文字 | 科way 美编 | 毛毛大徒弟
位于浦东的中科大上海研究院迎来好消息。最新一期的《自然》杂志公布了2017年十大人物名单,中国物理学家潘建伟入选。他被《自然》誉为“量子之父”。
▲本期《自然》封面由人工智能绘制而成,一根白线不间断地拼出了“10”的字样
“感谢新时代,感谢伟大的祖国,”潘建伟通过新华社发表感言说,“吾辈当继续努力前行,不负众望!”
在中国,有人称他为“量子之父”。对于这一称呼,潘建伟当之无愧。在他的带领下,中国成为远距离量子通信技术(利用量子定律来安全传输信息)的领导者。潘建伟结束在欧洲的学习后,于2008年回到中国潜心开展科研工作,从此点燃了中国发展量子技术的熊熊之火。美国马里兰大学的量子物理学家克利斯朵夫·门罗说:“每一次我看到他们的研究进展时,都会感到震撼。”
2017年7月,潘建伟带领的研究团队宣布,打破了量子隐形传态的记录,将地球上一个光子的量子态传送到1400千米高空轨道卫星上的一个光子上。9月,团队利用该卫星向北京和维也纳发射纠缠光子,生成的量子密钥允许两地的团队在完全安全的条件下视频通话。因为检测光子的行为会扰乱它们的量子态,所以潜在的黑客不可能在不引起注意的情况下拦截密钥。
此次实验是一次“历史性事件”。潘建伟的前博士导师、目前任职于维也纳大学的合作者安东·蔡林格评论说。他表示,潘建伟的团队在量子互联网方面已遥遥领先。量子互联网是由卫星和地面设备组成的网络,可实现在全球共享量子信息。
这将使牢不可破的全球信息加密成为可能,也为未来利用远距离量子连接开展新实验做好准备,比如将世界各地的探测器的光束集合起来,创造一个拥有超高分辨率的望远镜。就目前而言,潘建伟的团队计划发射第二颗卫星,并在中国的天宫2号空间实验室开展一项新的太空量子实验。在接下来的五年里,“我们会看到许多令人欢心鼓舞的成果。这是一个全新的时代。”潘建伟说。
虽然他的团队包括50名来自各个领域的科学家,包括量子模拟、计算和光学,但潘建伟才是项目的“核心大脑”,集开阔的视野、出色的组织能力和罕见的实验天赋于一身,蔡林格这样评价道。
潘建伟乐观积极,充满激情,在说服经费资助机构方面同样表现出非凡的能力。他打心底里相信中国政府会支持他的下一个大计划:耗资20亿美元、耗时5年的量子通信、度量和计算项目,这与2016年宣布的耗资12亿美元的欧洲量子旗舰项目相对应。
潘建伟的过人之处在于能找到关键问题且敢于冒险,“拥有他是中国之大幸。”
2008年潘建伟回国在上海浦东创办了中国科学技术大学量子工程中心,率领科学家团队承担了量子保密通信京沪干线、量子科学卫星等重大工程。2014年,浦东与中科大签署战略合作协议,共同支持以潘建伟院士领衔的量子通信科研团队在浦东发展、支持上海中科大量子工程卓越中心建设,培育具有代表性、国内领先、国际上具有重要影响的量子通信学术高地和研究中心,推动科技研发成果在浦东转化和产业化,推动量子信息科技跨越发展,更好地服务国家战略。未来,量子计算机、量子通信产业或将首先在浦东诞生、成型。
还有华裔科学家上榜
十大科学人物中还有一位华人科学家——美国布罗德研究所的刘如谦。这位被称为“基因修正者”生物学家领衔的团队一直在优化CRISPR基因编辑工具,相关技术未来可能会带来全新疗法,拯救生命。
刘如谦痴迷基因编辑,尤其是近期名声大盛的CRISPR技术。然而,这项技术并不完美。基于Cas9酶的CRISPR能够定向地剪切DNA,却只能依赖细胞自身的DNA进行修复,这可能造成多种编辑结果。10月,他的实验室发表了一项大胆的成果:借助人工合成的新型酶,他们能将DNA中的A-T碱基对转换为G-C碱基对。这项成果可以在理论上逆转48%的致病位点突变,在未来有助于发展各项基因疗法。
其他上榜的科学家有:
“缔盟者”玛丽卡·布兰切斯。她促成意大利处女座引力波探测器(Virgo)与美国LIGO合作,8月联合探测到了由中子星并合触发的引力波事件。
“活证明”艾米莉·怀特海德。她是世界上第一个接受CAR-T癌症免疫疗法的孩子,7月走上讲台,使得美国食品和药物管理局批准该疗法。
“机构遣散者”斯科特·普鲁特。他在今年就任美国环保署署长后,废除了几十条环保法规,并迫使独立咨询委员会遣散了数个科学咨询委员会将近一半的成员。
“造假论文侦探”詹妮弗·伯恩。她在过去的两年间发现了数十篇DNA序列错误的论文,10月与法国科学家合作发布了一款自动检测问题论文的在线工具。
“禁止核试验侦查者”拉西诺·泽博。他通过地震数据发现了9月朝鲜进行了其史上最大规模核试验,并在全球反应中积极扮演领导角色。
“地震追踪者”维克多·克鲁兹-阿蒂恩扎。他在一篇前瞻性的论文中,描述了地震能量如何在墨西哥城所处的湖盆中回荡,并模拟出了哪些部分震感最强烈、持续时间最长。9月距离墨西哥城120公里处发生地震,与预测相符。
“法律卫士”安·奥利瓦瑞斯。她是一名积极争取学术界性别平等的资深人士,致力于曝光性侵者和性骚扰者以及庇护他们的大学系统。
“芝麻开门”哈立德·图康。他指导建成的中东首个同步加速器——中东同步辐射光源(SESAME,缩写同“芝麻”)在今年开放,并使得该地区其他原本并不乐意或没有机会合作的国家建立合作伙伴关系。