科技體制改革背景下一流高校實(shí)驗(yàn)室的建立與發(fā)展以郭光燦實(shí)驗(yàn)室為例

楊寧靖

實(shí)驗(yàn)室在科研和教育中占有重要地位。我國(guó)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與發(fā)展相比國(guó)際較晚，從20世紀(jì)20年代北京大學(xué)、南京高等師范學(xué)校分別開設(shè)物理實(shí)驗(yàn)室以來[1]，我國(guó)實(shí)驗(yàn)室經(jīng)歷了數(shù)量上從少到多，類型上逐漸豐富，管理體制上不斷完善的發(fā)展過程。改革開放之后，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇，科研人員和科研組織獲得了更多發(fā)展的機(jī)會(huì)，一批優(yōu)秀的科研工作者和科研實(shí)驗(yàn)室嶄露頭角。其中一流高校的實(shí)驗(yàn)室伴隨著國(guó)家科技體制改革的深度推進(jìn)而崛起，逐漸占據(jù)我國(guó)科研機(jī)構(gòu)的半壁江山。探析其中優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)室的成長(zhǎng)路徑并總結(jié)它們的成功之道，將能從中提取高校實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，從中窺探一流高校的成長(zhǎng)經(jīng)驗(yàn)，為我國(guó)科研和教育的發(fā)展帶來新的思考。

本文討論以郭光燦(1)郭光燦(1942— )，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授，中國(guó)科學(xué)院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，2003年當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院院士。為領(lǐng)軍人物的實(shí)驗(yàn)室(以下簡(jiǎn)稱“郭光燦實(shí)驗(yàn)室”)的發(fā)展歷程，它的發(fā)展經(jīng)歷了中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)(以下簡(jiǎn)稱“中國(guó)科大”)物理系量子光學(xué)研究組(1983—1999)、中國(guó)科大量子通信與量子計(jì)算開放研究實(shí)驗(yàn)室(1999—2001)、中國(guó)科學(xué)院(以下簡(jiǎn)稱“中科院”)量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(2001至今)等三個(gè)階段。該實(shí)驗(yàn)室在量子信息領(lǐng)域做出了一系列杰出成果，受到《自然·物理學(xué)》(NaturePhysics)等國(guó)際頂尖雜志的高度評(píng)價(jià)[2]，曾獲得國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)(兩次)、中科院自然科學(xué)二等獎(jiǎng)、教育部自然科學(xué)一等獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)，并先后入圍2005和2011年國(guó)內(nèi)十大科技新聞、2021年國(guó)內(nèi)十大科技進(jìn)展新聞等。在出成果的同時(shí)，它還出了眾多人才。迄今為止，實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)培養(yǎng)出全國(guó)百篇優(yōu)博獲獎(jiǎng)?wù)?人，基金委杰出青年基金獲得者9人，基金委優(yōu)秀青年基金獲得者15人，堪稱我國(guó)本土人才培養(yǎng)的典范。然而，該實(shí)驗(yàn)室初期的起點(diǎn)并不高，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)發(fā)展并不順暢，相關(guān)人員是如何披荊斬棘、開出一條大道來的？通過對(duì)該實(shí)驗(yàn)室發(fā)展歷程的研究，我們也可以獲得一些有關(guān)高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的啟發(fā)。

一 走上“量子”研究之路

郭光燦實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展與郭光燦個(gè)人的學(xué)術(shù)成長(zhǎng)經(jīng)歷有很大關(guān)系。

1972年，隨著中國(guó)科大遷合肥后教學(xué)科研工作的逐漸恢復(fù)，郭光燦正式投入科研工作，其從事的“氮分子激光器的研制和應(yīng)用”課題在1978年獲得全國(guó)科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)。但這段艱難的研究經(jīng)歷讓他意識(shí)到，國(guó)家科研經(jīng)費(fèi)投入不足會(huì)嚴(yán)重限制實(shí)驗(yàn)研究的發(fā)展。他決定轉(zhuǎn)換方向，改做理論方面的研究。

經(jīng)過調(diào)研，郭光燦發(fā)現(xiàn)，激光的經(jīng)典和半經(jīng)典理論已經(jīng)趨于成熟，但國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界卻忽視了量子理論[3]。他認(rèn)為用量子力學(xué)理論去研究光學(xué)現(xiàn)象應(yīng)該會(huì)有新的發(fā)現(xiàn)，并在閱讀國(guó)外文獻(xiàn)的過程中逐漸肯定了量子光學(xué)研究的必要性。在此期間為做深入了解，郭光燦還翻譯了一本介紹量子光學(xué)中相干態(tài)的小冊(cè)子《相干態(tài)導(dǎo)論》[4]。但當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)可接觸的國(guó)際資料很少，1981年，郭光燦通過考試爭(zhēng)取到前往加拿大多倫多大學(xué)訪學(xué)的機(jī)會(huì)。但是，由于該校并無量子光學(xué)研究領(lǐng)域的專門學(xué)者，郭光燦就主要利用該校的圖書館資源自主學(xué)習(xí)，并設(shè)法參加了量子光學(xué)方面的國(guó)際會(huì)議。兩年后，郭光燦訪學(xué)期滿回國(guó)，在中國(guó)科大物理系建立了我國(guó)首個(gè)研究量子光學(xué)的科研機(jī)構(gòu)——量子光學(xué)研究組。

