中國科學院院士潘建偉：「傑青」四年為中國量子技術築牢根基
中國科學報記者 倪思潔 實習生 闞宇軒
在中國，提到「量子通訊」，必然會提到一個名字——中國科學院院士、中國科學技術大學教授潘建偉。
早在21世紀初，潘建偉就已經在心裏設計出一張中國量子技術發展的「規劃圖」：從初步實作局域的量子通訊網路，到實作天地一體的全球範圍量子通訊網路，大幅提升資訊傳輸的安全性；透過量子計算研究，實作大數據時代資訊的有效挖掘；透過量子精密測量研究，實作更精確的定位導航、醫學檢測和重力波探測等……
他要做的，就是一步步攻克這張「規劃圖」上的各個技術難點，把中國量子技術的「大廈」蓋起來。而國家傑出青年科學基金計畫（以下簡稱傑青計畫），支持他築牢了大廈的基座。
「很大的自由度」
2008年，潘建偉結束了在德國的合作研究，回到中國科學技術大學工作。當時，他已經得知國家自然科學基金委員會（以下簡稱自然科學基金委）設立了傑青計畫。
傑青計畫於1994年由國務院批準設立，經過幾年發展日漸成熟，成為中國高端人才資助計劃的引領者。潘建偉知道，對於國內青年學者來說，傑青計畫帶來的遠不止是一種光環。
潘建偉（中）在實驗室討論實驗進展。受訪者供圖
「國內科研計畫大都要求課題有非常明確的科學目標，申請人必須證明自己能夠很好地完成計畫設定目標才能獲得支持，但傑青計畫不同，它是選人的，是在基礎研究領域選拔取得過較好科研成績的青年學者，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，在學校的支持下，潘建偉向自然科學基金委送出了傑青計畫申請。
當時，潘建偉團隊已經在安徽合肥建立了世界上第一個光量子電話網，實作了「一次一密」加密方式的即時網路通話。潘建偉團隊也已經獲得了多方面的計畫支持。
答辯時，一位評審人問他：「你已經有那麽多計畫，為什麽還來申請傑青計畫？」
潘建偉回答：「我的計畫都是目標特別確定的科研計畫。但是，我想做一些自己感興趣的、風險較高、不確定性大的課題，目前還沒有相應的經費能支持我做這樣的工作。」
潘建偉的計畫申請書中，確實有很多內容具有較大的不確定性。
早在2001年，潘建偉就已經在國內開展過一些量子資訊科學方向的研究工作。2003年，他發現，量子資訊處理特別是光量子資訊處理過程中，有一個對遠距離量子通訊比較重要的問題始終沒有得到解決——光量子的資訊儲存。
「如果不能儲存，一邊的光子飛出來時，另一邊的光子沒有飛出來，它們就碰不到一起，便難以實作多光子纏結。而最好的方式是先將光子全都存下來，然後讓它們同時飛出來，這樣就能夠進行多光子幹涉纏結了。」潘建偉解釋說。
說起來簡單，做起來難。為了學習和發展量子儲存技術，2003年，潘建偉赴德開展合作研究。直到2008年他帶著團隊集體回國時，國內外依然沒有解決冷原子量子儲存技術最核心的問題——把纏結光源裏發射出的光子儲存到冷原子記憶體中。
因此，潘建偉在其傑青計畫申請書中，著重寫的一個研究方向就是要破解這項難題。至於是否能在短期內做成，他並沒有十足的把握。
此外，在這份申請書中，他還寫了另外兩個同樣具有高度不確定性的研究課題：一是克服大氣對光子造成的損耗；二是利用量子中繼實作遠距離量子通訊。
「不會過於在乎短期結果」
當時，無論是國內還是國外，都沒有一位研究者敢保證潘建偉申請書上的目標一定能實作。
但潘建偉憑借以往的技術積累和對未來科研方向的思考，依然打動了評委。
「我們當時思考的是利用光纖做一個都會網路，利用量子中繼把兩個城市之間的網路結合在一起，利用量子衛星實作遠距離量子通訊。將這三個結合在一起，就可以做一個全球化的量子通訊網路。」潘建偉說。
這是一張頗具雄心的「規劃圖」。2009年，潘建偉如願獲得傑青計畫支持，計畫執行期為2010年至2013年，共4年。
傑青計畫的4年，對於潘建偉來說是自由而專註的4年。「管理者並不會過於在乎短期結果。」潘建偉說。
