潘建偉：中國(guó)科學(xué)院院士，九三學(xué)社中央副主席、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)常務(wù)副校長(zhǎng)，中國(guó)科學(xué)院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院院長(zhǎng)。作為國(guó)際上量子信息實(shí)驗(yàn)研究領(lǐng)域的開(kāi)拓者之一，潘建偉近年率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在量子保密通信、量子計(jì)算機(jī)和量子精密測(cè)量研究等方面遙遙領(lǐng)先，刷新了中國(guó)科研工作者在國(guó)際科學(xué)領(lǐng)域的高度。
“嗅每一片落葉的味道，對(duì)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(duì)話，以先賢的名義，做前無(wú)古人的事業(yè)。”
這是兩年前“感動(dòng)中國(guó)年度人物”組委會(huì)給全國(guó)政協(xié)委員、中國(guó)科學(xué)院院士、量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”首席科學(xué)家潘建偉的頒獎(jiǎng)致辭。
去年末，《自然》雜志發(fā)布了年度對(duì)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(guó)際同行稱(chēng)道的過(guò)人之處在于“能找到關(guān)鍵問(wèn)題且敢于冒險(xiǎn)”，“擁有他是中國(guó)之幸”的評(píng)價(jià)可以看作是至高無(wú)上的榮耀。
“科技興則民族興，科技強(qiáng)則國(guó)家強(qiáng)。”一路走來(lái)，潘建偉深感不易，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(guó)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(dòng)中國(guó)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(wú)旁騖、無(wú)懼毀譽(yù)，一步步完成著和未來(lái)的對(duì)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(jí)大師、因斯布魯克大學(xué)安東·蔡林格教授，從此開(kāi)啟了他的量子信息研究歷程。2001年，潘建偉回國(guó)組建實(shí)驗(yàn)室，自那時(shí)起，他便點(diǎn)燃了中國(guó)對(duì)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(shuí)選擇了誰(shuí)？
潘建偉：我本科時(shí)接觸到了量子力學(xué)。從一開(kāi)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(wèn)題，當(dāng)時(shí)我覺(jué)得是不應(yīng)該發(fā)生的，有一次期中考試還因此差點(diǎn)沒(méi)及格。
后來(lái)我的導(dǎo)師對(duì)我說(shuō)，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(guó)內(nèi)還不具備這個(gè)條件，所以沒(méi)辦法，1996年我碩士畢業(yè)后就選擇了出國(guó)留學(xué)，到奧地利攻讀博士學(xué)位。
那年國(guó)慶節(jié)之后，我先到維也納，然后轉(zhuǎn)火車(chē)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(wèn)我的第一個(gè)問(wèn)題是：“你的夢(mèng)想是什么？”我也不知道自己當(dāng)時(shí)是想好了還是沒(méi)想好，反正張口就說(shuō)：“我將來(lái)就想在中國(guó)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(kāi)始，留學(xué)期間，我每年都趁著假期回中國(guó)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(dòng)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)，都是由最小單元顆粒化這么一種東西組成的。比如說(shuō)一盆水、一杯水不斷地細(xì)分，后來(lái)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〉膯卧辉倏煞?。
量子的概念延伸出去就會(huì)導(dǎo)致一種量子糾纏的概念。比如說(shuō)，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(dòng)。這就叫量子糾纏。
記者：量子信息技術(shù)的發(fā)展會(huì)對(duì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)和百姓生活帶來(lái)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(lái)幾千年人類(lèi)夢(mèng)想，但從歷史經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，所有的經(jīng)典加密算法原則上都會(huì)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(tīng)的信息安全傳輸方式，所以它在國(guó)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(huì)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(wèn)題的求解方面能達(dá)到全世界計(jì)算能力總和的一百萬(wàn)倍，是強(qiáng)大的計(jì)算工具，能夠解決對(duì)于傳統(tǒng)經(jīng)典計(jì)算機(jī)非常困難的問(wèn)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(chǎng)全球多國(guó)參與的未來(lái)顛覆性技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)中，我國(guó)的進(jìn)展如何？
