的超級計算機，實現『量子稱霸』。實驗室里，制冷機的『滴滴』聲從研究人員耳邊掠過，勻速而平緩，仿佛通向萬籟靜寂的永恆。

9月，世界上首次洲際量子通信在北京和維也納進行，視頻通過量子衛星密鑰分發進行了加密。潘建偉和塞林格分處兩地的視頻會議現場。

2012年，【Nature】雜誌就曾報導，『在量子通信領域，中國用了不到10年的時間，由一個不起眼的國家發展成爲現在的世界勁旅，將領先於歐洲和北美。』而塞林格在2017年這樣評價他學生的成果：中國如今在量子保密通信領域的成就，『愛因斯坦一定會對此感到驚訝』，『因爲這些量子力學理論，比如量子糾纏，現在已經真的進入實際應用，這超出了愛因斯坦的預期。』

少有人知的是，被【愛因斯坦文集】啟蒙的青年潘建偉，在1992年的本科畢業論文裡，集中研究和總結了量子世界的各種佯謬，內心深處站在愛因斯坦一邊，試圖證明『他是對的』。

25年來探索的結果，恰恰相反。『墨子號』量子衛星證明了量子理論在千公里水平上的正確性。現在潘建偉已經瞄準地月之間的衛星軌道，向非定域性發起終極檢驗——38萬公里外的月球，光速到達也要約1.3秒，瞬間的量子糾纏態，愛因斯坦筆下那『幽靈般的超距作用』，是否還有可能？

『從愛因斯坦提出引力波的概念到探測到引力波，用了整整100 年時間。我們希望，同樣是在愛因斯坦提出量子糾纏的概念後的100年內，我們將最終實現對量子力學非定域性的終極檢驗。』年底的復旦科技創新論壇上，與發現引力波的三位諾獎得主同台，潘建偉在學術報告末尾這樣說道。萬一答案是否定的？誰知道呢，或許會是物理學的全新篇章。

這25年裡，商務印書館的【愛因斯坦文集】，從淡綠格子條紋封面，再版爲橘黃書脊、白封面，潘建偉買來送給弟子們人手一套三冊，擺在各自的辦公室書桌上。其中名篇【探索的動機】爲慶祝普朗克60歲生日而作，堪稱他們的『科學聖經』——

在科學的殿堂里有三種人，一類將科學視爲特殊娛樂，從中得到智力的快感，和雄心壯志的滿足；另一類人則純粹是出於功利的目的；而第三類人，渴望得到那些普遍的基本定律，也就是萊布尼茨所說的『先定的和諧』，比起比較愉快和容易達到的目標，它才是無窮的毅力和耐心的源泉。

在無數場合，潘建偉不斷複述著與他的『偶像』相似的話，並自豪於他的團隊，是少數中的『最後那類』。

潘建偉 圖 / 沈煜

量子物理最美妙的地方是包容

——對話潘建偉

『夜色』籠罩上海科技館報告廳，璀璨的追光點綴穹頂。2018年1月20日，『墨子沙龍·天文雲大會』現場，中科院院士潘建偉身著駝色背心，自願充當『義務主持人』。還剩最後一個提問機會，一位優雅的女士被抽中，起身提出要問一個量子力學的問題。

『今天不回答量子力學的問題，回答天文的問題，換個問題吧。』潘建偉踩下急剎車，卻並未奏效。問題有關量子物理和佛教，台上嘉賓主動解圍回答完，他順勢宣布活動結束。

面對這類問題，潘建偉時常報以『科學人的包容』——包容，正是他眼中量子物理的妙處所在。

在他看來，無法證偽的東西，屬於個體的思想自由，再往前走『那一步』，就不是科學了；而科學恰恰又最需要自由思想，『它是反權威的，沒有邊界，愛因斯坦把牛頓推翻掉，量子力學把愛因斯坦推翻掉，一代一代往前走。』他如此珍視思想自由這個概念，以至於在科學報告中拿它來解釋信息安全和隱私的重要性，由此引出量子保密通信的價值。

唯獨『量子炒作』和『量子騙局』，令他無法忍受，直呼『可怕』。『李鬼』、『李逵』同台，對還處在產業化『前夜』的量子科技事業貽害無窮。2017年7月，中科大上海研究院一紙公告，拆穿上市公司九州量子的『謊言』：國家量子保密通信京滬幹線與九州量子鋪設的所謂『滬杭幹線』毫無瓜葛。沒人料到，兩個多月後，團隊核心成員受到對方的『死亡威脅』，不得不發出公開信『求助』。