4年裏，計畫成果沒有達到潘建偉最希望達到的「成功」：他們完成了自由空間量子通訊的地面實驗，但只是證明了用量子衛星開展遠距離量子通訊的可行性；冷原子量子儲存的效能有了大幅提升，但還不足以支持遠距離量子通訊。
在計畫結束的數年後，以傑青計畫成果為基礎的系列前沿成果終於以一鳴驚人的方式轟動全球。
2016年，潘建偉團隊牽頭研制並成功發射了國際上首顆量子科學實驗衛星「墨子號」。
2020年，透過發展高亮度光與原子纏結源、低噪高效單光子頻率轉換技術和遠端單光子精密幹涉技術，潘建偉團隊成功將相距50公裏光纖的兩個量子記憶體纏結起來，為構建基於量子中繼的量子網路奠定了基礎。
同年，潘建偉團隊構建了76個光子的量子計算原型機「九章」，處理高斯玻色取樣問題的速度比當時最快的超級電腦快100萬億倍，使中國成為全球第二個實作「量子計算優越性」的國家。
此後，潘建偉又帶領團隊建成了國際上首條量子保密通訊骨幹網「京滬幹線」；構建了第一個空地一體的廣域量子保密通訊網路雛形，使中國量子通訊的實驗研究和套用研究處於國際領先水平……
「傑青計畫對量子計算、量子中繼、量子衛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
作為團隊負責人，潘建偉會鼓勵身邊的青年科研人員申請傑青計畫等科研計畫。他認為，傑青計畫與其他人才計劃有很大不同，除了榮譽感，更有對科研人員自由探索的支持。
不過，近年來，由於一些人才計劃和計畫在執行過程中被賦予過多與其政策目的和定位不相幹的利益，各類弊端不斷顯現，迫使科研人員將大量時間和精力投入各種人才類計劃或人才類科研計畫的申請中，造成了科研圈的「內卷」。
在潘建偉看來，這與科研人員所在高校、科研機構的評價體系有關。他建議，高校和科研機構的評價方式應當更靈活，讓科研人員的研究水平得到更專業的評估，讓沒申請到或不願意申請人才類計劃或人才類科研計畫的科研人員能得到與他們科研水平相匹配的待遇。
潘建偉認為，「十幾年之前，人才類計劃或人才類科研計畫對於評價人才及其所在機構或學校來說，可能是一個比較好的標準。隨著國家科技水平的發展，評價指標也需要作出相應調整。當前，國家已經做了很多改革，例如，幾種人才類計劃或人才類科研計畫只能承擔一個。這樣的改革效果是很好的。」
此外，對於青年人抱怨科研圈「內卷」問題，潘建偉認為，「內卷」緣於所有人都在同一條賽道上競爭。
第一種「內卷」出現在人才培養環節。「大家都去讀博士，很多非常重要的崗位反倒沒有人做。這與我們的傳統文化有關，‘萬般皆下品，唯有讀書高’。」潘建偉說。
第二種「內卷」出現在職業晉升環節。「我在美國海德堡大學工作時，發現了一個有趣的現象，大學的教授數量並不多，多的是技術人員。技術人員的收入不比教授和科研人員低，他們做的那些精密機械加工等工作，教授是做不了的。技術人員服務完我們的科研計畫後，學校也允許他們為社會提供服務，所以他們能夠掙到一些額外收入。但是，在國內，大家都想評教授，就連技術人員也想評教授。這條路線就不對了。」潘建偉說。
盡管「內卷」有其不合理性，但潘建偉認為，「卷」是一種「必然」。「既然你將科研作為職業生涯，那麽競爭是必然的。」潘建偉說。
潘建偉為科研圈裏的青年人提出了兩條建議。
一是選擇自己感興趣的領域，「做一件事情，要有自己的興趣。有興趣就會有耐心，就能夠長期堅持下去」。
二是選擇一個新興領域和在該領域活躍的導師，「進入一個新興領域，是避免‘卷’的一個比較好的方式，因為該領域長滿了科學的果子，研究者又不太多，跳一跳就能夠得到。選導師時不要只看老師或學校的名氣，而是要選擇在學術圈裏更活躍的老師，因為新興學科一定處在活躍期」。
對於傑青計畫的未來發展，潘建偉則一直有一個「不卷」的期盼：「我期盼著有一天傑青計畫可以給做得好的計畫獲得者延長支持期限，讓他們的創新工作可以持續進行下去。」