潘建偉：中國(guó)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(guó)際上通過(guò)嚴(yán)格測(cè)試和同行評(píng)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(hù)可上傳測(cè)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(lái)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(jí)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力，也就是實(shí)現(xiàn)目前大家所說(shuō)的“量子稱(chēng)霸”。
“在他們身上看到了老一輩科學(xué)家的那種家國(guó)情懷”
2003年到2008年間，中科大同意潘建偉的特殊“申請(qǐng)”——赴德國(guó)海德堡大學(xué)學(xué)習(xí)冷原子量子存儲(chǔ)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(guó)外各頂尖實(shí)驗(yàn)室，“早日學(xué)成歸國(guó)為民族復(fù)興盡力”是師生們始終銘記在心的臨別贈(zèng)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(duì)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(wèn)題的能力。隊(duì)伍壯大起來(lái)之后，他們的團(tuán)隊(duì)合作能力也很強(qiáng)。
而最讓我感動(dòng)的是他們的責(zé)任心。對(duì)于科學(xué)家來(lái)說(shuō)，出國(guó)留學(xué)、工作不是什么新鮮事，關(guān)鍵是出國(guó)的目的是什么。事實(shí)上，當(dāng)初送他們出國(guó)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(guó)，并沒(méi)有一個(gè)強(qiáng)制的措施可以阻止他們留在國(guó)外，但是后來(lái)他們?nèi)蓟貋?lái)了，我在他們身上看到了老一輩科學(xué)家的那種家國(guó)情懷。
記者：這種家國(guó)情懷，某種意義上是不是比一個(gè)人專(zhuān)業(yè)上的造詣更為重要？
潘建偉：老一輩科學(xué)家對(duì)國(guó)家、民族的感情，一直以來(lái)對(duì)我的影響都很大。我曾講過(guò)，兩彈一星元?jiǎng)住⑽锢韺W(xué)家郭永懷的故事，我終生難忘。
在對(duì)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(duì)國(guó)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(guó)家緊密相連的，所以我經(jīng)常跟去國(guó)外學(xué)習(xí)的年輕人說(shuō)，學(xué)成了要回國(guó)
記者：有科學(xué)家曾經(jīng)感嘆過(guò)，我國(guó)科研領(lǐng)域是“有人才、沒(méi)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(wèn)題。在過(guò)去，我國(guó)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(lái)國(guó)家有關(guān)部門(mén)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(guó)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(dòng)建立起一支長(zhǎng)期穩(wěn)定、體現(xiàn)國(guó)家意志、實(shí)現(xiàn)國(guó)家使命、代表國(guó)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(guó)家實(shí)驗(yàn)室工作的推進(jìn)，“有人才、沒(méi)隊(duì)伍”的問(wèn)題會(huì)從根本上得以解決。
記者：您剛剛提到了國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，我們知道國(guó)家實(shí)驗(yàn)室代表了一個(gè)國(guó)家相關(guān)領(lǐng)域的最高科技水平，從本世紀(jì)初我國(guó)醞釀國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，到論證、長(zhǎng)時(shí)間籌建，去年終于有所突破。在您看來(lái)，未來(lái)應(yīng)該如何規(guī)劃新一輪國(guó)家實(shí)驗(yàn)室建設(shè)？
潘建偉：國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的定位是整合全國(guó)優(yōu)勢(shì)力量，以舉國(guó)之力開(kāi)展協(xié)同攻關(guān)，未來(lái)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(guó)家實(shí)驗(yàn)室，充分發(fā)揮相關(guān)高校、研究機(jī)構(gòu)、部門(mén)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(shuō)應(yīng)注意兩點(diǎn)：一是建立有效的統(tǒng)籌管理機(jī)制，通過(guò)設(shè)立國(guó)家層面的國(guó)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(píng)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(kāi)”“管辦分離”的改革方向。在行政管理上，由相關(guān)部門(mén)設(shè)立國(guó)家實(shí)驗(yàn)室管理辦公室，受?chē)?guó)務(wù)院委托行使國(guó)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(shì)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(mén)聯(lián)動(dòng)開(kāi)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(hào)”三大科學(xué)目標(biāo)，在贏得了巨大國(guó)際聲譽(yù)的同時(shí)，將我國(guó)量子通信領(lǐng)域的研究推至國(guó)際“全面領(lǐng)先”的優(yōu)勢(shì)地位。而在他的同事和學(xué)生看來(lái)，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(lái)沒(méi)有坦途，注定失敗多過(guò)成功。您也肯定有過(guò)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(jué)得克服困難的根本還是來(lái)自于團(tuán)隊(duì)的通力合作和創(chuàng)造力。
