“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(shí)驗(yàn)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(xiǎn)”，“擁有他是中國之幸”的評價(jià)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(shí)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(duì)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室，自那時(shí)起，他便點(diǎn)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(shí)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(shí)我覺得是不應(yīng)該發(fā)生的，有一次期中考試還因此差點(diǎn)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(shí)驗(yàn)。但當(dāng)時(shí)國內(nèi)還不具備這個(gè)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(gè)問題是：“你的夢想是什么？”我也不知道自己當(dāng)時(shí)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(gè)像您這里的實(shí)驗(yàn)室，世界一流的量子光學(xué)實(shí)驗(yàn)室。”

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(gè)領(lǐng)域。

記者：究竟量子技術(shù)是個(gè)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(shí)量子力學(xué)是上個(gè)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(gè)個(gè)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(gè)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?，不再可分。

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(gè)玩游戲用的骰子，你手中有一個(gè)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(gè)骰子的時(shí)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(diǎn)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(shí)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(yàn)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(gè)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(jì)算。例如，如果能夠相干操作一百個(gè)粒子的話，量子計(jì)算在某些特定問題的求解方面能達(dá)到全世界計(jì)算能力總和的一百萬倍，是強(qiáng)大的計(jì)算工具，能夠解決對于傳統(tǒng)經(jīng)典計(jì)算機(jī)非常困難的問題，比如氣象預(yù)報(bào)、藥物設(shè)計(jì)、物理材料設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)了多光子可編程量子計(jì)算原型機(jī)，首次演示了超越早期經(jīng)典計(jì)算機(jī)的量子計(jì)算能力，并實(shí)現(xiàn)了10個(gè)比特的超導(dǎo)量子計(jì)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(jì)算服務(wù)，用戶可上傳測試運(yùn)行各種量子計(jì)算代碼，并下載運(yùn)行結(jié)果。

在量子計(jì)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(gè)比特的量子計(jì)算機(jī)，在玻色取樣等任務(wù)上超越目前最快的超級計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力，也就是實(shí)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(shí)驗(yàn)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(gè)引以為傲的科研團(tuán)隊(duì)。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(shí)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(shí)驗(yàn)操作能力，以及創(chuàng)造性地解決問題的能力。隊(duì)伍壯大起來之后，他們的團(tuán)隊(duì)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(shí)上，當(dāng)初送他們出國學(xué)習(xí)的時(shí)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(gè)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?，我在他們身上看到了老一輩科學(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(gè)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(shí)代如何變遷，個(gè)人的命運(yùn)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(duì)伍”。您如何看待這種現(xiàn)象？

潘建偉：這其實(shí)是一個(gè)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(xiàng)目單一形式，短期科研項(xiàng)目就存在項(xiàng)目結(jié)束隊(duì)伍解散的尷尬局面。事實(shí)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(xiàng)目和國家實(shí)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)國家使命、代表國家水平的戰(zhàn)略性研究隊(duì)伍。我相信隨著重大項(xiàng)目和國家實(shí)驗(yàn)室工作的推進(jìn)，“有人才、沒隊(duì)伍”的問題會從根本上得以解決。

記者：您剛剛提到了國家實(shí)驗(yàn)室，我們知道國家實(shí)驗(yàn)室代表了一個(gè)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(shí)驗(yàn)室，到論證、長時(shí)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(shí)驗(yàn)室建設(shè)？

潘建偉：國家實(shí)驗(yàn)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(diǎn)，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(dú)立運(yùn)行的國家實(shí)驗(yàn)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(diǎn)：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(shí)驗(yàn)室獨(dú)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(jià)。

二是堅(jiān)持十九大報(bào)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(shí)驗(yàn)室管理辦公室，受國務(wù)院委托行使國家實(shí)驗(yàn)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(duì)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(shí)，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(duì)成為一個(gè)充滿想象力、組織性和實(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)驗(yàn)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(duì)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(gè)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(jì)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(shí)驗(yàn)就要做不成了，整個(gè)團(tuán)隊(duì)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(jiān)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(shí)驗(yàn)室的時(shí)候，因?yàn)閲鴥?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(jiān)持做好每一項(xiàng)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(shí)驗(yàn)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(yàn)證實(shí)驗(yàn)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(gè)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(gè)比較好的選擇。最后，也是最重要的，要一以貫之地堅(jiān)持下去。

因?yàn)闀r(shí)代變遷而獲得的幸運(yùn)

“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(xiàng)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(gè)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。”這是2001年學(xué)成歸國后開始醞釀組建量子實(shí)驗(yàn)室時(shí)，潘建偉對自己許下的承諾。在實(shí)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(jià)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(shí)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(shí)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(shí)代，我覺得很是幸運(yùn)，這是因?yàn)闀r(shí)代變遷而獲得的幸運(yùn)。我也堅(jiān)信，在這個(gè)偉大的新時(shí)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(diǎn)。

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(shí)是一個(gè)長期的風(fēng)險(xiǎn)。這也是我們力求在量子通信方面取得領(lǐng)先、實(shí)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(gè)系統(tǒng)工程，需要長期的積累過程。由于歷史的原因，我國錯(cuò)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(shí)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(gè)大時(shí)代、新時(shí)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(gè)領(lǐng)域來說，我們要走的路還很長。