潘建伟:科大南迁五十年,量子启航二十年

选择字号:   本文共阅读 634 次 更新时间:2021-01-05 23:17:05

潘建伟  

   50年前,中国科学技术大学(以下简称“科大”)来到安徽合肥,从此扎根江淮大地。

   作为那一年生人,也许从那时起我就与科大结下了不解之缘。

   在这个特殊的年份,了解一下科大的历史并回顾我们团队多年来的发展历程,或许能够让我们更加清楚地认识到科大和科大人的使命。

   五十而知天命,我理解为知使命。

应国家战略需求而生

   科大是1958年党和国家为“两弹一星”培养人才而创办的新型大学。

   在中科院“全院办校,所系结合”的办学方针下,科大紧紧围绕国家急需的新兴科技领域,创造性地把前沿科学与高新技术相结合,培养新兴交叉学科的尖端科技人才。

   当时的科大汇集了严济慈、华罗庚、钱学森、赵忠尧、郭永怀、赵九章、贝时璋等一批科学大师。

   他们当中的多数从海外留学归来投身新中国的建设,为科大带来了核物理、空间技术、计算机技术、无线电电子学、自动化、化学物理、生物物理、近代力学等前沿学科,迅速填补了当时国内高校的空白。

   这些科学大师还亲自登台授课,及时把最新的科技成果和科研前沿传授给年轻人。

   科大建校之初,首任校长郭沫若将“红专并进”写进科大的校训,这些科学大师们也以自己的行动为后辈做出了光辉的表率。

   近代物理系的首任系主任赵忠尧先生,当时华人科学家里最早实地观摩过原子弹爆炸的人,他深知核武器对国家安全的重要性。所以,在他得知新中国成立之后,就用自己的薪水买了很多加速器的器件,迫不及待地想要回到祖国。

   赵忠尧先生突破重重阻力甚至身陷囹圄,几经磨难将加速器带回国内,并亲自指导学生做实验,为我国核物理的发展起到了重要作用。

   后来赵忠尧先生在他写的《我的回忆》文章里专门讲到,“回想自己的一生,经历过许多坎坷,唯一的希望就是祖国繁荣昌盛,科学发达。我们已经尽了自己的力量,但国家尚未摆脱贫穷与落后,尚需当今与后世无私的有为青年再接再厉,继续努力。”

   我看了之后很受感动。这段话后来被放在我们实验室进门正面的墙上,实验室的同事和学生每天都会看到。

   科大还有一位科学家给我带来了深刻的影响,他就是“两弹一星元勋”郭永怀先生。郭永怀先生当时从基地回京为了保护数据,在飞机失事的时候跟警卫员紧紧抱在一起,尸体都烧焦了,却用血肉之躯保护了珍贵的数据。

   正因为有像赵忠尧先生、郭永怀先生这样充满家国情怀的科学大师和他们带来的最前沿的新兴学科,科大为新中国的国防事业做出了重要贡献。

   年轻的科大以服务国家急需为己任,在建校之初很快就成为了中国最好的大学之一。

历尽坎坷重获新生

   由于历史的原因,1970年科大南迁到合肥,历程颇为坎坷。

   当时的科大仪器设备损失超过三分之二,教师流失过半;到1972年,全校仅有教授9人、副教授13人,是今天难以想象的艰辛,但科大人从未放弃科教报国的使命,顽强地开始了第二次创业。

   虽然这一时期科大老一辈的师资遭受严重损失,但同时受过大师们熏陶和教育的杰出青年人才却得以崭露头角,他们如同前辈一样心系国家的科教事业,在坚守中为后来科大的重新崛起奠定了良好的人才队伍基础。

   改革开放后,国家迎来了科学的春天,科大也终于迎来了新生,开始了第三次创业。

   科大在全国大学中率先面向国际开放办学,选拔优秀青年教师赴欧美进修访问、选拔优秀学生出国攻读博士学位,首创少年班,创办首个研究生院……通过一系列开风气之先的创举,科大迅速形成了以青年人才为主的创新能力强的人才队伍,正如邓小平同志所称赞的,“科技大学办得较好,年轻人才较多,应予扶持。”

   优秀的人才队伍加上基础学科的传统优势,面向国家日益增长的对科技发展的需求,科大迅速重新崛起。

   1984年,科大迎来了一个历史性时刻,在老校长严济慈等科学家的指导下,科大开始承担我国首个国家级实验室——同步辐射国家实验室的建设工作,标志着科大成为那个时期我国在前沿研究和高新技术领域最负盛名的大学。

   更难能可贵的是,在随后市场经济的大潮中科大没有迷失方向,坚持“有所为有所不为”,集中力量在前沿研究和高新技术领域前进,不仅一直延续着科大的优势和特色,也为此后形成量子信息、高温超导等新兴优势学科奠定了基础。

   改革开放40多年来,我国的经济飞速发展,但总体上仍然较多地依赖劳动密集型产业,“出口一火车服装换来一皮包芯片”,掌握在自己手里的核心科技还不多。在当前复杂的国际环境下,想要换芯片都不容易。

   正是由于要素驱动为主的经济发展方式已经面临着不可持续的困难,国家实施创新驱动发展战略,就是为了转变经济发展方式,形成持续时间长、竞争力强的新优势。

   在新形势下,科大又开始了第4次创业,结合自身的优势和特色,全力着手量子信息、清洁能源,以及新工科、新医学等与国家创新驱动战略紧密相关的新兴科学的布局,在新的历史起点上,一如既往地服务国家战略需求。

