地震后25分钟内可预测海啸,完成世界上最远距离自由空间量子通信实验,巧妙的“单分子手术”成功控制单分子自旋态,实现国际最长距离实用光纤量子密码系统,合作研究发现癌细胞的可能起源途径……2005年,中国科学技术大学的原创性成果频频发表在美国《科学》、英国《自然》杂志等国际顶级学术期刊上,这凸现出中国科技大学越来越强大的科研能力。问及原因,中国科大校长朱清时院士给出的答案是:创新!创新!还是创新!
瞄准国际前沿
80岁的哈佛大学教授罗伊•格劳伯成为2005年诺贝尔物理学奖得主,这距离他取得量子光学研究的创性成就——“相干性量子理论”,已经有42年的历史。而早在1983年,中国科大的郭光灿教授就看到量子信息的光明前景。经过二十多年的拼搏,郭光灿带领团队不仅填补了中国量子信息科学的空白,“量子避错编码”和“量子概率克隆”等理论与实验还走在国际前沿。
“科学研究要‘项天立地’,只有瞄准国际前沿才能保障国家安全,才能满足国家重大需求。”郭光灿说,一旦量子计算机横空出世,这把“利剑长矛”会攻破现有全部计算机的密码体系,对信息安全系统构成严峻挑战。而量子密码提供了一种不可窃听、不可破译的新一代密码,是抵挡“利剑长矛”的一面“盾牌”,“我们要用高科技保障国家信息安全。”最近,郭光灿院士在国际上首次解决了量子密钥分配过程的稳定性问题,完成经由实际通信光路实现了125公里单向量子密钥分配,研制出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。
“原创研究只有争第一。”年仅35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,“第二是遗憾,是失败!”这位行走在国际量子信息学科前沿的年轻教授带领团队开创了诸多第一: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。
近年来,中国科大坚持面向国家重大需求和国际科技前沿,在纳米材料制备、火灾防治、地球科学、生命科学等若干重要学科领域做出了具有国际水准的原创性成果,每年在国际上发表科技论文及被引用情况保持在全国高校前列,人均发表论文数全国高校第一,高影响因子等级区域发表论文数连续位居全国高校首位。由“两院”院士投票选出的中国年度十大科技进展中,中国科大的成果连续两年进入,是国内高校中的“惟一”。
促进学科交叉
今年9月2日,美国《科学》杂志发表侯建国院士、杨金龙教授和朱清时院士等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。早在2001年,他们合作首次直接“拍摄”到了能够分辨碳60化学键的单分子图像,在世界上第一次成功直接观察到分子的内部结构。这些原创性成果将推动世界纳米技术和信息技术的发展。
“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。”朱清时认为,科技创新必须进行学科交叉,注重理论与实验的结合。被誉为“黄金搭档”的侯建国和杨金龙教授都是中国科大毕业生,1995年前后两人分别从国外回到母校。1997年,朱清时架“鹊桥”、当“红娘”撮合两人走到一起,两人互相配合、相得益彰。
在侯建国院士看来,自己能够在单分子研究取得一些成就也离不开朱清时院士的帮助与指导。1995年,朱清时院士听了侯建国在凝聚态物理方面所做的一些工作后,决定把选键化学的一些重大项目交给侯建国,“这使我原来开展的物理方面的工作与化学有了学科交叉。”此后,科大不仅把“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,还凝聚“选键化学”和“结构分析”这两个中科院重点实验室的力量,联合共建理化科学中心,形成了以侯建国院士为学术带头人的创新群体。
“世界上任何一所一流大学,都不可能在所有学科达到国际一流,但它一定要有若干学科在教学、科研方面达到一流水准。现实的中国财力还不是特别多,我们更应学会整合资源找到几个突破口。”朱清时院士说,中国科大正以筹建合肥微尺度物质科学国家实验室为契机,充分发挥结构分析、选键化学、量子信息、结构生物学和原子分子物理等多学科力量交叉优势,围绕微尺度物质的结构及其性质这一交叉学科的前沿领域开展科学研究,在纳米科学和量子通讯领域的关键性理论和技术方面取得有国际影响的突破,带动学校整体教学水平和科研水平的提高。
成果融于社会
火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的一种灾害。近年来,中国科技大学火灾科学国家重点实验室在理论研究、系统集成和应用开发等方面达到国际先进水平,成果广泛应用于人民大会堂、北京奥运场馆、中央电视台、布达拉宫等大型建筑的火灾安全监控工程,参与了多项国家消防规范制定和修订,并作为中国惟一受邀单位参加美国世贸中心重建的国家安全计划,取得了良好的社会和经济效益。1998年至2002年间,该实验室被SCI收录论文128篇,在同类机构中排名世界第二。
“原始创新不能仅仅停留在论文层面,必须走出实验室,”副校长王东进说,作为一所大学,必须把前沿探索、技术创新、成果转化和服务地方经济建设结合起来。
让机算机像人一样“能听会说”,是人们多年以来梦寐以求的目标。依托中国科技大学成长起来的科大讯飞公司已将这一梦想变成现实。科大讯飞的中文语音合成技术有着自主知识产权,目前合作开发伙伴已达500多家,在国内语音核心技术市场占有率达80%%以上。与科大讯飞一样,科大恒星、科大立安、科大擎天数码、科大鲁能集成等一批源自科大的高新技术企业及孵化器迅猛发展,带动了安徽省高新技术产业的发展。
在为企业提供创新力量的同时,科大也为安徽发展建功立勋。科大陈国良院士牵头研制开发的“安徽省防灾减灾智能信息与决策支持系统”,提高了我省防灾减灾特别是防洪的综合决策能力,在淮河防汛抗洪中大显身手。科大还与合肥、芜湖、马鞍山等市签订全面合作协议,积极参与合肥国家科技创新型试点城市建设,把回报写在江淮大地。 (本报记者刘纯友 本报通讯员胡胜友)
来源:《安徽日报》2005年12月21日