從一封信到一個(gè)量子軍團(tuán)

文 I 王藝可，報(bào)道 I 芯潮 IC，ID I xinchaoIC

“白宮嚴(yán)選”再次上新！

5月9日，美國(guó)商務(wù)部工業(yè)與安全局（BIS）在聯(lián)邦公報(bào)中發(fā)布了一則極具爭(zhēng)議性的最終規(guī)則，又將37家中國(guó)企業(yè)赫然列入了所謂的“實(shí)體清單”。

其中包括了中國(guó)電子科技集團(tuán)旗下多個(gè)研究所、中電科芯片技術(shù)（集團(tuán)）有限公司、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、以及北京量子信息科學(xué)研究院、本源量子等多家量子技術(shù)研究機(jī)構(gòu)和實(shí)體?？梢钥闯觯?strong>這一次，美國(guó)打擊的范圍從半導(dǎo)體擴(kuò)散到量子計(jì)算領(lǐng)域。

要說(shuō)中國(guó)科研院校和機(jī)構(gòu)被列入實(shí)體清單并不是第一次，但這次為何選中了中科大？

中科大位于安徽省合肥市，是專為“兩彈一星”事業(yè)而創(chuàng)辦的紅色大學(xué)，現(xiàn)是中國(guó)科學(xué)院直屬的一所以前沿科學(xué)和高新技術(shù)為主，兼有醫(yī)學(xué)、特色管理和人文學(xué)科的全國(guó)重點(diǎn)大學(xué)，位列“雙一流”、“985工程”、“211工程”。

中科大以其卓越的材料科學(xué)、化學(xué)、環(huán)境/生態(tài)學(xué)、工程科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等王牌專業(yè)聞名。此外，中科大在量子領(lǐng)域?qū)嵙?qiáng)大，學(xué)校成功實(shí)現(xiàn)了“九章三號(hào)”光量子計(jì)算原型機(jī)，并實(shí)現(xiàn)了最大規(guī)模的51比特量子糾纏態(tài)制備等多項(xiàng)重大科研成果，“GDP”三位院士 （郭光燦、杜江峰、潘建偉）更是為量子領(lǐng)域輸送了諸多精英。

依托中科大，合肥乃至整個(gè)安徽圍繞量子通信、量子計(jì)算、量子精密測(cè)量等領(lǐng)域，積極打造量子創(chuàng)新技術(shù)策源地，正在成為量子科技創(chuàng)新的樞紐重地。今天我們就一起聊聊在合肥這片土地上，中科大與量子計(jì)算茁壯成長(zhǎng)的二三事。

合肥接納中科大，卻意外種下了“量子之都”的種子

合肥與中科大背后是一段患難見(jiàn)真情的故事。

該校于1958年在北京創(chuàng)立，是專為“兩彈一星”事業(yè)而創(chuàng)辦的紅色大學(xué)。在首任校長(zhǎng)郭沫若的帶領(lǐng)下，中科大在創(chuàng)辦的第二年就躋身全國(guó)重點(diǎn)大學(xué)。1969年，在京高校不得不外遷疏散到全國(guó)各地，中科大就是其中之一。

在當(dāng)時(shí)那個(gè)年代，高校遷址難度不小，中科大因科研成本投入巨大更一度找不到落地之處。湖北、江西、河南都說(shuō)養(yǎng)不起，江西更是明確拒絕，但安徽卻舉全省之力接納了中科大。時(shí)任安徽省革命委員會(huì)主任的李德生表示：“安徽人民就算是不吃不喝，也要把中國(guó)的科學(xué)苗子保住。”

安徽將中科大安排在省會(huì)合肥，把原先合肥師范學(xué)院和銀行干校的位置讓給了中科大做校址。雖然校舍面積還不到6萬(wàn)平方米，卻是合肥當(dāng)時(shí)能拿得出手的最好條件了，就這樣，中科大在合肥扎下了根。

