“如果没有国内外同行的交流，孤立地去做，就好比一个燃烧的煤球从炉子里面取出就会熄灭一样。科研人员必须及时了解国际最新科技动态和进展，与世界上优秀的科研团体合作，学习他们的先进技术和经验”——
“创新团队不可能一蹴而就”
“我们的团队是坐了十几年冷板凳慢慢积累出来的。”回想从无到有、从小到大、从弱到强的团队发展脉络，中科院量子信息重点实验室主任、国家973项目首席科学家郭光灿院士感慨地说，一个创新团队不可能一蹴而就，它的成长需要一个艰苦漫长的磨合过程。
早在1983年，郭光灿从加拿大回国工作后，就在中国科技大学组建了仅有3人的量子光学理论小组，在国内率先开展量子光学研究。“当时学术界并不看好，科研经费也很紧缺，我只能依靠国家基金委15年拨给的55万元，也就是平均每年2—3万元来培养研究生，愣是把量子光学这个研究方向坚持了下来。”
20世纪90年代初期，量子信息学萌芽初现，郭光灿敏锐地洞察到这一学科的发展前景，及时追踪国际前沿，以量子密码学和量子编码两个方向为切入点，领导课题组进军量子信息研究领域。尽管实验室当时只能做一些理论工作，但经过十几年努力，这一群体在国际上首先提出了量子概率克隆方法，被国际学术界称为“段—郭概率克隆机”、“段—郭界限”，并提出量子避错编码原理。这两项有国际影响的创新成果，为实验室的建设和创新群体的形成奠定了良好的基础。
在中科院创新知识工程经费支持下，郭光灿于1999年建立了量子信息重点实验室，开始从事量子信息实验。针对即将出现的量子计算机对信息安全系统的严峻挑战，他及时选择量子密码为研究切入点，经过潜心研究，他领导的中科院量子信息重点实验室在国际上首次解决了量子密钥分配过程的稳定性问题，经由实际通信光路实现了125公里单向量子密钥分配。这是迄今为止国际公开报道的最长距离的实用光纤量子密码系统。该保密通信系统为我国量子保密通信向国家信息安全应用迈出了关键一步。“别人做不到而我们做到了，就是因为我们有很好的量子光学研究积累。”郭光灿说。
目前，郭光灿院士领导的实验室凝聚了一支以年轻博士为主体的学术队伍，已建成国内量子信息领域的重要研究基地，拥有国际先进水平的实验装置，先后在SCI发表论文200多篇，他人引用率近千次。2005年，在中国科学院“创新团队国际合作伙伴计划”的支持下，该实验室还建立了创新海外团队，引入美国耶鲁大学邵中教授等7名海外知名学者，这些杰出年轻学术带头人已在量子信息、凝聚态物理、计算机科学和原子物理等方面的理论和实验研究上取得了一系列国际一流的成果，他们计划每年来2—3个月，与郭光灿领导的创新团队开展合作研究。这些密切的国际合作有力地推动了该创新团队研究工作的开展。
“原创研究只有争第一”
首次成功地实现了量子态隐形传送以及纠缠态交换；首次成功实现三光子、四光子纠缠态，并利用多粒子纠缠态首次成功地实现了GHZ定理的实验验证；首次成功地实现了自由量子态的隐形传送；首次实现纠缠态纯化以及量子中继器的成功实验；首次取得五粒子纠缠态的制备与操纵。关于量子中继器的研究成果分别被评为2003年度中国十大科技进展、2003年度中国高校十大科技进展……短短几年间，中国科技大学潘建伟教授领导的量子物理与量子信息创新团队能取得这一系列的原创性成果，这其中的奥秘和诀窍在哪儿呢？
“原创研究只有争第一。”年仅36岁的潘建伟教授说，科学研究不仅要瞄准国际前沿，还要赶在他人之前做出原创性成果。”在20世纪90年代初期，潘建伟就敏锐地洞察和及时追踪量子信息学的国际前沿，与国际同行合作首次成功地实现了量子态隐形传送，该成果被欧洲物理学会、美国物理学会分别评选为1997年度世界物理学十大进展之一。1999年，《自然》杂志从百年来在该杂志发表过的物理学论文中选出21篇经典性论文，该研究成果与爱因斯坦的相对论一道名列其中。一系列具有世界影响的开创性工作，使潘建伟成为国际量子信息实验领域的佼佼者。
