作為量子物理和信息科學的交叉科學，量子信息技術用革命性方式對信息進行編碼存儲傳輸和操控，提高計算的速度，在確保信息安全和增大信息容量等方面突破經典物理的限制。如今的量子信息處理，基礎研究和應用研究并行發展，有若干方向已經初步實現了實用化。量子信息科學帶來的不僅是概念上的創新，更是對系統信息處理的技術革命。

師徒同獲獎

前不久，一條消息引起了大家的關注：因為在光與冷原子的量子操縱領域中的杰出貢獻，中國科學技術大學教授陳宇翱獲得2013年度菲涅爾獎。

“獲獎的瞬間很美妙，但科研是細水長流的過程，需要持久不懈的努力來維持，我很喜歡我現在從事的工作，興趣始終是科學家一直能夠堅持的最大動力。”陳宇翱在解釋他的研究領域時說，“我們現在研究的光子和冷原子物理體系，具有天然有機的互補性。光子作為信息的載體，是最好的載體，而用超冷原子相互作用，把他們結合起來，可以實現大尺度的量子通信。”

由歐洲物理學會設立的菲涅爾獎，以19世紀著名科學家菲涅爾命名，是該學會授予量子電子學和量子光學領域青年科學家的最高榮譽。該獎每兩年頒發一次，每次獎勵兩名35歲以下的青年科學家，基礎研究和應用研究領域各一名。陳宇翱是獲此獎項的第二位華人科學家，而上一位華人獲獎者正是他的導師——中國科學院院士、中國科學技術大學教授潘建偉。

“潘院士是我走進量子世界的引路人，他以言傳身教的方式，把我從對物理很感興趣的大學生，引導為逐漸取得若干成績的青年科技工作者。”陳宇翱回憶說，“我第一次見他的時候是大三，跟他聊了四個小時，主要聊的是量子物理。量子物理是很抽象的東西，但是潘老師講得很巧妙，我立刻被吸引，一直到現在。”

像陳宇翱這樣被引入神秘量子寶庫中的科研工作者還有不少。事實上，潘建偉領導著一個世界上首屈一指的量子信息科研團隊。在中國科學技術大學，他領銜的合肥微尺度物質科學國家實驗室量子物理與量子信息研究部中群星薈萃。這里凝聚了一支以年輕科研人員為主的多學科交叉創新人才隊伍，研究骨干中。

個個有絕活

“別看我們的科研人員年紀都不大，他們可都各自身懷絕技。”研究部的陳增兵教授說，量子信息研究涉及物理、化學、材料、生物、信息等多學科的融合，研究部在招研究生時就注意吸收不同學科背景的學生；在學生畢業后又推薦他們去德、英、美、瑞士、奧地利等國的國際優秀量子信息研究小組，學習不同的絕招；在招收新成員時更是強調知識互補，只有身懷某些本團隊急缺技術的研究人員才能加盟。

“我們培養了很多學生，很多學生畢業時就會設計好讓他做某個方向，去不同的實驗室學習新東西。”陳增兵說，近幾年，早先特意“放飛”國外的年輕人紛紛學成歸國，使科大團隊得到了空前的壯大。“我們看中的學生，希望他們回來的，全都回來了。”

“選擇招攬對象時，我們不光看文章，更看重實際科研和技術能力。”陳增兵說，在日內瓦大學學習過的張軍，發論文并不多，但他的高速單光子探測技術十分扎實，被邀請加入團隊后，兩三年間就做出了不錯的成果。

“我們雖然沒有制訂一個正式的人才計劃，但確實提前部署了一些重點方向。”陳增兵說，“實驗室想長期發展，不可能在某個很窄的方向吊死，布局寬一點，后勁就足一點。”

做冷原子物理的陳帥、苑震生、陳宇翱，做量子點的陸朝陽，做單光子探測器的張強和張軍，做光量子通信和量子計算的陳凱，做理論的趙博和鄧友金……這些30多歲身懷絕技的年輕科學家的加盟，讓科大的量子研究團隊朝氣勃發。

陳帥與鄧友金的合作就很愉快。陳帥技術能力強，鄧友金理論功底深，兩個人搭檔做量子存儲實驗，進展格外順利。“一個人很難做好，但合作就容易很多。”陳帥說。

“他們之所以來科大，是因為我們已經是一個有國際影響力的團隊，他們在這里大有用武之地。”潘建偉說，“他們基本上都比我小5到10歲，正處在創新能力的高峰期。”

“能投入到這個領域、這個團隊，對個人來說是很幸運的事情。”研究員彭承志說，“就像爬山，最要緊是找對路。”

年年收碩果

優秀的人建立了優秀的團隊，優秀的團隊又吸引了更多優秀的人。

這個優秀的團隊用他們的不懈努力做出了累累碩果：從2004年至今，屢次創造糾纏光子數目的世界紀錄；2008年做出遠距離量子通信中所必需的量子中繼器；2009年建立國際上首個全通型的量子通信網絡；2010年實現了國際上距離最遠的量子隱形傳態實驗——16公里自由空間量子隱形傳態。

2012年更是他們碩果累累的一年：研究團隊利用自主發展的高亮度、高純度量子糾纏源技術，在國際上首次實現了八光子糾纏。隨后，他們利用八光子糾纏“簇態”，在國際上首次實驗實現了拓撲量子糾錯，將量子計算的可容忍錯誤率限制放寬1000倍，為實現可容錯的量子計算奠定基礎。他們還與中科院上海技物所、光電技術研究所等單位合作，在國際上首次實現了百公里量級的自由空間量子隱形傳態和雙向糾纏分發。

不光是基礎研究，2012年他們在技術應用上也取得突破：建成目前國際上規模最大的量子通信網絡——“合肥城域量子通信試驗示范網”；開通與新華社合作建設的“金融信息量子通信驗證網”，在世界上首次將量子通信技術應用于金融信息安全傳輸。

今年，他們與中科院上海技術物理研究所、光電技術研究所等組成的協同創新團隊，在國際上首次成功實現星地量子密鑰分發的全方位地面驗證，為未來實現基于星地量子通信的全球化量子網絡奠定了堅實的技術基礎。

“過去100年間，量子力學給人類帶來了很多重要發現和應用；希望后100年間，中國科學家在量子世界的研究，可以為人類帶來更多激動人心的驚喜。”潘建偉說。

如今，這個優秀的團隊，已憑借其豐碩的研究成果，5次入選歐洲物理學會評選的“年度物理學重大進展”、4次入選美國物理學會評選的“年度物理學重大事件”、7次入選我國兩院院士評選的“年度中國十大科技進展新聞”。

就在剛剛過去的6月，他們又在《物理評論快報》上發布了新的研究成果。團隊的陸朝陽、劉乃樂研究小組，在國際上首次成功實現了用量子計算機求解線性方程組的實驗，首次從原理上證明了光學量子算法的可行性。據介紹，假使求解一個億億億級變量的方程組，即便是用現在世界上最快的超級計算機也至少需要幾百年，而根據理論預計，利用GHz時鐘頻率的量子計算機將只需要10秒鐘。

茍日新，日日新，又日新。這個朝氣勃發的量子信息科研團隊，正在砥礪前行，不斷摘取新的碩果。

（原載于《經濟日報》2013-07-09 14版）