比如“墨子號(hào)”本來(lái)定好2016年7月就要發(fā)射的，可是沒(méi)想到，6月底衛(wèi)星進(jìn)場(chǎng)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(méi)有互相推卸責(zé)任，而是一起討論，最終聯(lián)合把問(wèn)題解決了。
“墨子號(hào)”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(duì)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(lái)。
至于你說(shuō)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(guó)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(kāi)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(jué)得反而可以成為推動(dòng)我們進(jìn)步的一種動(dòng)力。我剛開(kāi)始回國(guó)組建實(shí)驗(yàn)室的時(shí)候，因?yàn)閲?guó)內(nèi)對(duì)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(duì)于這些質(zhì)疑，我們不會(huì)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(hào)”預(yù)定科學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù)的全部完成，經(jīng)過(guò)了14年的努力，其中在條件非常艱苦的青海湖外場(chǎng)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(duì)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(duì)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(guò)去，我們?cè)诳蒲蓄I(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(guó)際上有沒(méi)有人做過(guò)。量子信息是一個(gè)全新的學(xué)科，我們必須學(xué)會(huì)和習(xí)慣做領(lǐng)跑者和引領(lǐng)者。”這是2001年學(xué)成歸國(guó)后開(kāi)始醞釀組建量子實(shí)驗(yàn)室時(shí)，潘建偉對(duì)自己許下的承諾。在實(shí)現(xiàn)夢(mèng)想的道路上，潘建偉從不停步。對(duì)于未來(lái)，我們也充滿期待。
記者：您曾將過(guò)去5年稱(chēng)為中國(guó)科技創(chuàng)新發(fā)展的“黃金五年”。您如何評(píng)價(jià)過(guò)去五年我國(guó)在科技創(chuàng)新方面取得的成就？
潘建偉：得益于國(guó)家經(jīng)濟(jì)上的快速發(fā)展和對(duì)科技事業(yè)前所未有的重視，我國(guó)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(kāi)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(guó)家歷史性變革的時(shí)代，我覺(jué)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(guó)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(shuō)過(guò)“我們要清醒地認(rèn)識(shí)到，我國(guó)科技創(chuàng)新能力，特別是原創(chuàng)能力，與發(fā)達(dá)國(guó)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(dòng)機(jī)、高性能芯片等。我國(guó)雖然是制造大國(guó)，但還不是制造強(qiáng)國(guó)，例如我國(guó)鋼鐵年產(chǎn)量超過(guò)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(shuō)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(guó)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(yǔ)權(quán)”整體上仍然掌握在西方國(guó)家手中，這對(duì)國(guó)家的信息安全其實(shí)是一個(gè)長(zhǎng)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(guó)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(zhǎng)期的積累過(guò)程。由于歷史的原因，我國(guó)錯(cuò)過(guò)了前兩次工業(yè)革命，在第三次工業(yè)革命中也是后來(lái)者，由此造成了與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距。改革開(kāi)放后，雖然社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，但仍然過(guò)多依賴(lài)于勞動(dòng)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(jiàn)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(rùn)。因此，創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略正是要改變這一局面，力求提升我國(guó)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(dòng)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(huì)不會(huì)有很大壓力？
潘建偉：做任何事業(yè)都會(huì)有壓力吧。我們處在一個(gè)大時(shí)代、新時(shí)代，能在國(guó)家的支持下，做成一些有益的、領(lǐng)先世界的事情，一些讓國(guó)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(shuō)有沒(méi)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(duì)于整個(gè)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，我們要走的路還很長(zhǎng)。（文/本報(bào)記者 王慧峰 刊載于《人民政協(xié)報(bào)》2018-03-15期09版）
