撰文 | 潘建伟（中国科学技术大学教授）

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，科大又开始了第四次创业，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。

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，加上人教局通过“百人计划”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。

正如芝诺所说，“当你懂的越多的时候，就发现自己不懂的也越多。”尽管我们在光量子信息处理方面取得了不错的进展，要实现可升级的量子信息处理，仅仅靠光子是远远不够的。光子在传输过程中容易损耗，这就需要把光子携带的量子信息存储下来，最好的存储介质之一是冷原子；而从冷原子进一步发展到超冷原子，又可以通过精确操纵原子之间的相互作用，克服光子之间几乎没有相互作用的缺点，人工构造哈密顿量从而实现可扩展的量子计算和模拟。然而，当时国内在冷原子量子调控研究方面几乎是一片空白。

2003年，我来到海德堡大学物理所，以玛丽·居里讲席教授的身份在欧洲通过各种渠道申请经费支持，从国内招收研究生和博士后，为国内培养冷原子量子存储和超冷原子量子调控方面的研究力量。除了冷原子外，要实现真正有应用价值的量子信息处理，还需要量子点光源、单光子探测、电子学等多方面技术的综合集成。这就好比要做好量子信息这盘“菜”，需要储备各种“原料”。因此，我建议实验室的优秀毕业生，到德国、英国、美国、瑞士、奥地利等国的优秀团队去学习各种先进技术。

2007年夏天，时任科大常务副校长的侯建国院长来到海德堡大学看望留德的科大学生，并通报科大50周年校庆的情况。在聚会期间，侯校长鼓励大家在适当的时候回国效力。2008年，在完成了充分的技术积累和人才储备后，我辞去海德堡大学的职位，同时将在海德堡大学的实验装置陆续搬迁回科大。

2009年60周年国庆之际，我有幸在人民大会堂观看《复兴之路》，心情十分激动，忍不住在现场就给在国外的学生们发了条短信：“我正在人民大会堂看《复兴之路》，感触良多！甚望你能努力学习提升自己，早日学成归国为民族复兴、科技强国尽力！”此后几年内，他们都陆续回到科大，令我非常欣慰和感动，因为我与他们之间只有君子协定，并没有强制他们回国的“合同”；而他们之所以都选择了回国效力，我觉得内因是科大人科教报国的传统和对科大的深厚感情，外因则是国家实施创新驱动发展战略所形成的巨大吸引力和凝聚力。

到了2010年前后，随着这些优秀人才的归来，我们已经形成了一支在量子信息所需主要关键技术方面都具有较强实力并且优势互补的团队。队伍组织好之后，在中科院、科技部、国家发展改革委等部门以及安徽省等地方政府的大力支持下，数年前还只是在我脑海中的计划，开始一步步走向现实。

量子通信提供了原理上无条件安全的通信方式，可以大幅提升现有信息系统的安全性。量子通信的发展目标是构建全球范围的广域量子通信网络体系。通过光纤实现城域量子通信网络、通过中继器实现邻近两个城市之间的连接、通过卫星平台的中转实现遥远区域之间的连接，是广域量子通信网络的发展路线。

沿着这一路线，经过多年的努力，我们将城域光纤量子通信技术发展到了初步满足实用化要求的水平，自主研制的量子通信装备已经为党的“十八大”、“十九大”、纪念抗战胜利70周年阅兵等国家重要活动提供了信息安全保障。为了构建远距离量子通信技术体系，我们在国家发展改革委的支持下，于2016年底建成了国际上首条远距离光纤量子保密通信骨干网“京沪干线”，在金融、政务、电力等领域开展量子保密通信的技术验证与应用示范，为核心器件的自主研发、相关应用标准的制定和未来规模化的应用起到了良好的推动作用。远距离光纤量子通信的最终解决方案是量子中继，其核心技术是高性能的量子存储。通过与海德堡大学合作研究的技术积累，我们实现的冷原子量子储存已经在原理上可以满足基于量子中继的500公里光纤量子通信的需求。

而通过卫星平台的中转来实现遥远地点之间的量子通信，是构建全球化量子通信网络更加有效的方式。在中科院的前瞻性支持和统筹组织下，通过与中科院上海技术物理研究所、微小卫星创新研究院和光电技术研究所等单位多年的协同攻关，我们突破了一系列星地自由空间量子通信的关键技术。2011年，中科院迅速决策，“量子科学实验卫星”先导专项正式立项。差不多同一时期，欧洲相关团队也在向欧空局提出开展卫星量子通信研究的项目申请。由于我国前期实验基础扎实、技术积累雄厚、决策行动迅速，使得我国自由空间量子通信的研究大幅领先欧美相关国家。所以，后来国外的同事向我们请求，希望加入到我国的项目中开展国际合作。这让我深刻地体会到，随着国家经济实力的增强和对科技创新日益增长的重视，我们在国内一定能够拥有比国外更广阔的事业发展空间。2016年8月16日，“墨子号”量子卫星成功发射。“墨子号”量子卫星在轨运行半年后，圆满完成了全部既定科学目标，充分验证了通过卫星平台实现远距离量子通信的可行性。

结合“墨子号”量子卫星和“京沪干线”，构建了国际上首个天地一体的广域量子通信网络雏形，为将来的规模化应用奠定了坚实的科学与技术基础。量子通信具有明显的应用导向，从实验室走向实际应用的过程中，需要经历基础研究、关键技术研发、工程化集成与验证等阶段，然后才能实现规模化商业应用。“京沪干线”和“墨子号”量子卫星等，都是基于我国前期十余年的基础和应用研究成果而进行的工程化集成与验证项目，稳步推进了量子通信的现实应用。也正是由于我国率先开展了规模适度的量子通信技术验证与应用示范，推动了我国在量子通信领域取得了国际领先地位。