數十年科研之路，毀譽都是尋常。『墨子沙龍』散會後，潘建偉差不多走出幾步就被攔下，同行的團隊成員早已見怪不怪。媽媽們殷勤地招呼孩子一一與潘院士合影，青年人乾脆將手機湊上前來求『自拍』，還有家長拿出孩子的【物理講義】追上他要簽名。潘建偉面帶笑容，來者不拒。

這有點像他當年爲了考東陽中學，常常周末騎車到校門外的池塘轉一圈。在那裡，流傳著東中校友、也是中科大老校長嚴濟慈奮發讀書的傳說。後來在一眾學弟學妹們面前，他曾毫不矯飾地解釋，『藉此沾點靈氣。』

每次在公開活動中與青少年對話，都是那份質樸的笑容。潘建偉有一雙年幼子女，過去即使科研很忙，只要晚上有時間，他就會到床前給他們即興編講故事；有一天夜裡一口氣看完【三體】，他夢見自己和兒子開著宇宙飛船，一起撞向侵略的外星人，拯救地球。

他曾應電視台要求，給外星人提了三個問題，其中兩個是：量子糾纏是怎麼回事？信息是永生的嗎？剩下一個更爲玄妙：愛爲什麼是必須的？愛爲什麼是一種自然現象？這個問題源於科幻名片【雲圖】。潘建偉『相信』答案是肯定的，卻給不出方程式般的『物理證明』。

他從上面那個夢裡依稀觸摸到，人總是先愛家庭，再愛團體，而後家鄉、國家，最後是整個地球，乃至宇宙。

2016年5月25日，在中國科學院上海微小衛星工程中心，量子科學實驗衛星副總設計師周依林（左三）與工作人員在量子衛星旁忙碌

科學的好處是有嚴格的定義和適用範疇

人物周刊：最近網絡知名的工人作家范雨素在採訪中說，她給工友講了一堂『量子力學』的課，從中得到的感悟是，『人死了以後，思想沒有消失，變成了粒子，暗物質。只是裝思想的容器不存在了，靈魂還存在。所以現在各種神秘現象都能解釋清楚了。』你怎麼看公眾對量子物理的這種理解？

潘建偉：量子力學裡面，有很多基本概念，跟我們經典力學、牛頓力學的觀念完全不一樣，本來呢理解它就比較困難，又沒有很好地普及過，有些時候就會被別人加以各種各樣的詮釋，就會導致誤解。其實當年跟國外同事討論的時候我們就在說，能不能初中、高中的時候就把量子力學的基本概念也給大家介紹一下，畢竟現代物理學最重要的兩大支柱，一個相對論，一個量子力學。這科普吧，得下沉，或者早點給大家講，在認識沒有固定下來之前，對它有一些理解的話就比較好，否則始終在傳統的牛頓力學的觀念裡面，量子力學、相對論就變得難以理解了。

人物周刊：量子力學本身比較玄幻，很多人會將它跟宗教，或者另外一個層面就是『偽科學』聯繫在一塊。你覺得這三者之間的邊界在哪裡？

潘建偉：科學的東西很清楚，它是可以具體來計算的。最好的做法就是宗教歸宗教，科學歸科學。比如說，用量子力學，可以很方便地把氫原子的光譜一條一條線都算出來，之後去測量可以測得非常精確。這個氫原子測出來是這樣，另外一個氫原子也是一樣的，這個東西是可重複的。在同樣的條件下，我這個理論預測什麼樣的現象發生，那麼它會總是發生，不是說今天發生了、明天就不發生了，在上海發生了、在合肥就不發生了，這就是科學。但其他的，就屬於哲學層面，還有神學層面的東西，我就不知道了。我只能說，我的科學是這樣，你看，我這麼設計個實驗，我做出來會是什麼結果，我是可以重複、可以計算、可以在實驗上檢驗的。