但南遷歷程坎坷，中科大科研力量損失嚴(yán)重。當(dāng)時(shí)的中科大，儀器設(shè)備損失超過(guò)三分之二，教師流失過(guò)半；到1972年，老一輩的師資遭受嚴(yán)重?fù)p失，全校僅有教授9人、副教授13人。

但合肥不遺余力地幫助中科大——合肥沒(méi)有集中供暖，中科大卻擁有了安徽省第一條“溫暖專線”，享有專門(mén)開(kāi)放暖氣的待遇；中科大還是合肥最高級(jí)別的供電保障單位，市政府可以停電，校區(qū)不能停電；交通不便就開(kāi)通公交專線；安徽最好的醫(yī)院之一省立醫(yī)院也劃撥給了中科大……

而中科大沒(méi)有放棄科教報(bào)國(guó)的使命，努力培養(yǎng)一批批科研人才和杰出青年。改革開(kāi)放后，中科大在全國(guó)大學(xué)中率先面向國(guó)際開(kāi)放辦學(xué)，選拔優(yōu)秀青年教師赴歐美進(jìn)修訪問(wèn)、選拔優(yōu)秀學(xué)生出國(guó)攻讀博士學(xué)位，首創(chuàng)少年班，創(chuàng)辦首個(gè)研究生院……中科大迅速形成了以青年人才為主的創(chuàng)新能力強(qiáng)的人才隊(duì)伍。

進(jìn)入21世紀(jì)，中科大又結(jié)合自身的優(yōu)勢(shì)和特色，全力著手量子信息、清潔能源，以及新工科、新醫(yī)學(xué)等與國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略緊密相關(guān)的新興科學(xué)的布局，形成了在前沿研究和高新技術(shù)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)和特色。

遷址至今，合肥一直給中科大潛心科研的師生提供盡可能好的條件。而中科大也用科研實(shí)力回饋著合肥，并將合肥一步步打造成“科教名城”、“量子中心”。

現(xiàn)如今，量子從“冷門(mén)”走向了世界最熱的風(fēng)口，合肥成為了全國(guó)量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的中心，成為了引領(lǐng)世界量子科技發(fā)展的領(lǐng)頭羊，而這都離不開(kāi)中科大和甘愿坐冷板凳的科學(xué)家們。

中科大的量子“三巨頭”

而中科大的量子研究要從一封信開(kāi)始。

1981年，諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者理查德·費(fèi)曼（Richard Feynman）首次提出量子計(jì)算機(jī)概念。同年，中國(guó)量子光學(xué)和量子信息科學(xué)的開(kāi)拓者、先行者與奠基人郭光燦通過(guò)了公開(kāi)考試選拔，被公派到加拿大訪問(wèn)學(xué)習(xí)。郭光燦曾在1960年考入中科大，后獲無(wú)線電電子學(xué)學(xué)士學(xué)位并留校任教。

在海外訪學(xué)期間，郭光燦發(fā)現(xiàn)，在國(guó)內(nèi)不被認(rèn)可的量子光學(xué)研究已經(jīng)落后國(guó)外20年了。于是，原本做激光器件研究的他決定推進(jìn)中國(guó)量子光學(xué)學(xué)科的發(fā)展。

1983年回國(guó)之后，郭光燦做的第一件事就是要開(kāi)辟中國(guó)量子光學(xué)領(lǐng)域的研究。彼時(shí)，國(guó)內(nèi)很多人還沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)量子這個(gè)概念，量子信息甚至被認(rèn)為是偽科學(xué)，但郭光燦依舊堅(jiān)持。1984年，郭光燦主持召開(kāi)全國(guó)第一個(gè)量子光學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議。此后，他開(kāi)設(shè)國(guó)內(nèi)第一門(mén)量子光學(xué)課程和第一個(gè)量子信息實(shí)驗(yàn)室。這些看似瑣碎的工作卻普及了量子光學(xué)知識(shí)，堪稱啟蒙。