   一个典型的例子是,自科创板设立以来,仅科大校友创办的高科技公司就占科创板总市值的10%。

   简要地回顾一下科大的光荣历史,我们可以看到,科大作为一所规模并不大的大学,又地处合肥这样相对较小的城市,却一直是我国科技创新的重镇,正是因为科大历来以服务国家战略需求为己任,形成了在前沿研究和高新技术领域的优势和特色。

   这一过程得益于一批科学大师所奠定的扎实的基础学科优势和新兴的交叉学科前沿,以及创新能力强的青年人才的茁壮成长,特别是杰出的科大校友,在老一辈科大科学家精神的感召下,将科教报国的使命薪火相传下去。

初识量子

   我自己正是在严济慈老校长的鼓励和感召之下,来到科大的。

   严老是我在浙江东阳中学的校友。1986年严老回到东阳中学访问,包括我在内的部分学生得到了严老的亲切接见。

   1987年,我从东阳中学考入科大近代物理系。在科大,我第一次接触到了量子力学,了解到微观世界有很多与我们的日常生活经验完全不同的奇特现象。量子世界让当时的我困惑不已,但也激发了我想要一探究竟的决心。

   1996年,我来到奥地利茵斯布鲁克大学,师从Anton Zeilinger教授攻读实验物理学博士学位。

   我至今仍清晰地记得第一次见到Zeilinger教授时,他问我的梦想是什么,我的回答是:“在中国建一个世界领先的量子实验室。”

   从那时起,我就一直为这个美好的梦想而努力。

   虽然我是理论物理专业出身,但在科大训练出的扎实理论功底帮助我迅速理解和掌握了实验技术。

   经过一年多的日夜艰苦努力,我和同事们在国际上首次实验实现了量子隐形传态。这个工作被国际上公认为量子信息实验研究的开山之作。从那时起,一扇崭新的大门向我敞开。

   量子信息这门正在蓬勃发展的科学,可以在提高运算速度、确保信息安全、提升测量精度等方面突破经典信息技术的极限,具有重大的应用价值和科学意义。

   在上世纪90年代,科大也经历过一段遭遇传统领域瓶颈、寻求新兴领域发展的摸索期。幸运的是,科大的杰出校友们一直心怀母校,身体力行地为科大的发展做出贡献。

   1994年夏天,朱清时老校长全职来到科大创建中科院选键化学重点实验室。朱校长是当时最年轻的院士,科大的师生听到这一消息都非常激动。

   我至今还清楚地记得,当时在科大东区教工宿舍边的路上,和大家一起帮朱校长家搬行李的兴奋情形。

   尽管当时还是一个学生,我已经深深地感受到,科大虽然暂时遇到一些困难,但有这么多对科大怀有深厚感情的杰出校友,科大的未来一定充满希望!

   后来,量子隐形传态实验在国际上得到较高的评价,朱校长专门给我发来传真表示祝贺,并希望我学成回国后为科大做点事。

   当时我博士尚未毕业,能够得到前辈师长的关注并寄予厚望,确实深受感动,也更加坚定了“要为科大做点事”的决心。

   因此,为了国内能够迅速跟上量子信息这一新兴领域的发展步伐,从1997年开始,我每年都利用假期回到科大进行学术交流,通过各种渠道和国内的前辈们一起为我国量子信息领域的发展提出建议,并带动一批研究人员进入这一领域。

   1998年6月,在科大近代物理系的支持下,张永德老师和郭光灿老师牵头发起了我国第一次关于量子信息的香山会议。这次会议标志着我国的量子信息研究拉开序幕,而科大则当之无愧地成为我国最早开始量子信息研究的高校。

   正是一直以来以国家需求为己任,科大敏锐地洞察到量子信息潜在的应用价值对国家长远竞争力的重要意义,果断做出了率先进入这一领域的决策。

量子启航

   2001年,我回国开始在科大组建实验室,同时获得了中科院基础局和人教局的支持。

   让我记忆犹新的是,当时向基础局申请知识创新工程项目经费200万元,只考虑了用于购买仪器设备和开展实验的经费,连人员经费、差旅费等都没有计算在内。

   结果当时主管基础局的白春礼院长拍板批准了400万元,加上人教局支持的200万元,在当时算是一笔大投资,我们的研究工作得以顺利起步。

   量子信息研究发展很快,但当时无论是研究水平还是人才储备方面,国内的基础都还比较薄弱。为了能够更快地前进,我们必须与国际上的先进团队保持密切的联系,虚心向他们学习。

   科大以非常开放的态度,鼓励和支持我们保持和发展与国外优秀小组的合作关系。

   我找到了我的同学杨涛,一起组织科研队伍、开展实验室建设。他在国内组织工作,我则继续在维也纳大学从事多光子纠缠合作研究。

   我在国外一了解到新的进展,就赶紧和他电话讨论,就这样一点一滴地把最新的知识搬回了国内。

   通过几年的积累,到了2003年我们终于有所收获,那一年我们在《物理评论快报》上发表了7篇论文。

   2004年,在时任科大副校长侯建国院长的主持下,我们实验室进入合肥微尺度物质科学国家实验室(筹),成为其中的量子物理与量子信息研究部,科研环境得到大幅改善,一批优秀的年轻人才在这里得到锻炼和培养、脱颖而出。

   那一年,我们在国际上首次实现五光子纠缠及终端开放的量子隐形传态,成果发表在《自然》上,这是国内量子信息研究领域的第一篇。

这表明我们国内研究组在多光子纠缠操纵方面的工作已经成功跃居国际领先水平。(点击此处阅读下一页)

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文章来源:墨子沙龙 微信公众号

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