中國科學(xué)院院士潘建偉：

“杰青”四年為中國量子技術(shù)筑牢根基

  在中國，提到“量子通信”，必然會(huì)提到一個(gè)名字——中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉。

  早在21世紀(jì)初，潘建偉就已經(jīng)在心里設(shè)計(jì)出一張中國量子技術(shù)發(fā)展的“規(guī)劃圖”：從初步實(shí)現(xiàn)局域的量子通信網(wǎng)絡(luò)，到實(shí)現(xiàn)天地一體的全球范圍量子通信網(wǎng)絡(luò)，大幅提升信息傳輸?shù)陌踩�；通過量子計(jì)算研究，實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)時(shí)代信息的有效挖掘；通過量子精密測(cè)量研究，實(shí)現(xiàn)更精確的定位導(dǎo)航、醫(yī)學(xué)檢測(cè)和引力波探測(cè)等……

  他要做的，就是一步步攻克這張“規(guī)劃圖”上的各個(gè)技術(shù)難點(diǎn)，把中國量子技術(shù)的“大廈”蓋起來。而杰青項(xiàng)目支持他筑牢了大廈的基座。

 

“很大的自由度”

 

  2008年，潘建偉結(jié)束了在德國的合作研究，回到中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)工作。當(dāng)時(shí)，他已經(jīng)得知自然科學(xué)基金委設(shè)立了杰青項(xiàng)目。

  杰青項(xiàng)目于1994年由國務(wù)院批準(zhǔn)設(shè)立，經(jīng)過幾年發(fā)展日漸成熟，成為我國高端人才資助計(jì)劃的引領(lǐng)者。潘建偉知道，對(duì)于國內(nèi)青年學(xué)者來說，杰青項(xiàng)目帶來的遠(yuǎn)不止一種光環(huán)。

  “國內(nèi)科研項(xiàng)目大都要求課題有非常明確的科學(xué)目標(biāo)，申請(qǐng)人必須證明自己能夠很好地完成項(xiàng)目設(shè)定目標(biāo)才能獲得支持，但杰青項(xiàng)目不同，它是選人的，是在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域選拔取得過較好科研成績的青年學(xué)者，給他們很大的自由度，讓他們可以自主選擇研究方向。”潘建偉說。

  2009年，在學(xué)校的支持下，潘建偉向自然科學(xué)基金委提交了杰青項(xiàng)目申請(qǐng)。

  當(dāng)時(shí)，潘建偉團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在安徽合肥建立了世界上第一個(gè)光量子電話網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了“一次一密”加密方式的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)通話。潘建偉團(tuán)隊(duì)也已經(jīng)獲得了多方面的項(xiàng)目支持。

  答辯時(shí)，一位評(píng)審人問他：“你已經(jīng)有那么多項(xiàng)目，為什么還來申請(qǐng)杰青項(xiàng)目？”

  潘建偉回答：“我的項(xiàng)目都是目標(biāo)特別確定的科研項(xiàng)目。但是，我想做一些自己感興趣的、風(fēng)險(xiǎn)較高、不確定性大的課題，目前還沒有相應(yīng)的經(jīng)費(fèi)能支持我做這樣的工作。”

  潘建偉的項(xiàng)目申請(qǐng)書中，確實(shí)有很多內(nèi)容具有較大的不確定性。

  早在2001年，潘建偉就已經(jīng)在國內(nèi)開展過一些量子信息科學(xué)方向的研究工作。2003年，他發(fā)現(xiàn)，量子信息處理特別是光量子信息處理過程中，有一個(gè)對(duì)遠(yuǎn)距離量子通信比較重要的問題始終沒有得到解決——光量子的信息存儲(chǔ)。

  “如果不能存儲(chǔ)，一邊的光子飛出來時(shí)，另一邊的光子沒有飛出來，它們就碰不到一起，便難以實(shí)現(xiàn)多光子糾纏。而最好的方式是先將光子全都存下來，然后讓它們同時(shí)飛出來，這樣就能夠進(jìn)行多光子干涉糾纏了。”潘建偉解釋說。