1998年，郭光燦想謀劃組織“量子通訊和量子計(jì)算”香山科學(xué)會(huì)議。香山科學(xué)會(huì)議是中國(guó)科學(xué)界的“傳統(tǒng)項(xiàng)目”，由科技部（原國(guó)家科委）發(fā)起，會(huì)議以基礎(chǔ)研究的科學(xué)前沿問(wèn)題與我國(guó)重大工程技術(shù)領(lǐng)域中的科學(xué)問(wèn)題為會(huì)議主題。

按照慣例，每次香山會(huì)議都要找一位著名科學(xué)家主持?？鄬o(wú)果的郭光燦想起了錢(qián)學(xué)森，并寫(xiě)了一封信邀請(qǐng)錢(qián)學(xué)森來(lái)主持“量子通訊和量子計(jì)算”香山科學(xué)會(huì)議。

郭光燦當(dāng)時(shí)并不認(rèn)識(shí)錢(qián)學(xué)森，但為了“量子信息”的未來(lái)決定搏一把。沒(méi)想到，郭光燦很快就收到了錢(qián)學(xué)森的回信。

“我說(shuō)中國(guó)要在這個(gè)領(lǐng)域（量子信息）競(jìng)爭(zhēng)，就要集國(guó)內(nèi)的力量搞。要像當(dāng)初搞兩彈一星那樣的方式組織國(guó)內(nèi)最厲害的隊(duì)伍，集中火力來(lái)搞（量子信息）?！卞X(qián)學(xué)森在信里寫(xiě)道。

得到鼓舞的郭光燦開(kāi)始積極布局。彼時(shí)，國(guó)家實(shí)施973計(jì)劃，支持有重大應(yīng)用前景的基礎(chǔ)研究。得知這一消息，郭光燦遞交了申請(qǐng)書(shū)?！拔艺J(rèn)為量子信息是最合適的，決不能讓祖國(guó)和自己錯(cuò)過(guò)量子信息這個(gè)歷史機(jī)遇。”2001年，郭光燦終于申請(qǐng)到了第一個(gè)國(guó)家科技部973項(xiàng)目“量子通信與量子信息技術(shù)”。

作為量子信息引入國(guó)內(nèi)的第一人，郭光燦苦坐了十余年冷板凳，從未因?yàn)榍奥菲D難而退縮，孜孜不倦地為中國(guó)量子領(lǐng)域布道，影響了不少學(xué)者，其中便包括中國(guó)量子之父——潘建偉。

1987年，17歲的潘建偉考入中科大近代物理系，曾在一次實(shí)驗(yàn)課上，第一次接觸量子力學(xué)，由此便為量子的神秘而著迷。本科畢業(yè)后，潘建偉繼續(xù)在校攻讀理論物理碩士，方向是量子基本理論。

1996年獲得碩士學(xué)位后，潘建偉投入奧地利因斯布魯克大學(xué)塞林格教授門(mén)下攻讀博士。在讀博期間，潘建偉一直有個(gè)信念：“我要在中國(guó)建一個(gè)和您實(shí)驗(yàn)室一樣在世界領(lǐng)先的實(shí)驗(yàn)室?！?/p>

因此，郭光燦組建團(tuán)隊(duì)、招募成員的時(shí)候，潘建偉毫不猶豫地選擇回國(guó)，回到母校中科大組建量子力學(xué)實(shí)驗(yàn)室。而后，潘建偉成為了國(guó)際上量子信息實(shí)驗(yàn)研究領(lǐng)域的開(kāi)拓者之一，率先突破量子信息處理關(guān)鍵技術(shù)，全面解決了量子保密通信在現(xiàn)實(shí)條件下的安全性問(wèn)題；牽頭研制成功國(guó)際上首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”；建成國(guó)際上首條量子保密通信骨干網(wǎng)“京滬干線”；構(gòu)建了首個(gè)空地一體的廣域量子保密通信網(wǎng)絡(luò)雛形……