2001年，潘建伟教授入选“中科院引进国外杰出人才”后回到中国科大，和他的硕士生导师张永德教授以及同事杨涛、陈增兵等人白手起家，组建了以他为学术带头人的量子物理与量子信息实验室，带领团队专心从事量子信息基础和应用方面的研究。
潘建伟教授还讲了一段小插曲。在一次随意交谈中，与他一同参加学术会议的HansJ.Briegel听到最新进展五光子纠缠的实验实现后异常激动，马上就问那是不是可以做终端开放的量子态隐形传输？在彼此一番探讨后得到启发，潘教授迅速给国内的小组打了越洋电话，将这个实验方案的可行性与大家讨论，并最终决定做这个实验。实验取得成功，结果2004年7月1日发表在《自然》上，受到国际学术界的高度关注，并入选欧洲物理学年度十大进展、美国物理学会十大进展和中国十大科技新闻。紧接着，实验室的科研人员通过“自由空间纠缠光子的分发”实验，又在国际上首次证明了纠缠光子在穿透等效于整个大气层厚度的地面大气后，纠缠的特性仍然能够保持，并可应用于高效、安全的量子通信。2005年4月22日出版的国际物理学权威期刊《物理评论快报》发表了他们题为《13公里自由空间纠缠光子分发：朝向基于人造卫星的全球化量子通信》的研究论文。审稿人称，这一成果“有重大的意义”，“是一项相当了不起的成就”。
“如果没有国内外同行的交流，孤立地去做，就好比一个燃烧的煤球从炉子里面取出就会熄灭一样。”潘建伟认为，科研人员必须及时了解国际最新的科技动态和进展，与世界上优秀的科研团体合作，学习他们的先进技术和经验。他在奥地利读博时所在的Zeilinger小组就是该领域最优秀的科研团体之一，至今彼此还保持着良好的合作关系。
这几年，经过着力培养和“送出去”开阔眼界，潘建伟周围凝聚了一支以年轻博士生为主体、学术思想活跃、富有创新开拓精神、具有冲击国际前沿能力的学术队伍。
现年33岁的陈增兵博士是“土生土长”的科大人，他利用两粒子高维纠缠态，证明了GHZ定理可以被推广到两体情形，并指出该定理可以在目前的技术条件下利用线性光学进行实验检验，称为“两粒子GHZ定理”；提出了适用于连续变量体系的Bell不等式，给出了用连续变量体系进行分离变量量子信息处理实验研究的理论基础，该工作提出方法已被国际学者所接受和采用，并已有多个国际研究小组进行了跟踪研究。
“前沿研究必须学科交叉”
侯建国院士现任中国科技大学常务副校长。2001年1月，他领导的创新群体利用扫描隧道显微镜，在国际上首次成功地确定了C60单分子的吸附取向，该研究成果发表于英国《自然》杂志上，并入选2001年中国十大科技进展。继2005年7月研制出新型单分子整流器之后，同年9月2日，该群体又利用低温超高真空扫描隧道显微镜，巧妙地对吸附于金属表面的钴酞菁分子进行“单分子手术”，成功实现了单分子自旋态的控制。美国《科学》杂志发表了他们的论文，并在同期的“透视”栏目中专文对该成果进行了介绍和评价。
“这些研究成果主要是侯建国院士负责实验，杨金龙教授负责理论，一些青年教授和研究生共同完成的。”中国科大校长朱清时院士认为，前沿研究必须进行学科交叉，注重理论与实验的结合。
堪称“科坛佳话”的是，侯建国和杨金龙两位教授的成功合作，就是朱清时院士架“鹊桥”撮合的。“我和侯建国教授都是中国科大毕业的，并先后在国外留学深造，1995年前后脚回到母校，我主要从事理论物理的基础研究，侯建国则从事实验研究，各自从事不同的研究方向，也发表了一些学术论文。1997年，朱校长认为我们所做的工作必须进行交叉，首先就要创造经常见面、不断交流想法的机会。”现年39岁的“长江学者”杨金龙说。