量子光學(xué)研究組建立時(shí)組內(nèi)只有郭光燦一位科研人員，培養(yǎng)年輕人才成為一項(xiàng)緊迫的任務(wù)。1984年，他在中國(guó)科大開設(shè)了《量子光學(xué)》研究生課——這是國(guó)內(nèi)高校首次開設(shè)這方面的課程。由于量子光學(xué)有理論性較強(qiáng)的特點(diǎn)，他先從基礎(chǔ)知識(shí)講起，再逐步引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)前沿課題；同時(shí)注重培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力，采用啟發(fā)式教學(xué)，經(jīng)常提出引發(fā)學(xué)生開拓思維的問題，尤其注意剖析量子光學(xué)領(lǐng)域中重大實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)代學(xué)術(shù)思想出現(xiàn)的背景和深刻的物理意義，引導(dǎo)學(xué)生思考在學(xué)科發(fā)展中如何發(fā)揮創(chuàng)造能力[5]。起初教學(xué)使用的參考書是國(guó)際上的代表性著作，而隨著20世紀(jì)80年代眾多新的物理效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，郭光燦在教學(xué)中又不斷加入包括他本人在內(nèi)的國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究成果和持續(xù)更新的發(fā)展動(dòng)態(tài)，并且隨后正式出版了自己編寫的《量子光學(xué)》教材和翻譯的《相干態(tài)導(dǎo)論》。在這一時(shí)期，研究組先后指導(dǎo)了一些本科生、碩士生的學(xué)位論文，工作主要聚焦在量子光學(xué)中壓縮態(tài)光場(chǎng)、光子統(tǒng)計(jì)特性等基礎(chǔ)理論和與光子統(tǒng)計(jì)相關(guān)的光譜實(shí)驗(yàn)研究上[6]。

郭光燦不僅關(guān)注自己團(tuán)隊(duì)的科研和人才培養(yǎng)，還致力于在全國(guó)范圍內(nèi)推廣該學(xué)科。他認(rèn)為大范圍的通力合作有利于學(xué)科更好更快的發(fā)展，有利于整體拔高國(guó)家的科技水平。在研究組剛建立不久時(shí)，郭光燦想到通過舉辦全國(guó)性的學(xué)術(shù)會(huì)議，推廣量子光學(xué)學(xué)科。他從中國(guó)科大教務(wù)處申請(qǐng)到特批經(jīng)費(fèi)2000元，又求助于激光專業(yè)委員會(huì)，借助他們的會(huì)議平臺(tái)，于1984年在安徽滁縣召開了第一場(chǎng)全國(guó)量子光學(xué)會(huì)議，將全國(guó)從事量子光學(xué)研究的隊(duì)伍聚集了起來([7]， 頁(yè)132—133)。此后這項(xiàng)會(huì)議每?jī)赡暾匍_一次，一直持續(xù)到今天。在那之后，郭光燦又委托北京大學(xué)物理系的曹昌祺教授聯(lián)系了中國(guó)物理學(xué)會(huì)，并于1990年獲得同意在其下設(shè)立二級(jí)學(xué)會(huì)——量子光學(xué)專業(yè)委員會(huì)[8]。同時(shí)，郭光燦還克服困難，應(yīng)邀前往山西大學(xué)、吉林大學(xué)等其他高校為研究生講授量子光學(xué)課程，他編撰的《量子光學(xué)》也被全國(guó)多所高校用來作為同名課程的教材或主要參考書，深受各高校教師和學(xué)生的歡迎。在這些工作的基礎(chǔ)上，全國(guó)范圍內(nèi)有了一支逐漸壯大的量子光學(xué)研究隊(duì)伍。

然而隨著研究工作的深入開展，郭光燦逐漸認(rèn)識(shí)到，量子光學(xué)的很多方面在應(yīng)用上缺乏可操作性，并且在過去的時(shí)間里國(guó)內(nèi)在這一領(lǐng)域的已有研究多是在追趕國(guó)際的腳步，而缺乏突破性、原創(chuàng)性成果的產(chǎn)出?？紤]到當(dāng)下量子光學(xué)研究組內(nèi)簡(jiǎn)陋的實(shí)驗(yàn)條件和在已經(jīng)落后幾十年的情況下去趕超國(guó)際的困難[9]，郭光燦又有了轉(zhuǎn)換研究方向的想法。

