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潘建偉委員訪談:追夢路上從不停步

2018年03月15日 10:30 | 作者:王慧峰 田福良 | 來源:人民政協(xié)網(wǎng)
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追夢路上從不停步
——全國政協(xié)委員、中國科學(xué)院院士潘建偉訪談
文/記者 王慧峰 攝/記者 田福良

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潘建偉委員


潘建偉: 中國科學(xué)院院士,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)常務(wù)副校長,中國科學(xué)院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院院長。作為國際上量子信息實驗研究領(lǐng)域的開拓者之一,潘建偉近年率領(lǐng)團(tuán)隊在量子保密通信、量子計算機(jī)和量子精密測量研究等方面遙遙領(lǐng)先,刷新了中國科研工作者在國際科學(xué)領(lǐng)域的高度。

“嗅每一片落葉的味道,對世界保持著孩童般的好奇。只是和科學(xué)糾纏,保持與名利的距離。站在世界的最前排,和宇宙對話,以先賢的名義,做前無古人的事業(yè)?!?/p>

這是兩年前“感動中國年度人物”組委會給全國政協(xié)委員、中國科學(xué)院院士、量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子號”首席科學(xué)家潘建偉的頒獎致辭。

去年末,《自然》雜志發(fā)布了年度對科學(xué)產(chǎn)生重大影響的十大人物,不出意外地,潘建偉榜上有名。他為國際同行稱道的過人之處在于“能找到關(guān)鍵問題且敢于冒險”,“擁有他是中國之幸”的評價可以看作是至高無上的榮耀。

“科技興則民族興,科技強(qiáng)則國家強(qiáng)?!币宦纷邅恚私▊ド罡胁灰?,心懷感恩。這份不易不僅包含科研探索路上的曲折,更有關(guān)于中國科技的發(fā)展和普及。進(jìn)入新時代,科學(xué)家的使命與責(zé)任更重,在推動中國科研從量變到質(zhì)變、從跟隨到引領(lǐng)的路上,潘建偉和他的團(tuán)隊依然心無旁騖、無懼毀譽(yù),一步步完成著和未來的對話。

“糾纏”于量子世界的科學(xué)匠人

1996年,潘建偉留學(xué)奧地利,師從量子實驗研究的世界級大師、因斯布魯克大學(xué)安東·蔡林格教授,從此開啟了他的量子信息研究歷程。2001年,潘建偉回國組建實驗室,自那時起,他便點燃了中國對量子技術(shù)的熱情。

記者:科學(xué)始于好奇。我們都想知道,您和量子之間,究竟是誰選擇了誰?

潘建偉:我本科時接觸到了量子力學(xué)。從一開始,我就被量子力學(xué)給搞糊涂了。像量子疊加、量子糾纏的問題,當(dāng)時我覺得是不應(yīng)該發(fā)生的,有一次期中考試還因此差點沒及格。

后來我的導(dǎo)師對我說,既然很多量子理論馬上突破很困難,那就不妨先做實驗。但當(dāng)時國內(nèi)還不具備這個條件,所以沒辦法,1996年我碩士畢業(yè)后就選擇了出國留學(xué),到奧地利攻讀博士學(xué)位。

那年國慶節(jié)之后,我先到維也納,然后轉(zhuǎn)火車去因斯布魯克。到了之后,我把行李一扔就跑到導(dǎo)師蔡林格的辦公室里。他的辦公室窗外就是阿爾卑斯山,景色很美。他問我的第一個問題是:“你的夢想是什么?”我也不知道自己當(dāng)時是想好了還是沒想好,反正張口就說:“我將來就想在中國建一個像您這里的實驗室,世界一流的量子光學(xué)實驗室?!?/p>

從1997年開始,留學(xué)期間,我每年都趁著假期回中國科大講學(xué),提一些量子信息領(lǐng)域的發(fā)展建議,也盡力帶動一些研究人員進(jìn)入這個領(lǐng)域。

記者:究竟量子技術(shù)是個什么技術(shù)?我們普通老百姓如何理解量子概念呢?