同樣被招募到項(xiàng)目組的成員，還包括潘建偉的師兄杜江峰。1969年，杜江峰出生于江蘇省無(wú)錫市，16歲時(shí)保送中科大少年班，本科畢業(yè)后即留校工作，同時(shí)攻讀研究生；28歲時(shí)開(kāi)始進(jìn)軍當(dāng)時(shí)最新的量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)研究領(lǐng)域，成為我國(guó)最早從事這項(xiàng)研究的科學(xué)家之一。

2002年，杜江峰在國(guó)際上第一次成功地實(shí)現(xiàn)了量子博弈的實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)現(xiàn)中國(guó)國(guó)內(nèi)量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)研究工作首次刊發(fā)在國(guó)際權(quán)威雜志《物理評(píng)論快報(bào)》上；2009年，他帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)首次在真實(shí)固態(tài)體系中實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)動(dòng)力學(xué)去耦。這項(xiàng)研究的重要性在于極大提升了現(xiàn)實(shí)物理體系的性能，從而朝實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算邁出重要的一步。

據(jù)了解，郭光燦“973”項(xiàng)目研究邀請(qǐng)了50余名研究人員，幾乎匯聚了當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)有可能在該領(lǐng)域開(kāi)展研究的主要研究隊(duì)伍，而這些研究人員為中國(guó)量子領(lǐng)域輸送了中堅(jiān)力量。其中，潘建偉、郭光燦、杜江峰等三位中科大教授先后走出象牙塔，推動(dòng)科研成果走向產(chǎn)業(yè)，因而被外界稱為“中科大三巨頭”。

量子一條街批量走出獨(dú)角獸

師生薪火相傳，帶領(lǐng)著量子走出實(shí)驗(yàn)室，占領(lǐng)產(chǎn)業(yè)化的高地。

現(xiàn)如今，合肥已成為量子產(chǎn)業(yè)主要聚集地，集聚了產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)66家，擁有國(guó)盾量子、本源量子、國(guó)儀量子等為代表的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，并誕生一批重大產(chǎn)業(yè)化成果。有趣的是，這批合肥的量子企業(yè)竟然帶火了一條路——合肥市高新區(qū)的云飛路，這條幾百米的街道上，坐落著量子領(lǐng)域上下游關(guān)聯(lián)企業(yè)20余家，涵蓋了量子通信、量子計(jì)算、量子精密測(cè)量等領(lǐng)域，因?yàn)楸蝗朔Q為“量子大道”。

而這條量子大道的形成并非偶然。2009年，中國(guó)科學(xué)院院士潘建偉團(tuán)隊(duì)決定成立國(guó)內(nèi)第一家量子通信產(chǎn)業(yè)化公司時(shí)，時(shí)任合肥高新區(qū)領(lǐng)導(dǎo)當(dāng)即拍板：“你來(lái)吧，這里沒(méi)有質(zhì)疑?！?strong>2009年5月，潘建偉帶領(lǐng)學(xué)生彭承志等人，成立了安徽量子通信技術(shù)有限公司，也就是國(guó)盾量子的前身。

在合肥高新區(qū)“留學(xué)人員創(chuàng)業(yè)園”內(nèi)的一間小小辦公室里，國(guó)內(nèi)最早從事量子保密通信產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)逐漸成長(zhǎng)起來(lái)。2020年，國(guó)盾量子登陸科創(chuàng)板，是中國(guó)量子科技領(lǐng)域首家A股上市企業(yè)。上市首日，公司發(fā)行價(jià)36.18元，股價(jià)大漲923.91%，盤(pán)中一度暴漲1002.82%，刷新了當(dāng)時(shí)A股首日漲幅新紀(jì)錄。