  說起來簡(jiǎn)單，做起來難。為了學(xué)習(xí)和發(fā)展量子存儲(chǔ)技術(shù)，2003年，潘建偉赴德開展合作研究。直到2008年他帶著團(tuán)隊(duì)集體回國時(shí)，國內(nèi)外依然沒有解決冷原子量子存儲(chǔ)技術(shù)最核心的問題——把糾纏光源里發(fā)射出的光子儲(chǔ)存到冷原子存儲(chǔ)器中。

  因此，潘建偉在其杰青項(xiàng)目申請(qǐng)書中，著重寫的一個(gè)研究方向就是要破解這項(xiàng)難題。至于是否能在短期內(nèi)做成，他并沒有十足的把握。

  此外，在這份申請(qǐng)書中，他還寫了另外兩個(gè)同樣具有高度不確定性的研究課題：一是克服大氣對(duì)光子造成的損耗，二是利用量子中繼實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離量子通信。

 

“不會(huì)過于在乎短期結(jié)果”

 

  當(dāng)時(shí)，無論是國內(nèi)還是國外，都沒有一位研究者敢保證潘建偉申請(qǐng)書上的目標(biāo)一定能實(shí)現(xiàn)。

  但潘建偉憑借以往的技術(shù)積累和對(duì)未來科研方向的思考，依然打動(dòng)了評(píng)委。

  “我們當(dāng)時(shí)思考的是利用光纖做一個(gè)城域網(wǎng)，利用量子中繼把兩個(gè)城市之間的網(wǎng)絡(luò)結(jié)合在一起，利用量子衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離量子通信。將這三個(gè)結(jié)合在一起，就可以做一個(gè)全球化的量子通信網(wǎng)絡(luò)。”潘建偉說。

  這是一張頗具雄心的“規(guī)劃圖”。2009年，潘建偉如愿獲得杰青項(xiàng)目支持，項(xiàng)目執(zhí)行期為2010年至2013年，共4年。

  杰青項(xiàng)目的4年，對(duì)于潘建偉來說是自由而專注的4年。“管理者并不會(huì)過于在乎短期結(jié)果。”潘建偉說。

  4年里，項(xiàng)目成果沒有達(dá)到潘建偉最希望達(dá)到的“成功”：他們完成了自由空間量子通信的地面實(shí)驗(yàn)，但只是證明了用量子衛(wèi)星開展遠(yuǎn)距離量子通信的可行性；冷原子量子儲(chǔ)存的性能有了大幅提升，但還不足以支持遠(yuǎn)距離量子通信。

  在項(xiàng)目結(jié)束的數(shù)年后，以杰青項(xiàng)目成果為基礎(chǔ)的系列前沿成果終于以一鳴驚人的方式轟動(dòng)全球。

  2016年，潘建偉團(tuán)隊(duì)牽頭研制并成功發(fā)射了國際上首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”。

  2020年，通過發(fā)展高亮度光與原子糾纏源、低噪高效單光子頻率轉(zhuǎn)換技術(shù)和遠(yuǎn)程單光子精密干涉技術(shù)，潘建偉團(tuán)隊(duì)成功將相距50公里光纖的兩個(gè)量子存儲(chǔ)器糾纏起來，為構(gòu)建基于量子中繼的量子網(wǎng)絡(luò)奠定了基礎(chǔ)。

  同年，潘建偉團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了76個(gè)光子的量子計(jì)算原型機(jī)“九章”，處理高斯玻色取樣問題的速度比當(dāng)時(shí)最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)快100萬億倍，使中國成為全球第二個(gè)實(shí)現(xiàn)“量子計(jì)算優(yōu)越性”的國家。

  此后，潘建偉又帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)建成了國際上首條量子保密通信骨干網(wǎng)“京滬干線”；構(gòu)建了首個(gè)空地一體的廣域量子保密通信網(wǎng)絡(luò)雛形，使我國量子通信的實(shí)驗(yàn)研究和應(yīng)用研究處于國際領(lǐng)先水平……

  “杰青項(xiàng)目對(duì)量子計(jì)算、量子中繼、量子衛(wèi)星的突破都起到了非常好的支持作用。”潘建偉說。

 

選一條適合自己的賽道

 

  作為團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，潘建偉會(huì)鼓勵(lì)身邊的青年科研人員申請(qǐng)杰青項(xiàng)目等科研項(xiàng)目。他認(rèn)為，杰青項(xiàng)目與其他人才計(jì)劃有很大不同，除了榮譽(yù)感，更有對(duì)科研人員自由探索的支持。