潘建偉:其實量子力學(xué)是上個世紀(jì)初誕生的,大概概念就是,世界上的所有物質(zhì),都是由最小單元顆?;@么一種東西組成的。比如說一盆水、一杯水不斷地細(xì)分,后來就變成一個個水分子。水分子是作為水的化學(xué)性質(zhì)最小的單元,不存在半個水分子??諝饫锩嬉灿泻芏嘈☆w粒,氧原子、氫原子等等,這些東西都屬于量子的范疇,所以它是顆?;钚〉膯卧辉倏煞?。

量子的概念延伸出去就會導(dǎo)致一種量子糾纏的概念。比如說,我手中有一個玩游戲用的骰子,你手中有一個骰子,我們倆距離比較遙遠(yuǎn),我在北京,你在上海。在我們手中扔這個骰子的時候,如果事先它們屬于糾纏的話,你每次扔都出現(xiàn)5的結(jié)果,我也出現(xiàn)5的結(jié)果。所以在遙遠(yuǎn)地點之間,有這么一種奇怪的互動。這就叫量子糾纏。

記者:量子信息技術(shù)的發(fā)展會對中國經(jīng)濟(jì)和百姓生活帶來哪些方面的影響?

潘建偉:以量子保密通信為例,實現(xiàn)信息的安全傳輸是自古以來幾千年人類夢想,但從歷史經(jīng)驗來看,所有的經(jīng)典加密算法原則上都會被破解,信息安全每天遭受很大的威脅。

量子通信在原理上提供了一種不能破解、不能竊聽的信息安全傳輸方式,所以它在國防、政務(wù)、金融甚至銀行轉(zhuǎn)款、個人隱私保護(hù)方面都會起到比較好的作用。

除此之外,還有量子計算。例如,如果能夠相干操作一百個粒子的話,量子計算在某些特定問題的求解方面能達(dá)到全世界計算能力總和的一百萬倍,是強(qiáng)大的計算工具,能夠解決對于傳統(tǒng)經(jīng)典計算機(jī)非常困難的問題,比如氣象預(yù)報、藥物設(shè)計、物理材料設(shè)計等等。

記者:在這場全球多國參與的未來顛覆性技術(shù)競爭中,我國的進(jìn)展如何?

潘建偉:中國去年實現(xiàn)了多光子可編程量子計算原型機(jī),首次演示了超越早期經(jīng)典計算機(jī)的量子計算能力,并實現(xiàn)了10個比特的超導(dǎo)量子計算芯片,這是目前國際上通過嚴(yán)格測試和同行評審的最大數(shù)目的超導(dǎo)量子比特糾纏。最近,又發(fā)布了11比特的云接入超導(dǎo)量子計算服務(wù),用戶可上傳測試運行各種量子計算代碼,并下載運行結(jié)果。

在量子計算方面我們有非常明確的目標(biāo),希望在未來5年能夠?qū)崿F(xiàn)50個比特的量子計算機(jī),在玻色取樣等任務(wù)上超越目前最快的超級計算機(jī)的運算能力,也就是實現(xiàn)目前大家所說的“量子稱霸”。

“在他們身上看到了老一輩科學(xué)家的那種家國情懷”

2003年到2008年間,中科大同意潘建偉的特殊“申請”——赴德國海德堡大學(xué)學(xué)習(xí)冷原子量子存儲技術(shù)。在潘建偉的布局下,一批學(xué)生也陸續(xù)被推薦到國外各頂尖實驗室,“早日學(xué)成歸國為民族復(fù)興盡力”是師生們始終銘記在心的臨別贈言。

記者:我們都知道,您有一個引以為傲的科研團(tuán)隊。人數(shù)不多、非常年輕但取得了領(lǐng)先世界的成就。他們身上,您最為看中的是什么?

