杜江峰的学术“嗅觉”一直很灵敏，这次他又“闻”对了方向。
2015年，中国科学技术大学教授杜江峰团队在《科学》发文：利用钻石中的氮—空位点缺陷作为量子探针（简称“钻石探针”），选取了细胞分裂中的一种重要蛋白为探测对象，将量子技术应用于单个蛋白分子研究，在室温大气条件下获得了世界上首张单蛋白质分子的磁共振谱。《科学》杂志《展望》栏目评价称，“此工作是通往活体细胞中单蛋白质分子实时成像的里程碑”。
“量子精密测量的应用很可能比量子计算来得更早。”杜江峰告诉《中国科学报》记者，一个前景可期的未来近在咫尺。
一路走来，凭借着准确的“嗅觉”，杜江峰的科研之路没走什么“弯路”，他庆幸，自己生在了一个创新的时代，碰上了适合自己的创新土壤。
从跟随到引领
杜江峰在中国科学技术大学已经度过了31年：16岁保送少年班，28岁进军量子计算，46岁成为中国科学院院士。不过这31年中，他的大部分时间都是在实验室度过的。
“上世纪90年代末，量子计算在国际上已经成为热点，国内刚开始有人进行实验研究，正好我有计算机的背景，这是以我的知识背景能选择的比较好的方向。”杜江峰这样描述自己的第一次“嗅觉”。
2002年，杜江峰团队在国际上首次用实验实现量子博弈，论文发表于《物理评论快报》，这也是国内量子计算实验研究首次在该杂志发表。
2009年，杜江峰团队又首次在真实固态体系中实现了最优动力学去耦，极大地提高了量子相干保存时间，成果发表于《自然》。《自然》评述文章指出，该研究成果“重要性在于极大提升了现实物理体系的性能，从而朝实现量子计算迈出重要的一步。”当年，该成果入选了两院院士评选的中国十大科技进展。
回顾这些成绩，杜江峰认为，是从实验角度很好地跟踪了国际前沿。2009年之后，他开始尝试将研究深入到光探测磁共振领域，购买的谱仪已经不能满足实验需求。此时他认识到，要从跟踪前沿研究转化为引领前沿研究，首先要自主研制仪器。
于是，杜江峰在实验室开始尝试自己设计、研制新的科学谱仪，以满足在单分子层面上的科学研究。杜江峰的第二次“嗅觉”不久又带来了新的成果——量子探针。
“这种以钻石为‘探针’的磁共振方法可以把以前看不见的东西变得‘看得见’，在化学、材料、生命等很多领域都有广阔的应用前景。”杜江峰解释说。
“我每次选题选得都不错。科研一方面是能力，一方面是‘嗅觉’，能捕捉到科学前沿方向也是很重要的能力。”杜江峰告诉记者。
谈到未来，他说：“希望能多做出一些原创性创新成果，有朝一日在这个领域能够引领世界前沿研究。”
享受科研的过程
灵敏的“嗅觉”、对研究方向的准确把握使得杜江峰团队独具吸引力。
“钻石探针”成果第一作者、团队成员石发展从大学三年级就跟随杜江峰从事光探测磁共振工作。他说：“刚进入实验室时有过一段迷茫期，幸好杜老师帮我找准了方向。杜老师眼光独到，能带领团队做最有价值的研究。”
杜江峰研究团队的人员都很年轻，除他自己以外，其他科研骨干都在40岁以下，大多数是80后。
“我们这个团队真是蛮拼的，全年没有休假日，几乎每天都有人工作到凌晨，但从来没有打卡制度，大家都是自愿投入时间和精力，我想是因为他们感受到了科研的快乐吧。”杜江峰说。
据石发展透露，杜江峰本人通常是第一个到实验室、最后一个离开的。
享受科研的过程，是杜江峰希望传递给每个团队成员的理念。
“‘钻石探针’这个成果收到《科学》编辑修改意见时正值春节，杜老师和我几乎天天泡在这件事上，丝毫不觉得苦累。”石发展说，“杜老师时常告诫我们不要‘混文章’，而要做真正有价值的研究，这个过程是充实而快乐的。”
事实上，科研的过程往往伴随着挫折和失败。
“现在我对‘失败是成功之母’理解比较深刻了，但我不称之为失败，而叫挫折。”杜江峰告诉记者：“好的工作和成果往往是有‘门槛’的，这个‘门槛’就是挫折堆出来的。只要‘嗅’准了方向，遇到挫折应该高兴，这是做科研的常态，跨过了‘门槛’就能进步。”目前，杜江峰团队已分别在《自然》《科学》《自然》子刊、《物理评论快报》发表了2篇、3篇、7篇、27篇论文，在其他国际学术期刊上发表论文100余篇，SCI他引2500余次。
“遇到困难时肯定有过郁闷和沮丧，但还好，杜老师带着我们把一个个问题都攻下来了。”石发展回忆说。
学术优先的土壤
“钻石探针”属于跨学科研究。“如果能将生命科学的探索推进到单分子水平，就有可能对探明疾病起源有所帮助。”杜江峰谈起这项工作的缘起。
在跨学科研究的过程中，团队遭遇了很多意想不到的问题，最终历时3年，同从事蛋白质研究的科学家展开了交叉学科的合作，共同完成。
“多学科是大学得天独厚的科研优势，而且中国科大一直以来都有学术优先的文化和传统，学术交流的平台比较好。”杜江峰认为，这种环境和土壤很重要。
他回忆，自己能选择量子计算方向，也同在科大学习时打下的基础有关。“中国科大的基础课比较足，选修课很自由，我选修了计算机方面课程，学了很多东西。而且不管你是老师还是学生，只要目标是求学求知，大家都乐意帮忙。”
在这样的学习条件下，杜江峰从本科的物理专业慢慢转变为硕士时期的偏电子学方向。
1998年，杜江峰正式开始量子计算方面的研究。当时，他只是物理系一名普通讲师，没有仪器，也没有经费。
“大约10年时间我都是借生物系的设备。”谈起这段往事，杜江峰记忆犹新：“当时施蕴渝院士有一台很昂贵的设备，是她很不容易争取来的，自己也当宝贝似的，但也没有反对我这个外学院的人来借用，而且鼓励我好好用，有什么不明白的问题找他们，都会耐心地讲解。”
第一个实验成功后，杜江峰向学校借了一部分经费继续下一步研究，终于陆续申请到一些项目解了燃眉之急。可以说，正是用借来的设备和经费，杜江峰一步步走上正轨。
“中国科大提供了很好的创新土壤。”杜江峰直言：“创新是一个整体的概念，光靠科研人员的创新精神不够，光靠别人搭建的平台也不够，需要将两者合二为一。”（■本报记者 陈欢欢 通讯员 曾皓）
来源：《中国科学报》 (2016-05-30 第2版 科技盛会)