侯建国院士称杨金龙是自己的“黄金搭档”，他介绍说，在我1995年回国后，朱清时院士听了我在凝聚态物理方面所做的一些工作介绍，决定把他原来开展的有关选键化学的一些重大项目交给我，使我原来开展的物理方面的工作和化学有了学科交叉。短短几年，研究工作取得了迅速的进展。
更令人欣慰的是，中国科大在上个世纪90年代中期就把“化学反应的人工控制”和“极端条件下的凝聚态物理”两个“211工程”重点学科建设项目联合起来，购置了以低温超高真空扫描隧道显微镜为核心的“单原子分子操纵”实验装置，并将选键化学和结构分析两个中科院重点实验室的力量进一步凝聚起来，联合共建理化科学中心。通过发挥群体学科交叉、实验与理论相结合的优势，在纳米新结构的制备与组装、纳米和单分子结构高分辨表征、纳米单电子和单分子器件等纳米科学前沿领域开展了深入系统的研究，逐步形成了以侯建国院士和具有多学科背景的年轻教授为学术带头人、优秀青年人才为主体的科研队伍，以及在国内外都有一定影响的微尺度物质科学研究群体。研究群体成员目前承担了多项国家和科学院基金项目，发表SCI论文近200篇，获得国家自然科学二等奖1项。
“科学研究不能搞短平快”
在中国科大，宽松的研究环境、民主和谐的学术氛围是该校诸多创新群体共同的特点。
2000年1月，作为中科院“百人计划”从海外引进的吴缅教授，曾在美国哥伦比亚大学获得博士学位，在哈佛大学生物系做博士后、新加坡大学生物系助理教授、新加坡中央医院高级研究员。进入中国科大生命科学学院后，学校在3个月内为他提供了120平方米的实验和工作用房，购置了仪器设备，配备了助手，安排了三室一厅的住房。工作很快便开展起来了，但他没有急于发表论文，而是忙于创建细胞分子生物学实验室，培养学生，组建队伍，选择更有深度、更有分量的新研究课题。初到学校的两年间，他几乎没有在SCI上发表一篇文章。
“不能单纯以发表论文数量评价个人学术水平，重要的是看他完成的工作量和工作的优秀程度，科学研究不能搞短平快，只能‘慢工出细活’。”5年来他共承担了10项国家、省部级项目研究，在JournalofBiologicalChemistry、Oncogene、Mol.Biol.Celll等高水平的国际学术期刊发表20多篇学术论文。“这里有宽松、宽容的育才、聚才和用才的‘适宜气候’以及和谐的人际关系。”吴缅教授真正品尝到了干事业的愉悦。
细雨润物无声，环境熏陶学子。三年级博士生朱的娥在导师指导下开展“腺病毒介导的基因治疗”的课题研究，主要为治疗前列腺癌寻找一种新途径。小朱筛选阳性克隆，构建动物模型，整天“泡”在实验室里，可连续工作5个月后，实验却没有丝毫结果，她感到很郁闷。导师吴缅教授并没有责备她，而是和她一起分析失败的原因，鼓励她继续做下去。“既然你做出了选择，就应该努力做下去，即便失败那也应该是一种研究的结果。”在导师的鼓励下，朱的娥又重新完善了设计思路，目前课题进展顺利，自己的心情也舒畅起来。
于细微处提炼精神，于繁琐中汲取精华。以施蕴渝院士为学术带头人的这一创新群体注重把创新文化理念有机地融入科技创新的全过程，营造了一个潜心学术、张扬个性、宽容失败的和谐人文环境。
在一个个创新群体的脚步声中，中国科大展现出更为绚丽的前景……
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中国科技大学活跃着诸多学术实力雄厚、富有创新活力的优秀研究群体。其中，有五个入选国家自然科学基金委员会设立的“创新研究群体科学基金”，三个入选教育部“创新研究群体”，他们以其创新的思维、方法和成果，不仅在国内同行间脱颖而出，而且跻身国际研究前台，堪与世界一流的研究组比肩。 （本报特约记者 胡胜友）
来源：《科技日报》2006年3月2日
