我是浙江东阳人。初中刚刚接触物理时，我就发现这门学科比较适合我。我这个人记性比较差，背英语单词有些困难，物理则很简单，不需要死记硬背，理解之后记几个简单的公式，很多东西就能推演出来。我还记得初三暑假，我躺在床上，物理教科书像放电影一样一页页在我脑海中闪过。年，我参加了高考。那时候改革开放快10年了，一方面很多人说要搞经济，一方面大家又认为“学好数理化，走遍天下都不怕”。当时我纠结的是学经济管理还是学物理，我想学物理，又怕将来难以养家糊口。父母安慰我说：“我们有退休工资，你不用担心。”于是我报考了中国科学技术大学近代物理系，进入了物理学的殿堂。牛顿力学、电动力学、统计力学等学科我都学得不错，但是大三的量子力学把我搞糊涂了。传统的牛顿力学有点像决定论，原则上一切东西可以计算出来，比如一旦确定了初始条件，你可以预知物体的位置、月亮的轨迹等。但量子力学的很多观念和经典物理学完全不一样，它有我们熟悉的确定性和必然性，又有不确定性以及或然性。量子力学的奇怪之处在于，微观世界里一个微小粒子，在特定条件下能同时既在桌子上又在地板上，既在北京又在上海，就像孙悟空会分身术一样，这种现象被称为“量子叠加”。当把量子叠加扩展到两个粒子时，就会出现“量子纠缠”现象，处于纠缠态的粒子即使相隔很远，当对其中一个进行测量改变其状态时，另一个状态也会即刻发生相应的改变。这简直太奇怪了，我无法理解量子世界的这些特性，苦苦思索以至于疏于做题，期中考试差点没及格。我被量子力学深深地吸引，集中研究和总结了量子世界的各种佯谬，写进了本科毕业论文。有些佯谬非常有趣，比如量子芝诺佯谬，意思是如果你盯着一个物理体系，一直在测量它，这个体系就不再演化了。通俗一点说，比如你想让母亲永葆青春，最好一直盯着她看，这样她就会永远年轻。做本科论文时，我得到一个结论，如果量子纠缠在往两边送的时候，中间被人偷偷测量过，两个粒子之间的纠缠就消失了。这种特性能提供一种安全的密码分发手段，如果信息传送中被人偷看过，就会影响纠缠关系，从而被传递者发现，这其实就是量子保密通信的基本原理。事实上，量子力学的奥秘相当深邃。量子力学的创始人之一玻尔说，如果学了量子力学后，你不觉得奇怪，不觉得不可思议，不犯糊涂，那你根本就没学懂。著名物理学家理查德·费曼则直截了当地说，世界上没有一个人懂量子力学。后来我想，既然量子力学的基础理论短时间内无法取得突破，不妨先做实验验证已有的理论是否正确。物理学终究是门实验科学，再奇妙的理论若得不到实验检验，也无异于纸上谈兵。20世纪90年代中期，我硕士毕业。当时中国的经济已见起色，但国家依然没有足够的财力来建设实验室，如果想做量子物理实验，需要到国外留学。年，我到了量子力学研究的重镇奥地利因斯布鲁克大学攻读博士学位，师从量子实验研究的著名学者安东·塞林格。我至今仍清晰地记得第一次见到塞林格教授时，他问我未来的计划是什么，我回答：“在中国建一个和您的实验室一样的世界一流的量子光学实验室。”到奥地利不久，我发现一个有趣的现象：通过特定操作，可以利用量子纠缠，把一个粒子的状态传递到另外一个粒子上，而不用传递这个粒子本身。我很兴奋，在实验室的组会上做了报告。但是我讲完之后没有一个人提问，过了一会儿才有一个人站起来说：“建伟，你知不知道量子隐形传态？”我说：“不知道。”他就没再说什么。之后我才知道，我的想法年就有科学家已经提出来了，就叫作“量子隐形传态”。那个时候，中国的文献极度缺乏，我们的信息和国外是脱节的，很多学术上的前沿研究我们并不能及时知道。不过我的报告让导师塞林格非常高兴。他告诉我，实验室正准备做光量子隐形传态实验，于是我要求加入实验。年，我们成功把一个粒子的状态从一个地方传到另外一个地方，但是这个粒子本身并没过去。这就像科幻故事里的星际旅行一样，这边的人消失了，然后在那边重构出来，这样的研究太让人兴奋了。我们的工作报告发表在《自然》杂志上，后来被认为是量子信息实验领域的开端之作。这一工作同时被美国物理学会、欧洲物理学会和《科学》杂志评为年度十大进展，并被《自然》杂志在其特刊选为“百年物理学21篇经典论文”。这项工作坚定了我从事量子物理实验研究的信心。那时，不管是量子隐形传态还是量子保密通信，传输的距离只有几十厘米，根本没有什么实用价值。要做实用性的量子通信，首先需要远距离传输，其次要解决现实条件下的安全性问题，这些内容成了之后20年我研究的主要方向。为什么要做量子保密通信呢？我们目前所有的经典加密算法都依赖于计算复杂度，只要拥有足够强大的计算能力，原则上都可以破解。而量子通信可以提供一种原理上无条件安全的加密手段，量子密钥在量子通信中的作用就像火漆一样，但比火漆更彻底，一旦有人试图打开信件，量子密钥就会让信件自毁，并让使用者知晓。然而，要实现远距离的量子通信，还要依靠量子中继，而量子中继的核心环节是量子存储技术。当时国内的研究基础依然很薄弱，从年起，我一方面在科大大力发展光量子信息技术，另一方面到冷原子和原子芯片领域具有很强实力的海德堡大学物理所工作，以客座教授的身份在欧洲通过各种渠道申请经费支持，并从国内招收研究生和博士后，为我国培养冷原子量子存储方面的研究力量。年，在完成了充分的技术积累和人才储备后，我放弃了在海德堡大学的职位，全心回国工作，同时把自己在德国海德堡大学的实验室搬回科大。搬家清单足足列了页，大到激光器，小到12毫米镜片，全都带回来了。德国《明镜周刊》采访我，问为什么回去。我说我喜欢研究科学，我也很爱中国，既然能在自己的国家做研究，当然要回去。从大的时代背景来说，改革开放几十年之后，国家有国力支持前沿科学研究，我们在国内照样能够做出一流的研究。年8月16日，我国发射了世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”，之后成功实现了三大既定科学目标，在国际上率先实现了千公里级星地双向量子纠缠分发、千公里级星地高速量子密钥分发和千公里级地星量子隐形传态，这些原理性实验都证明了利用卫星平台进行远距离甚至全球化的量子通信是可行的。量子卫星的成功引起了国际学术界的广泛

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