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科技圈大佬 ⑪｜潘建伟：把"不可能"的量子纠缠，织成一张覆盖天地的安全网

宇时俱进前沿科技研究社

2026-09-19

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科技圈大佬 ⑪｜潘建伟：把"不可能"的量子纠缠，织成一张覆盖天地的安全网

宇时俱进出品 | 科技圈大佬 · 第 11 期

引子：一粒光子，如何锁住国家的信息命脉？

2016 年 8 月 16 日凌晨，酒泉卫星发射中心。一枚长征二号丁火箭把一颗名叫"墨子号"的卫星送入 500 公里高的轨道。

那一刻，中国成了世界上第一个把量子通信送上太空的国家。

但很少有人知道，这颗卫星的核心难题，不是"能不能发上去"，而是"能不能对准"——卫星每秒飞近 8 公里，地面站要在千公里尺度上，把单个光子"投进旋转储蓄罐的罐口"，跟踪精度必须压到 0.1 角秒。国外不卖这套系统，潘建伟团队只能自己磨。

从实验室里两个纠缠的光子，到覆盖两千公里的京沪干线，再到天上的"墨子号"——潘建伟用二十五年，把一门曾被国内视为"伪科学"的边缘学科，做成了国家战略的无形盾牌。

这，是一个科学家把"不可能"变成"已建成"的故事。

“墨子号”量子科学实验卫星新成果：实现1200公里地面站间量子态远程传输__财经头条

一、东阳少年，与一个"疯狂"的梦想

1970 年 3 月，潘建伟出生在浙江东阳一个普通家庭。1987 年，17 岁的他考入中国科学技术大学近代物理系，第一次系统接触量子力学——光既是波又是粒子，两个相隔万里的粒子能瞬间"感应"彼此，微观世界的规则完全颠覆日常经验。

"量子世界太奇妙了，我决定把一生献给它。"

1996 年，他赴奥地利维也纳大学攻读博士，师从后来获得 2022 年诺贝尔物理学奖的安东·蔡林格。导师问他第一个问题是："你的梦想是什么？"潘建伟脱口而出："我将来想在中国建一个像您这里一样的实验室，世界一流的量子光学实验室。"

1997 年，他以第二作者身份在《自然》发表《实验量子隐形传态》，首次在国际上实现量子态隐形传输。这篇论文后来被《自然》杂志评为"百年物理学 21 篇经典论文"，与伦琴发现 X 射线、爱因斯坦建立相对论并列。

那是量子信息实验领域的开山之作。也是从那时起，潘建伟心里那团火，烧得更旺了。

二、归国：在一片空白上，建起一座实验室

2001 年，31 岁的潘建伟放弃国外优厚条件，全职回到中国科学技术大学，组建量子物理与量子信息实验室。

当时的国内，量子信息研究几乎是一片空白。"物理学界觉得量子信息偏工程，信息学界又觉得它属于物理学的范畴"——学科归属模糊，经费申请屡屡碰壁，甚至有人当面说这是"伪科学"。

没有设备，自己造；没有人，自己带。潘建伟用一封封越洋邮件，把陈宇翱、陆朝阳等海外青年科学家一个个"召唤"回国，组建起后来被外媒称为"梦之队"的班底。

他干的第一件大事，不是急着冲卫星，而是把多光子纠缠这个基本功练到极致：三光子、四光子、五光子、六光子、八光子……一步步把量子态操纵的精度推到世界前列。

2004 年，团队首次实现五光子纠缠和终端开放的量子态隐形传输，成果登上《自然》。欧洲物理学会评价："中国科学家在多粒子纠缠态研究方面成功超越了美、法和奥地利等发达国家，进入国际领先水平。"

地基打牢了，卫星才飞得起来。

三、"墨子号"：把教科书搬上太空

潘建伟的野心，从来不只是发论文。他有一个"疯狂的设想"——用卫星实现远距离量子纠缠分发。

为什么一定要上天？因为地面光纤传输量子信号，200 公里以外几乎被吸收殆尽。而外太空是真空，光信号损耗极小。用卫星做中转站，就能把多个城市的量子网络连接起来，极大地延长通信距离。

2003 年，他把这个想法告诉当时还是博士生的彭承志："你工程能力强，大胆去试试。"四年后，团队在青海湖海拔 3200 米的海心岛上，顶着风雪完成了百公里级量子隐形传态实验，充分验证了星地链路的可行性。

2016 年 8 月，"墨子号"成功发射。随后，团队在国际上率先实现三大科学目标：

千公里级星地双向量子纠缠分发

星地高速量子密钥分发

地星量子隐形传态

2017 年 6 月，利用"墨子号"，中国科学家与奥地利实现了世界首次洲际量子保密通信视频通话——北京与维也纳，相距 7600 公里，量子密钥在太空中生成、分发、落地。

潘建伟说："千公里级的星地双向量子通信，终于从理想王国走到了现实王国。"

【新安晚报】“墨子号”实现千公里级基于纠缠的无中继量子保密通信量子卫星的“纠缠”，让安全不再“纠结”-中国科大新闻网

四、京沪干线：给国家信息穿上"防弹衣"