二 轉(zhuǎn)向量子信息領(lǐng)域

1989年底，郭光燦讀到一篇關(guān)于量子密碼的文章[10]，深受啟發(fā)(2)楊寧靖. 韓正甫教授訪談. 2021年3月8日. 合肥: 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)人文與社會(huì)科學(xué)學(xué)院當(dāng)代中國(guó)科技史研究所.。在這篇文章中，貝奈特(Bennett)和布拉薩德(Brassard)首次提出量子密鑰分發(fā)方案——因?yàn)閮晌蛔髡叩男帐鲜鬃帜付际恰癇”，此后學(xué)術(shù)界將該方案稱為“BB84協(xié)議”(3)此方案的相關(guān)論文雖在1989年正式發(fā)表，但早在1984年即已提出。。BB84協(xié)議的提出拉開了量子密碼學(xué)的序幕，也成為量子通信理論誕生的標(biāo)志。郭光燦敏銳地認(rèn)識(shí)到，這一學(xué)科方向正是他所尋找的那種新的突破口，將有可能成為自己趕超國(guó)際先進(jìn)水平的契機(jī)。因?yàn)榱孔用艽a所在的量子信息學(xué)科剛起步幾年，如果此時(shí)著手開展研究工作，將會(huì)近乎與國(guó)外的科研人員站在同一起跑線上。另一方面，信息一旦量子化，將顯示大量?jī)?yōu)于經(jīng)典信息的性能，擁有可觀的應(yīng)用前景。而量子信息與量子光學(xué)研究需要的基礎(chǔ)理論相同，方法相通，憑借團(tuán)隊(duì)在量子光學(xué)領(lǐng)域打下的基礎(chǔ)，量子光學(xué)研究組確實(shí)能夠成為量子信息學(xué)科的生長(zhǎng)點(diǎn)([7]， 頁(yè)160)。在經(jīng)過一番對(duì)國(guó)外文獻(xiàn)的調(diào)研和對(duì)信息學(xué)科的學(xué)習(xí)之后，1990年，郭光燦帶領(lǐng)研究組以量子密碼為切入點(diǎn)，正式將科研重心轉(zhuǎn)到了量子信息領(lǐng)域。

20世紀(jì)90年代，繼量子密碼之后，量子計(jì)算、量子通信的研究也逐漸在國(guó)際上興起。郭光燦抓住了學(xué)科發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)機(jī)，結(jié)合團(tuán)隊(duì)的實(shí)際條件，帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員逐步拓展研究方向，產(chǎn)出了影響國(guó)際的科研成果。

1994年，美國(guó)的彼得·肖(Peter Shor)提出了量子Shor算法[11]，指出量子計(jì)算機(jī)可以求解大數(shù)的質(zhì)因子分解，并且進(jìn)而可以攻破RSA 密鑰系統(tǒng)。這一算法的提出將量子計(jì)算機(jī)的相關(guān)研究推向了高潮。在量子光學(xué)研究組內(nèi)，郭光燦安排博士研究生段路明等人做相關(guān)的理論研究工作。為解決橫亙?cè)诹孔佑?jì)算中的難題——量子消相干問題，段路明和郭光燦首次設(shè)計(jì)出量子避錯(cuò)編碼方案[12]。這一成果于1997年發(fā)表，引起了國(guó)際轟動(dòng)，量子避錯(cuò)編碼原理成為當(dāng)前國(guó)際上僅有的三種編碼原理之一。

與此同時(shí)，郭光燦團(tuán)隊(duì)也在做著量子克隆的研究。在量子信息的基礎(chǔ)理論中，量子不可克隆定理[13]指出量子的不能被精確克隆的性質(zhì)，這一性質(zhì)使得量子信息的提取受到阻礙，因此學(xué)界開始研究對(duì)量子的非精確克隆[14，15]。段路明和郭光燦將幺正演化和量子測(cè)量結(jié)合起來，率先提出了“量子概率克隆原理”，即在一定的概率下可以克隆出保真度為1的量子態(tài)[16]。這項(xiàng)成果在1998年公布后被學(xué)術(shù)界評(píng)價(jià)為“最激動(dòng)人心的新進(jìn)展”[17]。而在此基礎(chǔ)上制作出來的量子概率克隆機(jī)被另稱為“段-郭克隆機(jī)”，其最大克隆效率被稱為“段-郭界限”。