  不過，近年來，由于一些人才計(jì)劃和項(xiàng)目在執(zhí)行過程中被賦予過多與其政策目的和定位不相干的利益，各類弊端不斷顯現(xiàn)，迫使科研人員將大量時(shí)間和精力投入各種人才類計(jì)劃或人才類科研項(xiàng)目的申請(qǐng)中，造成了科研圈的“內(nèi)卷”。

  在潘建偉看來，這與科研人員所在高校、科研機(jī)構(gòu)的評(píng)價(jià)體系有關(guān)。他建議，高校和科研機(jī)構(gòu)的評(píng)價(jià)方式應(yīng)當(dāng)更靈活，讓科研人員的研究水平得到更專業(yè)的評(píng)估，讓沒申請(qǐng)到或不愿意申請(qǐng)人才類計(jì)劃或人才類科研項(xiàng)目的科研人員能得到與他們科研水平相匹配的待遇。

  潘建偉認(rèn)為，“十幾年之前，人才類計(jì)劃或人才類科研項(xiàng)目對(duì)于評(píng)價(jià)人才及其所在機(jī)構(gòu)或?qū)W校來說，可能是一個(gè)比較好的標(biāo)準(zhǔn)。隨著國家科技水平的發(fā)展，評(píng)價(jià)指標(biāo)也需要做出相應(yīng)調(diào)整。當(dāng)前，國家已經(jīng)做了很多改革，例如，幾種人才類計(jì)劃或人才類科研項(xiàng)目只能承擔(dān)一個(gè)。這樣的改革效果是很好的。”

  此外，對(duì)于青年人抱怨科研圈“內(nèi)卷”問題，潘建偉認(rèn)為，“內(nèi)卷”緣于所有人都在同一條賽道上競(jìng)爭(zhēng)。

  第一種“內(nèi)卷”出現(xiàn)在人才培養(yǎng)環(huán)節(jié)。“大家都去讀博士，很多非常重要的崗位反倒沒有人做。這與我們的傳統(tǒng)文化有關(guān)，‘萬般皆下品，唯有讀書高’。”潘建偉說。

  第二種“內(nèi)卷”出現(xiàn)在職業(yè)晉升環(huán)節(jié)。“我在美國海德堡大學(xué)工作時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有趣的現(xiàn)象，大學(xué)的教授數(shù)量并不多，多的是技術(shù)人員。技術(shù)人員的收入不比教授和科研人員低，他們做的那些精密機(jī)械加工等工作，教授是做不了的。技術(shù)人員服務(wù)完我們的科研項(xiàng)目后，學(xué)校也允許他們?yōu)樯鐣?huì)提供服務(wù)，所以他們能夠掙到一些額外收入。但是，在國內(nèi)，大家都想評(píng)教授，就連技術(shù)人員也想評(píng)教授。這條路線就不對(duì)了。”潘建偉說。

  盡管“內(nèi)卷”有其不合理性，但潘建偉認(rèn)為，“卷”是一種“必然”。“既然你將科研作為職業(yè)生涯，那么競(jìng)爭(zhēng)是必然的。”潘建偉說。

  潘建偉為科研圈里的青年人提出了兩條建議。

  一是選擇自己感興趣的領(lǐng)域，“做一件事情，要有自己的興趣。有興趣就會(huì)有耐心，就能夠長期堅(jiān)持下去”。

  二是選擇一個(gè)新興領(lǐng)域和在該領(lǐng)域活躍的導(dǎo)師，“進(jìn)入一個(gè)新興領(lǐng)域，是避免‘卷’的一個(gè)比較好的方式，因?yàn)樵擃I(lǐng)域長滿了科學(xué)的果子，研究者又不太多，跳一跳就能夠得到。選導(dǎo)師時(shí)不要只看老師或?qū)W校的名氣，而是要選擇在學(xué)術(shù)圈里更活躍的老師，因?yàn)樾屡d學(xué)科一定處在活躍期”。

  對(duì)于杰青項(xiàng)目的未來發(fā)展，潘建偉則一直有一個(gè)“不卷”的期盼：“我期盼著有一天杰青項(xiàng)目可以給做得好的項(xiàng)目獲得者延長支持期限，讓他們的創(chuàng)新工作可以持續(xù)進(jìn)行下去。”■