潘建偉:他們中的多數(shù)在學(xué)生時代就已經(jīng)表現(xiàn)出對物理概念很強(qiáng)的理解力、熟練的實驗操作能力,以及創(chuàng)造性地解決問題的能力。隊伍壯大起來之后,他們的團(tuán)隊合作能力也很強(qiáng)。

而最讓我感動的是他們的責(zé)任心。對于科學(xué)家來說,出國留學(xué)、工作不是什么新鮮事,關(guān)鍵是出國的目的是什么。事實上,當(dāng)初送他們出國學(xué)習(xí)的時候只是以“君子協(xié)議”的方式約定了學(xué)成歸國,并沒有一個強(qiáng)制的措施可以阻止他們留在國外,但是后來他們?nèi)蓟貋砹耍以谒麄兩砩峡吹搅死弦惠吙茖W(xué)家的那種家國情懷。

記者:這種家國情懷,某種意義上是不是比一個人專業(yè)上的造詣更為重要?

潘建偉:老一輩科學(xué)家對國家、民族的感情,一直以來對我的影響都很大。我曾講過,兩彈一星元勛、物理學(xué)家郭永懷的故事,我終生難忘。

在對科學(xué)的好奇上,我們跟這些老一輩科學(xué)家有著共同的精神血脈,在對國家的感情上也是一樣。不管時代如何變遷,個人的命運總是和國家緊密相連的,所以我經(jīng)常跟去國外學(xué)習(xí)的年輕人說,學(xué)成了要回國

記者:有科學(xué)家曾經(jīng)感嘆過,我國科研領(lǐng)域是“有人才、沒隊伍”。您如何看待這種現(xiàn)象?

潘建偉:這其實是一個科研組織模式的問題。在過去,我國的科研組織主要是短期科研項目單一形式,短期科研項目就存在項目結(jié)束隊伍解散的尷尬局面。事實上,近年來國家有關(guān)部門為改變這種單一形式已經(jīng)進(jìn)行了初步探索。

目前,在量子信息領(lǐng)域重大項目和國家實驗室的組織工作中,我們已經(jīng)規(guī)劃了一系列機(jī)制體制改革措施,推動建立起一支長期穩(wěn)定、體現(xiàn)國家意志、實現(xiàn)國家使命、代表國家水平的戰(zhàn)略性研究隊伍。我相信隨著重大項目和國家實驗室工作的推進(jìn),“有人才、沒隊伍”的問題會從根本上得以解決。

記者:您剛剛提到了國家實驗室,我們知道國家實驗室代表了一個國家相關(guān)領(lǐng)域的最高科技水平,從本世紀(jì)初我國醞釀國家實驗室,到論證、長時間籌建,去年終于有所突破。在您看來,未來應(yīng)該如何規(guī)劃新一輪國家實驗室建設(shè)?

潘建偉:國家實驗室的定位是整合全國優(yōu)勢力量,以舉國之力開展協(xié)同攻關(guān),未來最重要的一點,就是要充分利用業(yè)已形成的良好科研生態(tài)和協(xié)同合作機(jī)制,在各戰(zhàn)略方向分別建立獨立運行的國家實驗室,充分發(fā)揮相關(guān)高校、研究機(jī)構(gòu)、部門和政府的積極性,形成政產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新的新局面。

具體地說應(yīng)注意兩點:一是建立有效的統(tǒng)籌管理機(jī)制,通過設(shè)立國家層面的國家實驗室獨立法人機(jī)構(gòu),確保統(tǒng)一目標(biāo)、統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、統(tǒng)一建設(shè)、統(tǒng)一資源、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一評價。

二是堅持十九大報告中反復(fù)強(qiáng)調(diào)的事業(yè)單位“政事分開”“管辦分離”的改革方向。在行政管理上,由相關(guān)部門設(shè)立國家實驗室管理辦公室,受國務(wù)院委托行使國家實驗室的行政管理職責(zé);在科研業(yè)務(wù)上,可以依托相關(guān)領(lǐng)域最有優(yōu)勢的機(jī)構(gòu)進(jìn)行組建,聯(lián)合相關(guān)高校和科研院所,多部門聯(lián)動開展相關(guān)重大科研任務(wù)。

