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量子科学,争夺未来不单有“情怀”
中国科学院-阿里巴巴量子计算实验室。
  中国建一个像你这样世界一流的量子物理实验室。”

  触动潘建伟做这件事的,是他在留学时看到的一部纪念中国“两弹一星”元勋影片中的故事。“当时一位老先生叫郭永怀,他因为飞机失事不幸遇难了。但是后来别人发现他和他的勤务员紧紧抱在一起,尸体都烧焦了,是为了什么呢?原来他为了保护在基地带回来的数据。我当时看到,真的是泪流满面。我说一定要回去为国家做点事情。”

  以这样的情怀,加上“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”的信念,潘建伟带领他的团队,在塞林格实验室的单光子单自由度量子隐形传态实验之后18年,打破国际权威学者的“不可能”预言,实现了单光子多自由度的量子隐形传态。接下来,还有一系列的突破,使中国在量子通信领域至少领先世界15年以上。

  然而潘建伟并没有满足于“世界一流”。他提出,要把实验室开成“百年老店”,如同德国马普所、英国卡文迪许实验室。 

  “百年老店首先要有一种传统。如果就靠一个人,可能他在的时候做得比较好,慢慢他年纪大了,可能队伍就萎缩了。”潘建伟催促团队里的年轻人,赶紧开辟新方向,独立开展工作,而不是由他继续主导新方向的讨论和选定。

  潘建伟说,他特别希望再通过大概十年左右的努力,能够让量子通信走向千家万户,让大家能够感受到它的用处。“我们在拼命地做,在努力地做,如果做成,也许可以成为下一个值得纪念的日子。”

  两次39分与“7-11”

  日常生活中,人们使用电脑时会遇到机器发热、能量损耗、速度变慢等问题,这是因为常态下芯片中的电子运动没有特定的轨道、相互碰撞从而发生能量损耗。而量子“霍尔效应”则可以对电子的运动制定一个规则,让它们在各自的“跑道”上规律地高速前进,解决上述问题。

  然而,量子霍尔效应的产生需要非常强的磁场,相当于要外加10个计算机大的磁铁,这不但体积庞大,而且价格昂贵,不适合个人电脑和便携式计算机。不需要外磁场的量子霍尔效应,也就是“反常霍尔效应”,该理论被提出后的130多年来,人们一直未能找到能实现这一特殊量子效应的材料体系和具体物理途径。 

  2013年4月10日,中科学院院士、清华大学的薛其坤带领他的团队在北京宣布,首次从实验中观测到量子反常霍尔效应。美国《科学》杂志对该发现的论文给出评价:“这篇文章结束了对量子反常霍尔效应多年的探寻,这是一项里程碑式的工作。”诺贝尔物理奖得主、清华大学高等研究院名誉院长杨振宁评价其为“诺贝尔奖级的发现”。这项重大基础物理学成果,被认为“很可能引发一次信息技术革命”。 

  薛其坤年少时,从来也没有想到过将来自己会成为物理学家。从山东大学本科毕业后,他被分配到曲阜师范大学物理系,后来一心想报考哈工大的研究生,也只是因为觉得读研究生之后能做科学家、搞研究,很神圣很幸福,他是怀着一颗对科学朴素向往的初心。 

  然而,第一年考研,他的高等数学只考了39分。两年后,他报考中科院物理所,但物理也只得了39分。他没有放弃,再次尝试,终于考入中科院物理所。  

  几年后,薛其坤赴日本仙台的东北大学研究所读博,他的

     
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量子科学,争夺未来不单有“情怀”
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新民周刊封面报道20量子科学,争夺未来不单有“情怀” 2018-07-09 2 2018年07月09日 星期一