在量子通信方面，量子信息處理器作為量子通信和量子計(jì)算的重要器件，它的制備同樣需要克服消相干問題。2000年，郭光燦實(shí)驗(yàn)室博士研究生鄭仕標(biāo)和郭光燦提出的基于腔量子電動(dòng)力學(xué)(QED)的量子信息處理器新方案[18]獲得發(fā)表，這一方案能夠有效克服消相干影響。隨后法國(guó)巴黎高師學(xué)者塞爾日·哈羅徹(Serge Haroche，1944— )(4)2012年，塞爾日·哈羅徹獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。在實(shí)驗(yàn)上證明了這項(xiàng)方案的正確性[19]。2008年，這篇論文入選近十年內(nèi)全國(guó)前十的高影響力國(guó)際論文之一，成為量子信息這一新興領(lǐng)域唯一進(jìn)入全國(guó)前十位的高影響力國(guó)際論文(5)鄭仕標(biāo). 福州大學(xué)人事處. https://rsc.fzu.edu.cn/info/1046/1839.htm.。

這三項(xiàng)理論研究成果都發(fā)表在國(guó)際物理學(xué)頂級(jí)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》(PhysicalReviewLetters，PRL)上，將實(shí)驗(yàn)室的理論研究推向了高潮，但它們的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證卻都是由國(guó)外學(xué)者首次實(shí)現(xiàn)的。這是因?yàn)樵诹孔庸鈱W(xué)研究組在成立之后的十幾年內(nèi)，科研條件都十分有限。首先在1986年國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)成立之后的若干年內(nèi)，由于科學(xué)基金的支持力度并不足以解決整體科研長(zhǎng)期以來經(jīng)費(fèi)短缺的困境[20]，量子光學(xué)研究組在當(dāng)時(shí)只能拿到平均下來每年三萬元左右的幾個(gè)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(6)座座山峰連成高原——記中國(guó)科大創(chuàng)新研究群體. 科大-歷史文化網(wǎng). http://lswhw.ustc.edu.cn/index.php/index/info/319.。而郭光燦關(guān)注的“量子”在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不為國(guó)內(nèi)主流科學(xué)家群體認(rèn)可，尤其是在轉(zhuǎn)向量子信息研究之后，多數(shù)人認(rèn)為經(jīng)典的信息理論都未研究清楚談何量子理論，甚至還有人認(rèn)為郭光燦是在研究偽科學(xué)。因此郭光燦在項(xiàng)目申請(qǐng)方面屢屢受挫，研究組的科研經(jīng)費(fèi)長(zhǎng)時(shí)間短缺，工作場(chǎng)地也只有物理樓內(nèi)的一間房間，學(xué)生們多數(shù)時(shí)候都是在宿舍或圖書館學(xué)習(xí)，因?yàn)檠芯拷M內(nèi)僅有的一臺(tái)計(jì)算機(jī)和幾副桌椅只能供他們“按需使用”(7)楊寧靖. 張永生副教授訪談. 2021年4月2日. 合肥: 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)人文與社會(huì)科學(xué)學(xué)院當(dāng)代中國(guó)科技史研究所.。在這樣的條件下，團(tuán)隊(duì)在理論研究方向持續(xù)探索，而實(shí)驗(yàn)研究方向的拓展舉步維艱。

1997年，借助中國(guó)科大非線性科學(xué)聯(lián)合研究中心的平臺(tái)(8)1997—2001年，郭光燦擔(dān)任中國(guó)科大非線性科學(xué)聯(lián)合研究中心的副主任。，郭光燦在學(xué)校老圖書館申請(qǐng)到一間房間用于做實(shí)驗(yàn)。中國(guó)科大一直以來給予了科研人員較多的學(xué)術(shù)自由和力所能及的支持。郭光燦從原先的激光領(lǐng)域先后轉(zhuǎn)到量子光學(xué)和量子信息領(lǐng)域，即便受到很多質(zhì)疑，學(xué)校也充分尊重他的科學(xué)判斷和選擇，并在經(jīng)費(fèi)和場(chǎng)地都有限的情況下盡可能地為他提供幫助。1998年，郭光燦組織學(xué)生在老圖書館搭建了第一個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)——量子光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)(9)楊寧靖. 史保森教授訪談. 2021年5月28日. 合肥: 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)人文與社會(huì)科學(xué)學(xué)院當(dāng)代中國(guó)科技史研究所.，他們對(duì)照國(guó)外文獻(xiàn)中提及的理論方法，開展一些普適量子克隆、貝爾不等式的驗(yàn)證等基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)研究。由于缺乏經(jīng)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室成員在實(shí)驗(yàn)操作時(shí)謹(jǐn)小慎微，做一個(gè)實(shí)驗(yàn)往往需要花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間和精力(10)楊寧靖. 李傳鋒教授訪談. 2021年8月5日. 合肥: 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)人文與社會(huì)科學(xué)學(xué)院當(dāng)代中國(guó)科技史研究所.。

