南方周末 | 专访薛其坤校长,谈顶尖量子科学家最关心的事
2022年10月13日 媒体

10月13日,南方周末在B13版刊发了专访薛其坤校长的报道《专访薛其坤,谈顶尖量子科学家最关心的事》。全文转载如下:

南方周末版面.png

科技是国之利器。

2022年9月6日,中央全面深化改革委员会第二十七次会议审议通过《关于健全社会主义市场经济条件下关键核心技术攻关新型举国体制的意见》(下称《意见》)。新型举国体制再一次成为大众关注的热点。这一次,新型举国体制有了新的核心任务——关键核心技术攻关,努力实现高水平科技自立自强。

两年前的2020年10月16日下午,中共中央总书记习近平主持中央政治局第24次集体学习,中国科学院院士、时任清华大学副校长薛其坤教授获邀就量子科技研究和应用前景进行了专题讲解,并提出了意见和建议。

量子科技,是全球瞩目的领域。2022年诺贝尔物理学奖就授予了三位科学家,表彰其在量子信息科学研究方面所做的贡献。

此前的2013年,薛其坤带领研究团队在国际上首次从实验中观测到量子反常霍尔效应。因为这个重大科学突破,薛其坤获得2018年度国家自然科学奖一等奖,并于2020年成为首位获得菲列兹·伦敦奖的中国科学家。这项重大科学突破被杨振宁评价为“诺奖级”的科学发现。

薛其坤现任南方科技大学校长,他目前正在大力推动一系列科研评价体系改革和非常规的人才培养计划。

对于关键核心技术攻关,新型举国体制的优势是什么?神秘的第二代量子技术将如何改变甚至颠覆人们的生活方式?在这个领域,我国处于哪个方阵?如何吸引年轻人从事长周期的基础研究?科学家如何成为青少年崇拜的偶像?

2022年9月30日,薛其坤教授就上述问题接受了南方周末记者专访。

南周薛其坤图片.jpg

南方科技大学校长薛其坤 (南方周末 冯飞/图)

量子科技是非常重要的战略领域

南方周末:在中共中央政治局第24次集体学习时,你进行了怎样的讲解,提了哪些建议和意见?

薛其坤:在当天的会议上,我主要介绍了世界量子科技发展历程和态势,以及量子科学的发展对目前的信息技术,比如电子计算机和高密度信息存储等第一代量子技术的重大推动作用;我还介绍了进入新世纪以来我国在量子科学和技术上取得的成就,包括量子反常霍尔效应的实验发现、“墨子号”量子科学实验卫星的发射等;我还提了一些建议和意见,包括我国应如何加强量子科学基础研究、发展第二代量子技术、推动人类完成第二次量子技术革命等。

南方周末:量子科技对公众而言神秘而陌生。你曾预言,未来30年,颠覆性的信息技术之一是量子计算机和量子网络。请用通俗的语言描绘一下它将怎样颠覆公众未来的生活方式。

薛其坤:实际上,我们现在所处的信息时代用的很多关键技术,比如互联网技术和光纤通信,就是量子技术的一些应用。一个非常典型的例子,高速光纤通信用的激光技术,是一个在20世纪60年代发明的典型的宏观量子现象,其原理是基于量子理论的受激辐射光放大。我们目前的很多互联网技术和芯片技术也是在量子规律研究发现基础上的应用。

大家可能认为,量子技术是一个很新的技术。实际上不是。从量子力学的建立到应用,已历时100年。

20年或30年后,到了量子计算机、量子互联网时代,量子技术将会带来显著的社会进步,可以从以下几个方面理解。

一是计算机处理信息的速度实现跨越式提升。目前全世界最快的超级计算机,每秒可进行百亿亿次浮点运算。虽然这种超级计算应用了类似笔记本电脑的集成技术,但要变成一个超级计算机,要把很多笔记本电脑堆积起来,它的体积可能是我们这栋楼这么大。超级计算机虽然可以达到令我们非常惊讶的计算速度,但会消耗很多电能,也占据很大空间。然而,量子计算机可能只有目前这个体积的1/10甚至1/100,但其处理信息的速度就可以超过现在世界上运算速度最快的超级计算机。

二是量子通信技术的大规模应用。量子通信可以解释为量子保密通信。举例来说,如果有人在我们通信时窃听,我们可以知道。这是一种高度安全的通信技术。一旦规模化应用,我们的信息安全将得到强有力的保障。