天上的卫星飞起来了，地上的网络也要铺起来。

2017 年 9 月 29 日，世界首条远距离量子保密通信骨干网——"京沪干线"正式开通。全长 2000 余公里，连接北京、济南、合肥、上海，为金融、政务等领域提供原理上无条件安全的信息传输保障。

潘建伟常打一个比方："倘若其他国家率先研制出量子计算机，我们现有的公钥加密体系在其强大算力面前将不堪一击。量子保密通信，就是给信息传输系统穿上了一件高强度'防弹衣'。"

传统加密靠"算不过来"，量子计算机一旦成熟，现有密码体系会被瞬间拆解；而量子密钥分发靠的是量子力学基本原理——测不准、不可克隆、纠缠关联——让窃听在物理层就被发现。

"墨子号"与"京沪干线"的结合，构建起全球首个空地一体广域量子保密通信网络雏形。中国，在这条赛道上，从跟跑变成了领跑。

五、九章与祖冲之：两条腿走路，拿下"量子优越性"

量子通信之外，潘建伟的另一条战线是量子计算。

国际上量子计算分三步走：第一步演示"量子计算优越性"（特定问题比超算快）；第二步做专用量子模拟机加量子纠错；第三步上百万量子比特、容错、通用。

2020 年，潘建伟、陆朝阳团队研制出 76 光子的"九章"光量子计算原型机，求解高斯玻色取样问题比当时最快超算快约一百万亿倍，中国成为第二个实现量子计算优越性的国家。

此后，"九章"系列一路迭代：二号 113 光子、三号 255 光子，到 2026 年的"九章四号"——操纵光子数突破 3050 个，处理速度比全球最快超级计算机 El Capitan 快 10⁵⁴ 倍。

超导路线上，"祖冲之号"系列同步推进。2025 年 12 月，基于"祖冲之 3.2 号"处理器，团队在量子纠错上实现"低于阈值，越纠越对"的里程碑突破。

光量子和超导两条主流技术路线，中国都拿下了"量子计算优越性"——全球唯一。

更关键的是，当稀释制冷机等核心设备遭国外禁运时，团队自己迭代出大冷量机型，反过来支撑了"祖冲之"系列的突破。

真正的核心技术，买不来、求不来。

六、终结一场持续百年的世纪论战

2025 年 12 月，潘建伟团队在《物理评论快报》发表成果：通过实验证明海森堡极限下的互补性原理，在量子极限层面实现了爱因斯坦的思想实验，终结了爱因斯坦与玻尔关于互补性原理的世纪论战。

1927 年索尔维会议上，两位物理学巨匠围绕"光的波粒二象性"展开的巅峰对决，在近百年后，由一位中国科学家的实验给出了答案。

这不是偶然。潘建伟的研究始终有一条暗线：用实验去检验量子力学最基本的假设。从 GHZ 定理的首次实验验证，到贝尔不等式的严格检验，再到互补性原理的终极验证——他不仅在"用"量子，更在"问"量子。

七、2026：荣誉接踵而至，但路还很长

进入 2026 年，潘建伟的荣誉密集到来：

2 月：团队在《自然》《科学》连发两篇，首次构建可扩展量子中继基本模块，实现器件无关量子密钥分发距离突破百公里

6 月：与陆朝阳共同获得 IEEE 光子学学会量子电子学奖，中国本土科研成果首次获此殊荣

7 月：获得第三届联合国教科文组织-俄罗斯门捷列夫国际基础科学奖，成为首位获此殊荣的中国科学家

但他自己说得很清楚："这还远远不够。"

量子相干时间的维持、错误率的控制、稀释制冷机等设备的国产化、可规模化的近期应用场景——工程与商业瓶颈依然巨大。IBM、谷歌押注超导，IonQ 专注离子阱，微软放弃自研硬件，行业技术路径尚未统一。

与此同时，"量子波动速读""量子水杯"等伪科学产品泛滥，潘建伟多次公开告诫公众勿轻信，并明确澄清：量子通信不违背光速藩篱、无法实现超光速信息传递，其安全性基于物理定律而非计算复杂性。

越是前沿，越需要清醒。

结语：从一粒光子，到一张网

潘建伟的人生轨迹，恰好与中国量子科技事业从无到有、从弱到强的崛起之路完全重合。

他让一门学科在中国"活下来"，并且长出自己的根系；他把教科书里的协议搬到了天地之间；他让中国在量子通信领域领先欧洲 3 至 5 年、领先美国 5 至 8 年。

但他最让人敬佩的，或许不是这些数字和头衔，而是那种"明知不可为而为之"的长期主义——

在没人看得懂的年代，他坚持做；在设备被卡脖子的时候，他自己造；在所有人都盯着论文篇数的时候，他敢把十年押在一颗卫星上。

一粒光子是渺小的，但当无数光子被精确地纠缠、分发、测量，它们就能织成一张覆盖天地的安全网。

潘建伟做的，就是这件事。

宇时俱进出品

2026 年 9 月19日