為了獲取更多支持以及推動(dòng)學(xué)科更好地發(fā)展，郭光燦帶領(lǐng)研究組開始了第二次學(xué)科推廣工作。相比量子光學(xué)來說，量子信息的推廣顯然更為困難：一是量子信息學(xué)科的研究在國(guó)內(nèi)缺少研究同行，包括一些后來在量子信息領(lǐng)域做出貢獻(xiàn)的科研工作者在當(dāng)時(shí)都對(duì)這一學(xué)科持有懷疑態(tài)度；二是由于學(xué)科處于起步階段，一些理論仍在完善的過程中，因此相關(guān)課程開設(shè)較晚。在量子光學(xué)研究組，1998年，段路明留校任教之后，使用國(guó)外剛出版的講義在中國(guó)科大開始了量子信息課程的教學(xué)工作(11)楊寧靖. 周正威教授訪談. 2021年5月21日. 合肥: 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)人文與社會(huì)科學(xué)學(xué)院當(dāng)代中國(guó)科技史研究所.。郭光燦積極開設(shè)和參加量子信息相關(guān)講座，在中國(guó)科大校內(nèi)，一眾學(xué)子在郭光燦的講座上對(duì)量子信息學(xué)科產(chǎn)生興趣，并陸續(xù)走進(jìn)了量子光學(xué)研究組。同時(shí)郭光燦和實(shí)驗(yàn)室成員共同撰寫科普性的文章，他們?cè)凇段锢怼冯s志一連發(fā)表了五篇綜述性的文章，向公眾介紹量子信息領(lǐng)域的一系列基本概念，并在隨后被收錄進(jìn)該雜志的“量子信息講座”專欄。此外，依照之前舉辦全國(guó)量子光學(xué)會(huì)議的經(jīng)驗(yàn)，郭光燦計(jì)劃組織以量子信息為主題的全國(guó)性會(huì)議，并在隨后瞄準(zhǔn)了香山科學(xué)會(huì)議的契機(jī)。

為順利召開這場(chǎng)會(huì)議，郭光燦寫信邀請(qǐng)素未謀面的錢學(xué)森先生擔(dān)任會(huì)議主席，1998年3月，他在給這位著名科學(xué)家的信中介紹了量子信息研究的必要性，提出自己的想法——要像當(dāng)初搞“兩彈一星”一樣組織起國(guó)內(nèi)最厲害的隊(duì)伍，集中火力研究量子信息，并誠(chéng)摯地邀請(qǐng)錢學(xué)森出席這場(chǎng)香山科學(xué)會(huì)議。錢學(xué)森很快回信表示同意他的想法并給出了建議，但是因?yàn)樯眢w原因錢學(xué)森婉拒了邀請(qǐng)。恰逢光學(xué)界泰斗王大珩先生來中國(guó)科大訪問，郭光燦拜訪了他，并成功邀請(qǐng)到他擔(dān)任會(huì)議主席。1998年6月，第一場(chǎng)量子信息的香山會(huì)議成功召開，郭光燦憑借自己在會(huì)議上的出色報(bào)告又獲邀參加同年9月舉辦的香山會(huì)議五周年紀(jì)念會(huì)(12)熊衛(wèi)民, 楊寧靖. 郭光燦院士訪談. 2021年12月15日. 合肥: 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)人文與社會(huì)科學(xué)學(xué)院當(dāng)代中國(guó)科技史研究所.。通過這兩場(chǎng)香山會(huì)議，郭光燦和其研究的量子信息科學(xué)在科學(xué)家群體和科研領(lǐng)導(dǎo)層群體中有了較高知名度。

同年，中科院?jiǎn)?dòng)了“知識(shí)創(chuàng)新工程”，在國(guó)內(nèi)率先開始了科研院所結(jié)構(gòu)調(diào)整的試點(diǎn)工作，也拉開了科技體制改革第三篇章的序幕[21]。郭光燦在一年內(nèi)三次向中科院領(lǐng)導(dǎo)層人員寫信，介紹量子信息學(xué)科和自己的研究?jī)?nèi)容并申請(qǐng)經(jīng)費(fèi)支持，為實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展迎來了轉(zhuǎn)機(jī)。

三 新時(shí)期的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

1998年，郭光燦向中科院領(lǐng)導(dǎo)寫信，申請(qǐng)將自己的團(tuán)隊(duì)納入中科院針對(duì)“知識(shí)創(chuàng)新工程”建設(shè)的北京信息科學(xué)技術(shù)研究發(fā)展基地中給予支持。中科院決定在中國(guó)科大建立開放實(shí)驗(yàn)室，給予穩(wěn)定支持(13)1985年起，中國(guó)科學(xué)院開始在全國(guó)建設(shè)開放實(shí)驗(yàn)室。截至1998年，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)已經(jīng)先后建成結(jié)構(gòu)分析研究、認(rèn)知科學(xué)、內(nèi)耗與固體缺陷、選鍵化學(xué)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)等5個(gè)中國(guó)科學(xué)院開放實(shí)驗(yàn)室。。1999年2月5日，中國(guó)科大量子信息開放實(shí)驗(yàn)室(后改名為中國(guó)科大量子通信與量子計(jì)算開放研究實(shí)驗(yàn)室)成立[22]，同年實(shí)驗(yàn)室受中科院邀請(qǐng)破格參與了中科院開放實(shí)驗(yàn)室和所級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的評(píng)估工作，最終獲得信息領(lǐng)域第一名的成績(jī)，順利進(jìn)入“知識(shí)創(chuàng)新工程”。2001年，實(shí)驗(yàn)室被正式批準(zhǔn)為中科院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，并于2005年改名為“中國(guó)科學(xué)院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”(以下簡(jiǎn)稱“量子信息實(shí)驗(yàn)室”)[23]，成為我國(guó)量子信息領(lǐng)域第一個(gè)省部級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。此后團(tuán)隊(duì)依托中科院和中國(guó)科大兩個(gè)平臺(tái)，獲得了越來越多的支持。