三是很多其他技术也会实现跨越式发展。比如,全球定位系统会更加精确。现在定位精度可能小于1米。未来通过量子精密测量技术,全球定位可能达到分米,甚至厘米量级。开车的人对精准定位是深有体会的。很多重要技术的精度提升一个量级或两个量级,将会带来非常意想不到的效果。再比如,随着量子技术发展,我们不需要打井勘探,用量子技术就可以知道某个地方有没有石油,有没有矿藏。

如果我们迎来了第二代量子技术的广泛应用,量子计算机和量子互联网得以实现的话,我们云处理数据的速度、掌控数据的能力将大为提升,信息的安全性也会得到极大的增强。我们现有的很多探测技术和传感技术能力也会得到大幅提升,整个信息时代会迎来一个跨越式发展。

因此,量子科技是非常重要的战略领域。全世界各个国家都非常重视这个领域。这就是为什么中共中央政治局在第24次集体学习时选择了这个课题。我很荣幸对这个课题进行了讲解,也仔细聆听了习近平总书记的重要指示。

国家在量子科技领域的部署,可以说抓住了未来高科技发展关键问题。量子科技的发展会带来科学上的重大突破。这是一个非常值得期待,也必须高度重视的科技领域。


“我国处于第一方阵”

南方周末:你说过,我们国家在量子科技领域属于第一方阵。我们目前在量子科技的哪些领域真正有领先优势,哪些方面还需急起直追?

薛其坤:在原创性的概念或最根本的基础理论方面,我们还比较少。但是在第二代量子技术,如量子计算、量子通信,包括一些量子传感技术方面的研究,经过改革开放,特别是党的十八大以来,我们整体水平处在第一方队。在第二代量子科技方面,无论是基础研究还是关键核心技术研发,我们和国际上没有一个代际差别。

我们和这个领域最强国家的区别,是在这个领域的研究队伍规模和质量方面还有一些差距。问题是,不管量子计算、量子通信,还有很多其他技术,并不完全成熟,全世界都还在这一前沿科技领域竞逐。我觉得我们处在第一方队的判断是相对准确的。

只要我们发挥举国体制,发挥我们新一代年轻人的才能,加上我们国家在技术研究方面的巨大投入,我们追赶世界最高水平的时间会更短。也许,我们经过努力,在很多关键技术上会实现超越。我希望国家、地方政府、相关企业要继续在量子科技领域投入,我们国家在量子科技领域有可能成为世界最发达的国家之一。在这一点上,我蛮有信心。

南方周末:最近,中央全面深化改革委员会通过了《意见》。你觉得它将对包括量子科技在内的科技领域产生什么实质影响?

薛其坤:社会主义市场经济条件下新型举国体制有强大的优势。20世纪五六十年代,发展“两弹一星”技术是自上而下。在中央统一部署下,我们在较短时间完成了这个世界上战略性核心技术的追赶,这显示了举国体制的最大优势。随着改革开放,我们把市场力量引入到社会主义制度中。

对于量子科技这样的战略领域,我们必须在党中央领导下发挥举国体制,发挥各个个体、各个单位甚至市场的力量。对于影响国家工业和社会发展的关键技术,包括量子科技,把举国体制和市场力量结合起来,这是我们国家实现跨越式发展的关键因素。


校企合作可以形成很好的创新链

南方周末:你在2013年带领团队实现了对量子反常霍尔效应的实验发现,至今已九年。这项全球著名的科技成果是否已落地商用?当时有评论称,它将大为改变人们的生活方式。你如何预判它的应用价值?

薛其坤:改变人的生活方式可能是夸大了,但我们这个发现很重要。所有电子器件,包括手机、计算机和笔记本电脑,在使用过程中都会发热。我们从量子科技的底层发现了这个规律,这个发现可以让电子在运动过程中消耗能量很低,所以我们的发现会影响很多技术发展。

经过近十年的发展,量子反常霍尔效应已成了全世界在量子科学方面非常重要的研究方向。这个效应不仅在我们最早发现的材料体系中实现了,在其他材料中也得到了验证,这说明它有很好的普适性。

但真要商业化应用,是一个非常漫长的过程。第一个难点,在于它虽能降低能耗,但是目前实验用的材料很贵。真要变成一个经济实用的工业技术,还要进一步提高它的温度,把它用的材料和相关的技术所涉及的价格降下来。第二个难点,真要代替目前现有的技术,并形成工业规模,技术的迭代一般需要很长时间。

任何一个科学发现,要商业化应用,有的快些,有的则需要很长时间。我们这个发现目前还在应用基础研究阶段。

南方周末:相对于高校或研究机构,企业肯定更需要新技术以对接市场新需求,但新技术的商业化应用的漫长周期对企业是一个极大考验。据你观察,国内少数大企业的研究团队和高校或科研机构之间是什么关系?怎样鼓励更多企业重视科研?