同樣坐落在量子大道的知名公司還有本源量子。2017年，中國(guó)量子計(jì)算行業(yè)領(lǐng)軍人物中科院院士郭光燦、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授郭國(guó)平領(lǐng)銜創(chuàng)立了本源量子，是國(guó)內(nèi)第一家致力于量子計(jì)算機(jī)全棧式開(kāi)發(fā)的企業(yè)。

公司圍繞量子芯片、量子計(jì)算測(cè)控一體機(jī)、量子操作系統(tǒng)、量子軟件、量子計(jì)算云平臺(tái)和量子計(jì)算科普教育核心業(yè)務(wù)，全棧研制開(kāi)發(fā)量子計(jì)算，積極推動(dòng)量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)落地。

目前，本源量子已成為國(guó)內(nèi)頭部的量子計(jì)算企業(yè)，研發(fā)出多臺(tái)量子計(jì)算機(jī)，并成功交付使用。今年1月，本源量子自主研發(fā)的中國(guó)第三代自主超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“本源悟空”，成功接入長(zhǎng)三角樞紐蕪湖集群算力公共服務(wù)平臺(tái)，這是“本源悟空”聯(lián)機(jī)的第三個(gè)超算中心，標(biāo)志著中國(guó)通算、智算、超算、量算的“四算合一”體系正式建成。

量子大道的另一家明星企業(yè)國(guó)儀量子，是從中科大中國(guó)科學(xué)院微觀磁共振重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室出來(lái)的創(chuàng)業(yè)公司。2016年底，憑借著在高端科學(xué)儀器、關(guān)鍵核心器件的研制領(lǐng)域有著十多年的經(jīng)驗(yàn)，博士在讀的賀羽和恩師杜江峰創(chuàng)辦了國(guó)儀量子，以量子精密測(cè)量為核心業(yè)務(wù)。

此外，量子領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化開(kāi)始加速，問(wèn)天量子、國(guó)盛量子等一批量子信息企業(yè)相繼從合肥涌現(xiàn)。從量子大道到合肥乃至整個(gè)安徽省緊緊抓住了第二次量子科技革命浪潮，成為量子科技創(chuàng)新的樞紐重地。

風(fēng)物長(zhǎng)宜放眼量，合肥在量子領(lǐng)域的成績(jī)正是久久為功的結(jié)果。

結(jié)語(yǔ)

借著回顧合肥和中科大的量子發(fā)展史，我們也見(jiàn)識(shí)到了中國(guó)量子領(lǐng)域的科研實(shí)力。數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)對(duì)量子信息技術(shù)的投資規(guī)模位居世界第一，并建造世界最大的量子實(shí)驗(yàn)室。截至2022年中國(guó)在量子信息技術(shù)上的投入已達(dá)153億美元，遠(yuǎn)超歐洲的84億美元和美國(guó)的37億美元。

但從此次清單，我們可以清楚地知道，“第二次量子革命”的競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)入關(guān)鍵階段。

在信息時(shí)代，量子計(jì)算技術(shù)一旦突破，掌握這種能力的國(guó)家，會(huì)在經(jīng)濟(jì)、軍事、科研、安全等領(lǐng)域迅速建立全方位優(yōu)勢(shì)。美國(guó)斯坦福大學(xué)專家筒井清輝說(shuō)：“量子計(jì)算很可能成為美中競(jìng)爭(zhēng)的一個(gè)比較重要的戰(zhàn)場(chǎng)，因?yàn)樗c安全領(lǐng)域直接相關(guān)?？蒲腥藛T在這一領(lǐng)域的創(chuàng)新競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈，他們需要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)出實(shí)用技術(shù)。”

量子技術(shù)的進(jìn)步和競(jìng)爭(zhēng)必將推動(dòng)創(chuàng)新，量子領(lǐng)域的競(jìng)賽是一場(chǎng)誰(shuí)都輸不起的競(jìng)爭(zhēng)，而中國(guó)再也不是追趕者的角色。