首先獲得了更多經(jīng)費(fèi)支持。1999年，實(shí)驗(yàn)室在進(jìn)入“知識(shí)創(chuàng)新工程”的同時(shí)獲得了350萬元的經(jīng)費(fèi)，郭光燦計(jì)劃已久的量子密碼實(shí)驗(yàn)終于可以開展。第二年，實(shí)驗(yàn)室早年的畢業(yè)生韓正甫訪學(xué)回國(guó)后進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室任職，在物理樓申請(qǐng)到一間因教師退休空出來的房間，在這筆經(jīng)費(fèi)的支持下搭建了量子密碼實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。隨后在2001年建立了國(guó)內(nèi)首個(gè)光纖量子密鑰傳輸線路，2004年又發(fā)明了“法拉第——邁克爾遜”干涉儀結(jié)構(gòu)[24]，并實(shí)現(xiàn)從北京(望京)經(jīng)河北香河到天津(寶坻)的125公里光纖量子密鑰分配，進(jìn)一步刷新了單向量子密鑰傳輸距離的國(guó)際紀(jì)錄，解決了穩(wěn)定性和安全性的國(guó)際難題，使我國(guó)量子保密通信向國(guó)家信息安全應(yīng)用邁出了關(guān)鍵一步(14)中國(guó)科大兩項(xiàng)科研成果入選2005年國(guó)內(nèi)十大科技新聞. 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)官網(wǎng), 2013- 07- 12. http://qybx.ustc.edu.cn/2005/1228/c20980a440462/pagem.htm.。

其次獲得了更多場(chǎng)地。由于實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地的不足，直到2004年實(shí)驗(yàn)室只有量子光學(xué)和量子密碼兩個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。經(jīng)過郭光燦多次和校領(lǐng)導(dǎo)交涉，實(shí)驗(yàn)室于2005年申請(qǐng)到了學(xué)校打算閑置的器材室所在的三層小樓，并在同年4月搬了過去，之后實(shí)驗(yàn)室購(gòu)入了大量實(shí)驗(yàn)設(shè)備，新增了原子系綜、量子點(diǎn)、介質(zhì)微腔、表面等離子體等多個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，在這些平臺(tái)的基礎(chǔ)上，實(shí)驗(yàn)室逐漸拓展了實(shí)驗(yàn)方向，開始小具規(guī)模。在中科院的經(jīng)費(fèi)支持下，學(xué)校開始為實(shí)驗(yàn)室建造一棟新的“科研樓”。2007年1月，科研樓裝修完畢，實(shí)驗(yàn)室整體搬了過去，場(chǎng)地得到了大幅度擴(kuò)增。與此同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室也面臨著新的挑戰(zhàn)，即作為一個(gè)以理論見長(zhǎng)的研究團(tuán)隊(duì)，怎樣在實(shí)驗(yàn)中、尤其是這樣一個(gè)新興學(xué)科的實(shí)驗(yàn)中去克服技術(shù)難題。為此實(shí)驗(yàn)室積極學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，并在2004年申請(qǐng)到中科院“創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)國(guó)際合作伙伴計(jì)劃”(15)該計(jì)劃由中科院在2001年啟動(dòng)，用于支持國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與國(guó)內(nèi)外知名科學(xué)家展開的合作研究。，以此為開端展開了與國(guó)際學(xué)者的長(zhǎng)期合作。尤其通過與幾位國(guó)際著名大學(xué)華人學(xué)者的合作，實(shí)驗(yàn)室的半導(dǎo)體量子芯片等幾個(gè)實(shí)驗(yàn)研究方向得以從無到有地起步，又在之后往縱深發(fā)展。