人物周刊：我們看到一些科學家，可能到了晚年就轉向了宗教，或者把科學與宗教聯繫在一起去做研究。比如大家對朱清時先生就不太理解。

潘建偉：我覺得他是從另外一種層面來試圖理解科學。

人物周刊：這種路徑對嗎？

潘建偉：怎麼說呢。比如說我們回到500年前，知道怎麼造手機了，你在廣東給我打個電話，忽然手機那邊視頻也傳過來了，那不把人家給嚇死了嗎，你肯定會被當作巫師給抓起來那個掉了。無線電你摸不著、看不見，無色無味無形，那你說怎麼會有這個東西呢？哪怕當年一些神話里的很多東西，像千里眼、順風耳，『天上一日，地上一年』，孫悟空的分身術之類的，最後隨著科學的發展，到了後來的科學裡面，多多少少（有點像）；而我們現在說宇宙大爆炸，說我們宇宙是有壽命的，回到幾百年之前，別人都會認爲你是胡說八道。我的意思是，對科學來講，我只能說，你這麼說我沒辦法證明你是錯的，我證明不了，那你自己願意想就想吧，只要不去威脅別人。作爲科學人來講，我覺得我自己是比較包容的，因爲我沒辦法證明你是錯的。

人物周刊：但是比如說用量子物理去證明宗教里有一些東西是對的，這個是可以接受的嗎？從物理學界、科學界來說。

潘建偉：我只能這麼說，我自己只在科學裡面搞，但我不能要求別人怎麼做。我只是說，再往前走那一步，我就認爲不是科學了，對吧，這個得講清楚。比如吳承恩說了千里眼、順風耳，那我今天把手機弄出來了，我不能用這個證明吳承恩當年說的就是對的，或者說他在幾百年之前就預言了。我只是說很有想像力。你可以對古人的想像力表示非常欣賞，這個沒問題。

人物周刊：我注意到你在做科普的時候，也會使用類似『心電感應』、『超時空傳輸』的說法，來幫助大眾理解，這個會不會也造成一定的認識誤區？

潘建偉：我覺得我講的每一句話，都是在科學的範疇裡面，如果你看我的上下文的話，我覺得我沒有什麼問題。愛因斯坦也把量子糾纏叫作『遙遠地點之間的詭異的互動』對吧，但是同時我也講，這個東西並不意味著信息可以超光速傳遞。所以科學的好處是每講一句話都有很嚴格的定義，有很嚴格的適用範疇。你把某句話給孤立出來，自己很高興地說，潘建偉講了這句話，拿出他這句話說是胡說八道的，那你這東西就……

人物周刊：現在就有人這樣來針對你。

潘建偉：對。

人物周刊：那你覺得量子物理更重要或者美妙的地方在哪？

潘建偉：更重要和美妙的東西，我覺得它比較包容。你看吧，我們平時的經典世界裡，你在廣州就不能在上海，也不能在北京，但在量子世界裡面，在特定情況下，跟微觀客體相關的描述它狀態的波函數，可以同時對應多個地點，地點A加上地點B加上地點C。爲什麼當年量子力學鼻祖之一玻爾，看到中國的太極圖，說這個東西很好？他說這叫白中有黑，黑中有白，陰中有陽，陽中有陰，對吧，這個東西就跟量子力學非常像。所以這個世界等你慢慢長大你也知道，沒有絕對的錯，也沒有絕對的對。

技術和理論密不可分

人物周刊：你覺得物理學家和數學家、工程師最大的不同是什麼？在科學審美上有差別嗎？

潘建偉：牛頓力學告訴我們，R平方分之一，萬有引力，那你搞數學的話編造出另外一個世界，是R的三次方分之一這麼一種引力規則，那你的世界裡面就有很多新的東西了，但是那新的東西跟我們這個世界可能沒什麼關係。所以數學家就可以天馬行空，自由創造，只要邏輯是一致的，用那個公理推下去就行了。

我們物理學家一般沒有那麼敢於大膽想像，想像出來還得看，你定的這個法則跟自然界本身的法則是不是完全一樣？比如看星星，到底是太陽圍著地球轉，還是地球圍著太陽轉，你就得造個望遠鏡出來，然後去看，才能證實你的想法。所以我們有前面的大膽想像之後，還得像工程師一樣，把它照著現實去驗證，我覺得物理學家可能這幾方面的能力都得具有。

人物周刊：楊振寧先生說，愛因斯坦的時代是『黃金時代』，他趕上了『白銀時代』，而現在是『青銅時代』，特點就是理論物理在短期內很難看到有大的發展可能。他經常說，如果他是在這個時代開始他的研究工作，他可能就不會搞物理，而是去做一個數學家了。

潘建偉：科學總是這麼迴旋的嘛，有些時候沒有足夠的數據，理論就很難建立起來。到現在暗物質、暗能量都還搞不清楚，我覺得也許慢慢地，應該允許理論物理學家進一步去創造了。但是可能光現在這些數據還不夠，可能有個禮物包在一塊布里，這個地方露出個角來了，那個地方露出個角來了，還不足以推測裡面裝的禮物到底是什麼東西，還需要進一步做實驗。做著做著，等到有足夠的數據時，新的理論就能夠被聰明人給建立起來。