支撐我的是興趣和責(zé)任

潘建偉團(tuán)隊已提前完成預(yù)先設(shè)定的“墨子號”三大科學(xué)目標(biāo),在贏得了巨大國際聲譽(yù)的同時,將我國量子通信領(lǐng)域的研究推至國際“全面領(lǐng)先”的優(yōu)勢地位。而在他的同事和學(xué)生看來,是潘建偉使團(tuán)隊成為一個充滿想象力、組織性和實驗天賦的結(jié)合體。

記者:科學(xué)研究從來沒有坦途,注定失敗多過成功。您也肯定有過那種挫敗的時候,是什么支撐您一路走到量子科學(xué)研究的最前沿?

潘建偉:實驗上進(jìn)展不順的情況經(jīng)常有,我覺得克服困難的根本還是來自于團(tuán)隊的通力合作和創(chuàng)造力。

比如“墨子號”本來定好2016年7月就要發(fā)射的,可是沒想到,6月底衛(wèi)星進(jìn)場前卻突然發(fā)現(xiàn)一個信標(biāo)光激光器能量下降,大家并沒有互相推卸責(zé)任,而是一起討論,最終聯(lián)合把問題解決了。

“墨子號”剛進(jìn)入軌道,外太空的環(huán)境比我們預(yù)計的還要惡劣,對衛(wèi)星的光學(xué)系統(tǒng)很快就產(chǎn)生了影響,眼看實驗就要做不成了,整個團(tuán)隊又在一起調(diào)整衛(wèi)星參數(shù),再次把衛(wèi)星“挽救”了回來。

至于你說是什么支撐我一路走到現(xiàn)在,我想還是興趣和責(zé)任,是“中國的科技創(chuàng)新一定不能僅滿足于跟蹤和模仿,我們也一定能做出開創(chuàng)性的成果”這一堅定信念。

記者:您如何看待失敗和質(zhì)疑呢?

潘建偉:失敗和質(zhì)疑,我倒覺得反而可以成為推動我們進(jìn)步的一種動力。我剛開始回國組建實驗室的時候,因為國內(nèi)對量子信息的了解還不夠,甚至有人質(zhì)疑我們搞的是“偽科學(xué)”。對于這些質(zhì)疑,我們不會刻意去反駁,而是堅持做好每一項工作。

從2003年最初提出衛(wèi)星量子通信的構(gòu)想,到去年“墨子號”預(yù)定科學(xué)實驗任務(wù)的全部完成,經(jīng)過了14年的努力,其中在條件非常艱苦的青海湖外場地面驗證實驗就進(jìn)行了5年。當(dāng)不斷地有好的成果產(chǎn)生,大家也就逐步了解并認(rèn)可我們所從事的研究工作的重要性了。

記者:您對剛剛踏入科學(xué)研究的新人有什么建議?

潘建偉:要找自己感興趣的事情去做。物質(zhì)科學(xué)里面有很多研究方向,需要選擇自己感興趣的方向,還有就是對自己研究課題的鑒賞能力。知道這個東西到底是不是好,是不是非常有趣,這也很重要。從這種角度上講,去做自己比較有興趣的事情,自己能夠理解到它的妙處的事情,可能是一個比較好的選擇。最后,也是最重要的,要一以貫之地堅持下去。

因為時代變遷而獲得的幸運

“過去,我們在科研領(lǐng)域常常扮演追隨者和模仿者的角色,研究方向的選定、科研項目的設(shè)立都先要看看國際上有沒有人做過。量子信息是一個全新的學(xué)科,我們必須學(xué)會和習(xí)慣做領(lǐng)跑者和引領(lǐng)者?!边@是2001年學(xué)成歸國后開始醞釀組建量子實驗室時,潘建偉對自己許下的承諾。在實現(xiàn)夢想的道路上,潘建偉從不停步。對于未來,我們也充滿期待。

記者:您曾將過去5年稱為中國科技創(chuàng)新發(fā)展的“黃金五年”。您如何評價過去五年我國在科技創(chuàng)新方面取得的成就?