實(shí)驗(yàn)室也為帶動(dòng)該學(xué)科在全國(guó)發(fā)展發(fā)揮了作用。2000年，郭光燦在歷經(jīng)三次失敗之后，成功申請(qǐng)到量子信息領(lǐng)域的第一個(gè)“973計(jì)劃”(16)1997年6月，國(guó)家科委會(huì)同有關(guān)部門制定了《國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃》(973計(jì)劃)，當(dāng)年年底即開始組織項(xiàng)目申報(bào)。項(xiàng)目“量子通信與量子信息技術(shù)”，并擔(dān)任首席科學(xué)家。項(xiàng)目于2001年正式獲批后，他沒有立即動(dòng)手研究，而是放眼于全國(guó)，尋找國(guó)內(nèi)有可能開展這一項(xiàng)目研究的單位。在世紀(jì)之交國(guó)際形成量子信息研究熱潮之際，我國(guó)各研究單位也已經(jīng)陸續(xù)涉足該領(lǐng)域，郭光燦最終邀請(qǐng)了全國(guó)研究所和大學(xué)中17個(gè)單位的50多名研究人員共同參與項(xiàng)目研究。吳令安、彭堃墀、謝常德、王育竹等郭光燦的老朋友們以及量子信息領(lǐng)域的新秀潘建偉和杜江峰等人都被邀請(qǐng)加入到項(xiàng)目中來[25]。2006年9月項(xiàng)目驗(yàn)收時(shí)，不僅產(chǎn)出一批先進(jìn)的研究成果，而且催生了一支具有開拓創(chuàng)新能力、在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)了一席之地的研究隊(duì)伍?？梢哉f，這一項(xiàng)目的實(shí)施成為中國(guó)量子信息科學(xué)發(fā)展的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn)和走上國(guó)際的決勝手段。而項(xiàng)目組的多位成員后來在相關(guān)領(lǐng)域都做出了重要的研究工作，有9位項(xiàng)目組的年輕學(xué)術(shù)骨干后來作為首席科學(xué)家承擔(dān)了科技部“973”項(xiàng)目，4位課題組長(zhǎng)：郭光燦、彭堃墀、孫昌璞、潘建偉和1位學(xué)術(shù)骨干杜江峰，更在隨后因量子信息的相關(guān)研究先后獲得國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)，并被評(píng)為中科院院士[26]，其中郭光燦和彭堃墀于2003年在該項(xiàng)目的實(shí)施期間獲評(píng)，這一項(xiàng)目的深遠(yuǎn)影響可見一斑。

隨著國(guó)內(nèi)量子信息學(xué)科的逐漸興起，國(guó)家科技政策也給予了這一學(xué)科適當(dāng)?shù)膬A斜。2002年，在“973計(jì)劃”項(xiàng)目的實(shí)施期間，量子信息實(shí)驗(yàn)室被國(guó)家基金委批準(zhǔn)為“創(chuàng)新研究群體”(17)2000年，支持高水平科研團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新研究群體科學(xué)基金成立。，成為我國(guó)第一個(gè)量子信息領(lǐng)域的創(chuàng)新群體。同年，郭光燦受邀作為專家起草了“量子調(diào)控”基礎(chǔ)研究專項(xiàng)。四年后，隨著“973計(jì)劃”項(xiàng)目的順利結(jié)項(xiàng)，不僅量子信息實(shí)驗(yàn)室獲得了第二期創(chuàng)新群體的支持，而且“量子調(diào)控”作為“國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃”四個(gè)重大基礎(chǔ)研究計(jì)劃之一開始實(shí)施。

隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高，國(guó)家也加大了對(duì)科研的總體投入。在獲得科技政策和科研經(jīng)費(fèi)更多支持的形勢(shì)下，郭光燦實(shí)驗(yàn)室積極申請(qǐng)科技部、基金委、中科院、安徽省等多個(gè)單位的項(xiàng)目。從實(shí)驗(yàn)室年度在研項(xiàng)目數(shù)目(圖1)可以看出，2001—2020年期間，尤其是2006年之后，實(shí)驗(yàn)室的年度在研項(xiàng)目數(shù)量實(shí)現(xiàn)了快速增長(zhǎng)，平均每3年就能實(shí)現(xiàn)20個(gè)左右項(xiàng)目的增長(zhǎng)。(18)數(shù)據(jù)根據(jù)《中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)理學(xué)院年報(bào)》《中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理學(xué)院年報(bào)》《中國(guó)科學(xué)院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室年報(bào)》整理。

圖1. 量子信息實(shí)驗(yàn)室年度在研項(xiàng)目數(shù)目②

而在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部，隨著研究的深入和實(shí)驗(yàn)室教員數(shù)目的增多，如何布局科研方向、如何建設(shè)實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)并在科研中發(fā)揮團(tuán)隊(duì)的最大功效，成為了需要解決的新問題。