薛其坤:大学和一些国家研究机构,都承担着科学源头、技术源头方面的主要任务,过去一百多年来,基本没有发生变化。因为全新技术、颠覆性技术的研发都是不确定的,很难让一个企业去做这事,但是世界上真正有生命力的高技术企业很重视科研。企业的研究机构能把现有科学或技术的进步,及时融合到它的发展中。

我认为,企业要保持强大的生命力和竞争力,必须在未来技术及相关产业基础上做前瞻性部署。同时,企业要和做基础研究的大学或国家科研机构密切合作,从原始创新到应用开发,形成非常好的创新链。

总而言之,任何一家有竞争力的高科技企业,必须重视未来的前沿技术发展,对技术的更新换代做好部署。

南方周末:有实力有远见的企业在做科研时,是否更能吸引这个领域里最顶尖的科学家?高校在面临人才竞争时是否处于劣势?

薛其坤:在离应用相对近的技术领域,如果企业提供非常好的待遇,会吸引这个领域的一些科学家或工程师,帮助企业推进技术发展和应用。

我觉得这是好事。这是市场自我调节的结果。

但是企业一般不可能做底层基础研究。一项重大原始创新成果往往萌发于深厚的基础研究,基础研究是科技创新的源头。高校和国家科研机构在这方面具有天然的优势,在基础研究领域的科学家肯定更多留在高校和国家科研单位。高校作为基础研究的主力军,是重大科技突破的策源地,这种作用很难改变。这是一个非常健康的竞争。


“不应把评价变成一把庸俗的尺子”

南方周末:你说过,尽量少问优秀科学家“你研究的成果到底有什么用?因为好奇心而非功利心才能指引他们实现从0到1的突破”。可能大家懂得“有用和无用”的辩证道理,但固有的评价标准很难改变。

薛其坤:关于有用和无用,绝大部分人走向了一个错误的牛角尖。比如,大学老师讲授的知识都是一代代科学家积累形成的科学知识体系。这些知识体系本身相当有用,它提升一个人认识世界的能力。一家企业用的所有技术都是科学家慢慢积累起来的。

其次,技术的有用和无用,只是相对于一个人可以看到的时间尺度,人在科学和自然面前是非常渺小的。很多人看到的无用,只是相对于一个很短的时间。

重大科研攻关任务基本不可能在两三年内完成,可能需要5到10年甚至更久,还需要多个团队协同作战。急于求成的创新,质量往往不高。我觉得还是要讲辩证法。

南方周末:你在南方科技大学怎样培养容忍失败、大胆创新的氛围?

薛其坤:高校针对联合攻坚重大项目的团队,不应采用短期评价方式,也不适合采用单独评价团队所在院系的传统方式。

我们不应把评价变成一把庸俗的尺子。科研存在着较大的不确定性,没有绝对的失败。我们不能完全按完成生产任务、产出产品的方式,去评价科研人员。很多科研成果无法用数字去量化,很多教师对科研的热爱也难以量化。

我希望尽量减少评价尤其是量化评价,减少“帽子”。评价重点应是教师对工作的热爱程度,因为评价本身是为了激励大家热爱工作、积极工作。对于表现突出的教师,例如他常有原创成果、学生喜欢他的课,就不用以5年或10年为周期,定期去评价,甚至可以不用去评价。高校要给优秀人才充分的信任、自由发挥的空间,这更有利于他们多出成果,尤其是出“十年磨一剑”的大成果。

当前,南科大正在进行大力度的评价改革,以创新能力和成果质量为导向,针对不同学科特点,采用侧重点不同的科研成果评价方法,构建基础及基础应用科学研究长周期评价机制。学校不以文章数量为关键指标,而是逐渐全面实行代表作评价制度。

该制度以国际同行评价为主,侧重学术贡献和学术影响力,参考知识产权成果转化的效果。

今后,自由探索型和国家需求导向型的科研项目分类评价机制将会逐步建立起来。同时,我们还着力完善科技创新及攻关团队评价办法,实行以合作解决重大科技问题为重点的整体性评价机制,充分承认、公正对待所有参与人的实际贡献。

南方周末:南方科技大学被誉为中国高等教育改革的试验田,具体而言,有哪些非常规的人才培养计划?

