“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)。”

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

去年末，《自然》雜志發(fā)布了年度對科學產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，科技強則國家強。”一路走來，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，更有關于中國科技的發(fā)展和普及。進入新時代，科學家的使命與責任更重，在推動中國科研從量變到質變、從跟隨到引領的路上，潘建偉和他的團隊依然心無旁騖、無懼毀譽，一步步完成著和未來的對話。

“糾纏”于量子世界的科學匠人

1996年，潘建偉留學奧地利，師從量子實驗研究的世界級大師、因斯布魯克大學安東·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的熱情。

記者：科學始于好奇。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。從一開始，我就被量子力學給搞糊涂了。像量子疊加、量子糾纏的問題，當時我覺得是不應該發(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。但當時國內還不具備這個條件，所以沒辦法，1996年我碩士畢業(yè)后就選擇了出國留學，到奧地利攻讀博士學位。

那年國慶節(jié)之后，我先到維也納，然后轉火車去因斯布魯克。到了之后，我把行李一扔就跑到導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實驗室。”

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

記者：究竟量子技術是個什么技術？我們普通老百姓如何理解量子概念呢？

潘建偉：其實量子力學是上個世紀初誕生的，大概概念就是，世界上的所有物質，都是由最小單元顆粒化這么一種東西組成的。比如說一盆水、一杯水不斷地細分，后來就變成一個個水分子。水分子是作為水的化學性質最小的單元，不存在半個水分子。空氣里面也有很多小顆粒，氧原子、氫原子等等，這些東西都屬于量子的范疇，所以它是顆粒化最小的單元，不再可分。

量子的概念延伸出去就會導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，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的結果，我也出現(xiàn)5的結果。所以在遙遠地點之間，有這么一種奇怪的互動。這就叫量子糾纏。

記者：量子信息技術的發(fā)展會對中國經濟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，但從歷史經驗來看，所有的經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、金融甚至銀行轉款、個人隱私保護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到全世界計算能力總和的一百萬倍，是強大的計算工具，能夠解決對于傳統(tǒng)經典計算機非常困難的問題，比如氣象預報、藥物設計、物理材料設計等等。

記者：在這場全球多國參與的未來顛覆性技術競爭中，我國的進展如何？

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

在量子計算方面我們有非常明確的目標，希望在未來5年能夠實現(xiàn)50個比特的量子計算機，在玻色取樣等任務上超越目前最快的超級計算機的運算能力，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”——赴德國海德堡大學學習冷原子量子存儲技術。在潘建偉的布局下，一批學生也陸續(xù)被推薦到國外各頂尖實驗室，“早日學成歸國為民族復興盡力”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隊。人數(shù)不多、非常年輕但取得了領先世界的成就。他們身上，您最為看中的是什么？

潘建偉：他們中的多數(shù)在學生時代就已經表現(xiàn)出對物理概念很強的理解力、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，他們的團隊合作能力也很強。

而最讓我感動的是他們的責任心。對于科學家來說，出國留學、工作不是什么新鮮事，關鍵是出國的目的是什么。事實上，當初送他們出國學習的時候只是以“君子協(xié)議”的方式約定了學成歸國，并沒有一個強制的措施可以阻止他們留在國外，但是后來他們全都回來了，我在他們身上看到了老一輩科學家的那種家國情懷。

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、物理學家郭永懷的故事，我終生難忘。

在對科學的好奇上，我們跟這些老一輩科學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，所以我經常跟去國外學習的年輕人說，學成了要回國

記者：有科學家曾經感嘆過，我國科研領域是“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束隊伍解散的尷尬局面。事實上，近年來國家有關部門為改變這種單一形式已經進行了初步探索。

目前，在量子信息領域重大項目和國家實驗室的組織工作中，我們已經規(guī)劃了一系列機制體制改革措施，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，“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領域的最高科技水平，從本世紀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，未來應該如何規(guī)劃新一輪國家實驗室建設？

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，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)揮相關高校、研究機構、部門和政府的積極性，形成政產學研用協(xié)同創(chuàng)新的新局面。

具體地說應注意兩點：一是建立有效的統(tǒng)籌管理機制，通過設立國家層面的國家實驗室獨立法人機構，確保統(tǒng)一目標、統(tǒng)一領導、統(tǒng)一建設、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強調的事業(yè)單位“政事分開”“管辦分離”的改革方向。在行政管理上，由相關部門設立國家實驗室管理辦公室，受國務院委托行使國家實驗室的行政管理職責；在科研業(yè)務上，可以依托相關領域最有優(yōu)勢的機構進行組建，聯(lián)合相關高校和科研院所，多部門聯(lián)動開展相關重大科研任務。

支撐我的是興趣和責任

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

記者：科學研究從來沒有坦途，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研究的最前沿？

潘建偉：實驗上進展不順的情況經常有，我覺得克服困難的根本還是來自于團隊的通力合作和創(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)星進場前卻突然發(fā)現(xiàn)一個信標光激光器能量下降，大家并沒有互相推卸責任，而是一起討論，最終聯(lián)合把問題解決了。

“墨子號”剛進入軌道，外太空的環(huán)境比我們預計的還要惡劣，對衛(wèi)星的光學系統(tǒng)很快就產生了影響，眼看實驗就要做不成了，整個團隊又在一起調整衛(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疑呢？

潘建偉：失敗和質疑，我倒覺得反而可以成為推動我們進步的一種動力。我剛開始回國組建實驗室的時候，因為國內對量子信息的了解還不夠，甚至有人質疑我們搞的是“偽科學”。對于這些質疑，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)星量子通信的構想，到去年“墨子號”預定科學實驗任務的全部完成，經過了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行了5年。當不斷地有好的成果產生，大家也就逐步了解并認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。物質科學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科，我們必須學會和習慣做領跑者和引領者。”這是2001年學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：得益于國家經濟上的快速發(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、并跑和領跑并存”的歷史性轉變，正在開始“全面實現(xiàn)并跑、領跑為主”的偉大進程。

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“我們要清醒地認識到，我國科技創(chuàng)新能力，特別是原創(chuàng)能力，與發(fā)達國家還有很大差距”。如何客觀看待這種差距？

潘建偉：這種差距主要體現(xiàn)在某些核心技術仍受制于人，例如航空發(fā)動機、高性能芯片等。我國雖然是制造大國，但還不是制造強國，例如我國鋼鐵年產量超過世界總產量的一半，卻仍有一些特種高質鋼材的生產能力欠缺，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注的信息安全領域，盡管我國在傳統(tǒng)信息安全技術方面已經有了很大進步，但是傳統(tǒng)信息安全“話語權”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險。這也是我們力求在量子通信方面取得領先、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：這些核心技術涉及核心基礎零部件、先進基礎工藝、關鍵基礎材料和產業(yè)技術基礎等工業(yè)基礎，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)達國家的差距。改革開放后，雖然社會經濟迅速發(fā)展，但仍然過多依賴于勞動密集型產業(yè)。

核心技術研發(fā)需要大量的資金投入，短期內又見不到成效，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，推進產業(yè)轉型，改變“出口一億條褲子換一架飛機”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。

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