人物周刊：你本身是從理論物理主動轉向實驗物理的。但我注意到雖然量子衛星現在的主要作用是通信應用方面，但你更遠大的目標似乎還是希望藉此爲理論提供貢獻。包括你們正在設計地月衛星軌道間的實驗方案，對量子物理非定域性做終極檢驗。這是否就是你說的『科學的迴旋』？

潘建偉：對對，所以有些人就說，你看你只有技術，沒有理論，我說不對。沒有伽利略當年的望遠鏡造出來朝向太空去看，怎麼有我們很多學科的誕生呢？沒有天文觀測的數據，你怎麼可能把牛頓力學建設起來呢？沒有看到什麼電子現象之前，你怎麼可能把電動力學建設起來呢？沒有什麼黑體輻射、原子光學的很多實驗，你怎麼可能把量子力學建設起來呢？通常都是這樣，大家先是摸索一些數據，然後對這些數據進行總結、深化和理論化，理論又去指導實驗，實驗做了後，可能發現了新的現象，原來的理論解釋不了，然後又有新的理論需要建立了，所以它總是有這麼個過程。物理跟數學不一樣，你沒有實驗，理論不可能憑空造出來，所以技術的發展是很重要的，技術和理論其實是密不可分的。

2016年12月22日，雲南麗江觀測站，潘建偉（前排右二）、王建宇（前排右三）、彭承志（後排右一）等科研人員在做實驗

量子信息不能一窩蜂去做

人物周刊：過去有段時間，對國家引進的海外科技人才同時在國外全職工作的做法，批評意見很大。你也身處過輿論旋渦，現在來看，這段爭議已經平息了嗎？

潘建偉：平不平息我不知道，這個問題我不願意來回答，我覺得比較重要的是看你當時是不是真的爲國家做了事。我只說我當時爲什麼這麼做，但是我不去討論別人、批評別人的事情，因爲那個跟我沒有關係。

那時爲了發展量子存儲的技術，我去的海德堡大學，之前我在維也納的小組也沒有這方面技術。我和科學院、我們學校說，學校也跟教育部做過相應的溝通，允許我以這樣的形式開展工作，但是我們有一個基本的承諾，到時候要把這個技術帶回到國內來。不然的話，你說我們這個團隊怎麼會十幾個人到2008年的時候幾乎同時都回來了？我們有一個很嚴肅的約定，或者說承諾，我們是要回來的，是爲了最後一個大的目標去做事情。

當時國內也沒有機制說能給我一筆錢，帶到國外去開展工作。但在日本就有了，有些日本專家如果到美國去開展工作，日本政府就會給他們經費。當時我只能自己在歐洲申請錢，申請到錢當然在歐洲得有個具體的單位、部門，來開展相關的工作。我們在德國把實驗室建好，最後花錢把儀器都給買回來了，而且是以很便宜的折價買回來了。

人物周刊：現在國內的科研經費分配機制，還有哪些不足？

潘建偉：現在你可以看到，在國內至少有一條，你做得比較好的，都還是得到了國家充分的支持。但確實相對來說……我前陣子碰到一個美國華人學者，是我們領域非常知名的專家，他是美國國家標準局的fellow（研究員），每年都能得到幾百萬美元經費的固定支持。到目前爲止，這種形式的支持，我還沒有得到過，在國內每個項目都是得努力去爭取。國家能不能給出一種機制，對確實已做出比較好的成果、我們也信任的科學家，至少70%的經費可以得到比較穩定的支持，除非他想做點新的事情，再另外去申請。相對來說，國內現在基本上還是競爭性的經費。當然，因爲你做得比較好嘛，你去競爭最後國家也還會支持，但是那樣就會比較累，花大量時間在申請經費上。

人物周刊：我看到你之前也建議過，國家基礎研究科研經費投入要集中資源，提高門檻。這是不是也跟你對量子科技事業的布局有關？

潘建偉：從總量上講，現在國內對基礎研究的投入已經不少了，好的工作也確實層出不窮，但是相對來說，就要優化資源投入的方向，保證資源能夠比較集中，讓它去做成重要的事情。

比如現在我們國外有些同事來，在中國轉一圈之後說，哎呀，中國好多實驗室的設備一點都不比國外差，出活很好的小組在總量上已經不少了，但在相對數量上，比如某個領域有一百個人在做，出好的工作的大概也就只有幾個。