潘建偉:得益于國家經(jīng)濟(jì)上的快速發(fā)展和對科技事業(yè)前所未有的重視,我國的科技整體水平順利實現(xiàn)了從“跟蹤、模仿為主”到“跟跑、并跑和領(lǐng)跑并存”的歷史性轉(zhuǎn)變,正在開始“全面實現(xiàn)并跑、領(lǐng)跑為主”的偉大進(jìn)程。

能夠在自己人生的壯年趕上國家歷史性變革的時代,我覺得很是幸運,這是因為時代變遷而獲得的幸運。我也堅信,在這個偉大的新時代,中國的科技工作者必將有更大作為。

記者:成就有目共睹,但我記得您曾說過“我們要清醒地認(rèn)識到,我國科技創(chuàng)新能力,特別是原創(chuàng)能力,與發(fā)達(dá)國家還有很大差距”。如何客觀看待這種差距?

潘建偉:這種差距主要體現(xiàn)在某些核心技術(shù)仍受制于人,例如航空發(fā)動機(jī)、高性能芯片等。我國雖然是制造大國,但還不是制造強(qiáng)國,例如我國鋼鐵年產(chǎn)量超過世界總產(chǎn)量的一半,卻仍有一些特種高質(zhì)鋼材的生產(chǎn)能力欠缺,2016年大家廣泛討論的“造不出圓珠筆芯”的話題就說明了這一點。

再比如我本人比較關(guān)注的信息安全領(lǐng)域,盡管我國在傳統(tǒng)信息安全技術(shù)方面已經(jīng)有了很大進(jìn)步,但是傳統(tǒng)信息安全“話語權(quán)”整體上仍然掌握在西方國家手中,這對國家的信息安全其實是一個長期的風(fēng)險。這也是我們力求在量子通信方面取得領(lǐng)先、實現(xiàn)我國信息安全水平跨越式提升的主要原因。

記者:造成這種差距的最主要的原因是什么?

潘建偉:這些核心技術(shù)涉及核心基礎(chǔ)零部件、先進(jìn)基礎(chǔ)工藝、關(guān)鍵基礎(chǔ)材料和產(chǎn)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)等工業(yè)基礎(chǔ),是一個系統(tǒng)工程,需要長期的積累過程。由于歷史的原因,我國錯過了前兩次工業(yè)革命,在第三次工業(yè)革命中也是后來者,由此造成了與發(fā)達(dá)國家的差距。改革開放后,雖然社會經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展,但仍然過多依賴于勞動密集型產(chǎn)業(yè)。

核心技術(shù)研發(fā)需要大量的資金投入,短期內(nèi)又見不到成效,所以人們更多地滿足于跟蹤和模仿,追求的是如何快速獲得利潤。因此,創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略正是要改變這一局面,力求提升我國的原始創(chuàng)新能力,推進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型,改變“出口一億條褲子換一架飛機(jī)”的被動局面。

記者:以前“跟跑”時只要緊跟著第一方陣就行了,如今“領(lǐng)跑”會不會有很大壓力?

潘建偉:做任何事業(yè)都會有壓力吧。我們處在一個大時代、新時代,能在國家的支持下,做成一些有益的、領(lǐng)先世界的事情,一些讓國外同行也羨慕的事情,我很感恩。

但從事科學(xué)不能功利,不能急著說有沒有用,科學(xué)是總結(jié)研究自然界的方法,循序漸進(jìn),慢慢就能發(fā)揮巨大的作用。我們雖然在量子通信領(lǐng)域取得了一些很好的成果,但也僅僅是某些方向上的成就,對于整個領(lǐng)域來說,我們要走的路還很長。



編輯:李晨陽

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