薛其坤:比如,本科生学术推进计划。这是我当年在清华大学时和一位副书记共同推出的,旨在鼓励本科生从事学术研究。因为本科生接触科研比较少,我们希望在本科阶段给予科研引导。为此我们专门成立了一个基金,让学生自己选择课题,学校配备导师在选题和完成进度上把关,并用足够的经费支持学生做比较重要和创新的研究。

我现在把这个计划借鉴到南科大,预计本学期就会启动。第一笔资金主要是财政拨款。后续资金希望吸引企业加入。总之,希望通过“本科生学术推进计划”的实施,激励对从事科学研究有兴趣的同学成为科学家或者工程师。

南方周末:你和马斯克进行过对话。你说过非常希望更多学生像马斯克,敢于大胆试错。敢于大胆试错的人是天性如此还是环境使然?

薛其坤:马斯克的创新能力很强,想象力丰富、主动学习能力很强。他天性如此,后天教育也很重要。他敢于试错,勇于创新。

技术创新过程中的每一次失败,并不是失败,那只是证明了一个方向上的不正确,科技人员就会选择另一个方向前进。每一次失败实际上是技术上的重要进展,失败是代表胜利的一面,只是人们通常把它叫做失败。

在这个意义上,我说非常希望更多学生像马斯克。


“关键科技领域的关键人才需要政策引导”

南方周末:现实中,很多名校物理系毕业生选择著名金融机构或互联网大厂就业,而不再继续从事物理基础研究。这种现象背后深层次的原因是什么?怎样才能让更多年轻人愿意投身基础研究并保持定力?

薛其坤:在信息高速发展的今天,年轻人择业的潮流取向有群体效应。年轻人在择业时可能会考虑到生活压力和工作压力。刚毕业时,他们还没有足够的能力驾驭家庭和事业之间的关系,往往选择较快实现安家乐业的工作,能够追求美好生活,有相对较好的待遇。这是社会发展的一个现象。我们应该鼓励学生包括年轻人,找到一个待遇非常好的职业,发展下去,对社会发展做出贡献。

但关键科技领域的关键人才需要政策引导。

首先,要发挥举国体制优势。国家认识到长远发展科技基础研究的重要性,认识到我们民族复兴中所需要的最关键的人才和技术的重要性,我们要给年轻人提供一个施展才华的平台。

第二,要培养和引导学生的家国情怀。一个有志向的青年,要认识到自己长远的美好生活是和国家的强大结合在一起的。

第三,提升关键技术领域关键人才的待遇。通过人才计划,把优秀年轻人留下来。让他们不仅有荣誉感,也有稳定的生活。

据我了解,这些年来,从科研经费到对学生的支持,国家一直在增加投入,给年轻人创造了良好的创新环境。

南方周末:正如你刚才所说,放在历史的长河里,做基础研究很重要。但有些人可能会认为“历史长河”太长且基础研究枯燥。怎样改变公众对基础研究工作的认知?

薛其坤:实际上,貌似苦行僧式的基础研究人员内心是非常丰富的。我们从事这个领域研究,每天生活都特别有意思。我的职业不仅解决了我的生活,更满足了我的兴趣。大家可能不太了解,做基础研究,尤其做“无用”研究工作的人,都有一种强大的精神世界支撑,天天过得非常快乐。

很多科学家多才多艺,大部分科学家有文学才华,也有很多科学家的体育很好。我们科学家每天的生活非常丰富多彩。为什么科学家能在实验室一待就是十多个小时?这足以说明它对科学家有强大的吸引力。媒体要加大对科研人员的宣传,并对公众进行引导,让全社会尊重科学家。

南方周末:如何让科学家而不是流量明星成为公众偶像?

薛其坤:在各个教育阶段,精神上的教育、价值观的引导最为关键。老师要特别关心学生价值观的引导和培养。媒体也要以丰富多彩、引人入胜的形式,积极宣扬科学家和科学家精神。

年轻人要充分认识到自己的责任,致力于国家的科技发展和国家的强大。一个人的生活和尊严是和国家的强大分不开的。

作为一位量子科学领域的科学家,我觉得要想真正做一位幸福的量子科学家,就要在世界舞台上展示国家的强大。只有国家强大了,我们才会有更好的条件。这样,更多的年轻人就会投身其中,我们的科技就会得到更好的发展。这个科研领域就会像世界上一个旅游打卡点一样,投身其中的人就会感到非常荣耀和幸福。

(南方周末记者 谢艳霞 南方周末实习生 许愿)


原文链接:http://www.infzm.com/contents/236333

(已获南方周末授权,未经许可不可转载)

推荐阅读
查看更多 >>
FOLLOW US @SOCIAL MEDIA
关注社交媒体上的我们
  • 国家安全部官方微信

  • 南方科技大学微信

  • 南方科技大学视频号

  • 南方科技大学抖音号

  • 南方科技大学快手号

  • 南方科技大学头条号

  • 南方科技大学南方+