從這個角度上講，是不是可以優化資源投入，對某一些團隊給予比較穩定的支持，我覺得這樣是比較好的一種模式。像科學衛星，不能說你來搞一顆，我也來搞一顆，假定國家總共投10塊錢，三個團隊來做各投3塊錢，那這個實驗就做不成了。對有些大的任務是有目標導向的，在這種前提下，資源要相對集中一點，但同時對基礎研究，還是要鼓勵大家很好地去做自由探索。

十幾年前，在國內要在量子信息方面申請經費很難。我們是搞物理的，然後又去做點信息，別人看來不倫不類的。最早的時候我記得很清楚，跟我當時的碩士導師一起申請十幾萬的基礎研究經費，評完之後我們專門問基金委管項目的負責人，他說哎呀這個東西我問過相關的人，他們覺得現在還很不靠譜，還很遠。當然到現在看來，有些東西還是比較遠，但問題是，有些事本來就要往20年30年去做嘛。

經過國際上十多年的發展，國內已經有很多團隊慢慢對這個東西感興趣了，前陣子北京成立了很大規模的一個量子信息科學研究院，全國各地，包括深圳、武漢、上海、南京等等好多地方，越來越多人從前不是做量子信息的，現在都宣稱要開始做這個了，這是一個很好的現象，我很高興，說明大家慢慢地總算認可了。但同時我又特別強調，量子信息的主要目的不就是做量子通信、量子計算和量子精密測量嘛，那麼就要求目標導向，對吧，你到底要做什麼，這是要講清楚的。

人物周刊：否則就浪費資源了是嗎？

潘建偉：對啊。所以這個事國家會有一個統一的部署，不叫提高門檻吧，但你要說清楚，你到底要來做量子信息裡面的什麼東西。第一大家都來做是好的，但要有序地協同地做。現在在國家的組織下，慢慢地應該開始凝聚了。反正這些年來，我聽說（自然科學）基金委收到的跟量子信息相關的申請很多，當然這是個好事情，但是我覺得我們不能一做就一窩蜂地全部去做一個事情，因爲有趣的事情還有很多，像高能物理、引力波探測、暗物質探測、凝聚態，各個方向都應該支持，要不然的話我們中國可能只在做量子信息了，那肯定不好了。

警惕量子『資本炒作』

人物周刊：現在還有一個亂象是在量子科技產業化方面。

潘建偉：對。產業上現在是幾個方面吧。

第一方面，我覺得比較可怕的是，有一些人打著量子的旗號，去搞非法集資或者行騙，比如有人說有量子掛墜、量子鞋墊。有一次，一位MIT的留學生跟我說，他的父親知道量子的工作，也是特別信，花了好多錢去買。它們肯定是和我們說的真正的量子沒有關係的，至少我是想像不出，怎麼東西一搞，量子就能讓你變得更健康一點，就可以防癌什麼的。

那麼還有一類呢，很多人紛紛把自己包裝成量子技術方面的公司了，做各種各樣不恰當的宣稱。比方說有李逵、李鬼，這樣在量子信息技術本身還沒起來之前，搞不好就恰恰毀掉了這個事業。量子計算離實用肯定還遠，這個是可以毫無疑問告訴大家的，哪怕剛開始用也是屬於基礎研究的範疇，或者說只有極少數的用戶；量子精密測量可能會有些用；量子通信，涉及到信息安全，肯定是國家層面來推動的事情，那是國家行爲。

你講信息安全就要經過非常穩定的安全性測試，很嚴格的國家標準建立，要等這些流程全走完，才能夠讓大家廣泛地去使用這個東西，做這個的過程要非常嚴謹。

要需求導向，比如真正有部門需要，在這之前你還要對你的系統進行很完備的檢測。爲什麼國家會建立量子保密通信京滬幹線，就是希望反覆對它進行測試，反覆徵求用戶的需求，才能讓它逐步走下去。

所以我說推向使用的這個路，還是需要比較多的時間，需要比較紮實的、誠實的態度去做。

我想國家也鼓勵民營資本介入，但民營資本介入呢，就不能把它變成市場圈錢或者資本炒作，要認認真真去做這個事。國家肯定有相關的標準部門來認定你這個產品是不是安全的，還要看是不是真的有用戶。

本文轉載自【南方人物周刊】，原標題【潘建偉和他的量子夢之隊】。

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