潘建伟: 中国科学院院士、2017年未来科学大奖物质科学奖获得者

2025 年，是现代量子理论诞生的第一百个年头。联合国将这一年定为 “量子科学与技术国际年”，仿佛在提醒着我们：那个曾只存在于物理学家公式里的量子世界，正一步步走出实验室，叩响普通人的生活之门。

中国科学院院士、量子物理领域的领军者潘建伟，在近期的一场对话中，为我们揭开了量子科技的神秘面纱。这位深耕量子领域数十年的科学家，眼中闪烁着对未知的好奇：“量子力学的魅力，就藏在那些至今未解的谜题里。”

回望这百年，量子力学早已渗透进生活的肌理 —— 没有它，今天的计算机、互联网、导航系统都将是空中楼阁。潘建伟院士感慨：“没有量子力学就不会有今天的计算机、互联网和导航。”

而如今，一个新的篇章正在展开。随着人类能精确操控单个原子、分子、光子，“量子信息科学” 这个新兴学科正以蓬勃之势生长。潘建伟认为：“在未来20年，它与人工智能结合，可能催生一次新的产业变革。

或许有人会问：这些高深的科技，和我们普通人有什么关系？潘建伟给出了清晰的答案。

信息安全将迎来 “终极防护”。 利用量子纠缠的精确关联，我们可以实现原理上不可破解的量子密码通信。据我了解，中国电信已有约500万量子保密手机用户。未来20年，大家都有望使用这种由量子密码保障的信息安全手段。

导航精度将实现 “史诗级跃升”。 目前GPS和北斗原子钟的精度是千万年误差一秒。未来，新的量子技术能实现百亿年甚至更长时间误差不到一秒的时频技术，大幅提高时间和计量导航的精度。

超级计算将突破算力天花板。如果通用量子计算机能在 20 年内落地，它将提供非常强大的计算能力，可以解决目前人工智能中对算力有极大需求的问题，提供革命性解决方案。

在潘建伟眼中，量子世界最令人着迷的莫过于 “量子纠缠” 。一个量子比特可以同时处于0和1的叠加态，当两个量子比特纠缠在一起后，无论相距多远，当一个的测量结果确定时，另一个的结果也会立即确定。爱因斯坦称之为“遥远地点之间的诡异互动”。我们到目前为止也没办法解释这种现象为何存在，但我们可以利用它来做量子信息处理。

“量子纠缠是最让我感到惊奇的现象，至今也未完全搞明白” 这是至今让潘建伟最为着迷的量子现象。

量子计算机无疑是量子科技中最受期待的领域，但它眼下正面临一道难关 —— 单次操作的错误率比较大。而解决这个问题的关键在于：量子纠错。针对量子纠错的解释，潘建伟打了个比方：“如果直接把一根火柴垂直放在地面上，它一会就倒下来，如果我有三根火柴同时放在地面上，它就能站很久。如果有很多火柴棍叠加在一起的话，就会形成一个对周围的振动有较强抵抗能力的体系。我们会用很多量子比特，就像很多火柴棍垒起来一样，哪怕周围有噪声或各种影响，也不会算错的这种机制，我们把它叫做量子纠错。”

针对量子纠错，潘建伟充满了希望：我们希望通过5到10年的时间解决量子计算中的纠错问题，也许到2035年或2040年，就能构建出通用的量子计算机。

“兴趣是你无穷耐心的源泉。” 谈及为何将量子物理作为终身事业，潘建伟的回答简单而坚定。

“最重要的是跟着自己的兴趣走。当你带着好奇心，坚持做自己感兴趣的事情时，总能对物质世界的理解提供自己的见解。一旦这种见解真正成为知识，就会推动整个领域的发展。” 这份纯粹的热爱，让他在量子世界里深耕数十年，也让中国在量子通信、量子计算等领域走在了世界前列。