四 科研團(tuán)隊(duì)的快速發(fā)展

郭光燦實(shí)驗(yàn)室的理論研究在1999年建立校級(jí)實(shí)驗(yàn)室時(shí)已經(jīng)涉及了量子密碼、量子通信、量子計(jì)算、量子信息基礎(chǔ)理論等量子信息的四個(gè)主要方向。實(shí)驗(yàn)上，隨著2005年以后場(chǎng)地的兩次擴(kuò)增，郭光燦帶領(lǐng)實(shí)驗(yàn)室成員在實(shí)驗(yàn)研究方向上開啟了全方位布局。第一批留下任教的畢業(yè)生也在2005年之后陸續(xù)成為學(xué)術(shù)帶頭人，在各自的方向上發(fā)揮帶頭作用，并且能夠根據(jù)自己的判斷找到新的研究方向，逐漸展現(xiàn)出獨(dú)當(dāng)一面的氣勢(shì)。

在量子密碼領(lǐng)域，韓正甫帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了量子密鑰的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)分發(fā)后，開始投入到量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的研究工作中，做出了持續(xù)性實(shí)驗(yàn)成果，并推動(dòng)我國(guó)量子保密通信技術(shù)進(jìn)入應(yīng)用軌道(19)中國(guó)科大在蕪湖建成世界上首個(gè)量子政務(wù)網(wǎng). 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)官網(wǎng), 2013- 07- 02. http://qybx.ustc.edu.cn/2009/0513/c8753a104126/pagem.htm.和實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。隨著分支方向的增多和人員規(guī)模的擴(kuò)大，量子密碼研究組逐漸成長(zhǎng)為量子密碼研究室。

在量子通信領(lǐng)域，2005年以后，李傳鋒帶領(lǐng)的研究組開始以構(gòu)建長(zhǎng)程的全量子糾纏網(wǎng)絡(luò)為目標(biāo)，展開在參量光、量子點(diǎn)、量子中繼、量子存儲(chǔ)器等方面的研究，并建立了量子糾纏網(wǎng)絡(luò)研究室。2006年，史保森訪學(xué)回國(guó)后開始從事量子模擬技術(shù)中最具優(yōu)勢(shì)的冷原子系統(tǒng)的研究，并在此基礎(chǔ)上建立了多模量子存儲(chǔ)研究室。

在量子計(jì)算領(lǐng)域，運(yùn)用量子光學(xué)系統(tǒng)開展的光學(xué)實(shí)驗(yàn)是研制通用量子計(jì)算機(jī)的一條路徑；2006年，郭光燦和博士畢業(yè)生郭國(guó)平開始開展另一條路徑——固態(tài)器件的研究，并以量子點(diǎn)為切入點(diǎn)建立了半導(dǎo)體量子芯片加工平臺(tái)[27]，隨后在此基礎(chǔ)上建立了半導(dǎo)體量子芯片研究室。2009年，孫方穩(wěn)回國(guó)后接手了固態(tài)微腔研究方向，開始研究高品質(zhì)固體微腔量子比特、光機(jī)械、表面等離子體數(shù)據(jù)總線等以及最終的光量子集成芯片，隨后建立了量子集成光學(xué)芯片研究室。

在量子信息基礎(chǔ)理論領(lǐng)域，在原有的理論研究組的基礎(chǔ)上，量子力學(xué)基礎(chǔ)理論研究室于2012年正式建立，由周正威擔(dān)任負(fù)責(zé)人。

2012年，實(shí)驗(yàn)室在人事上劃分成了半導(dǎo)體量子計(jì)算、量子糾纏網(wǎng)絡(luò)、多模量子存儲(chǔ)、量子集成光學(xué)芯片、量子密碼、量子信息理論等六個(gè)研究室；在學(xué)術(shù)上，現(xiàn)有的五大研究單元，即半導(dǎo)體量子計(jì)算、量子糾纏網(wǎng)絡(luò)、量子集成光學(xué)芯片、實(shí)用化的量子密碼、量子信息基礎(chǔ)理論也初步形成，其中量子糾纏網(wǎng)絡(luò)研究室和多模量子存儲(chǔ)研究室共同隸屬于量子糾纏網(wǎng)絡(luò)研究單元(20)因多模量子存儲(chǔ)研究室規(guī)模較小且與量子糾纏網(wǎng)絡(luò)研究室的研究?jī)?nèi)容相近，郭光燦將其歸為量子糾纏網(wǎng)絡(luò)研究單元。。2015年，各研究單元下的研究方向已經(jīng)基本涵蓋了量子信息理論和技術(shù)的各個(gè)主要方向，暫時(shí)不再往外拓展方向，而是致力于在已有領(lǐng)域深耕。完成科研布局的郭光燦實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入國(guó)際一流梯隊(duì)，并且成為國(guó)際上在量子信息領(lǐng)域涉獵最廣的研究機(jī)構(gòu)，在參量光、固態(tài)存儲(chǔ)、量子密碼等方向的研究達(dá)到了國(guó)際頂尖水平。截至2020年，實(shí)驗(yàn)室累計(jì)擁有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備已經(jīng)超過200臺(tái)，其中先后自制了原子頻率梳掃描設(shè)備、光束精準(zhǔn)偏移設(shè)備、光束精密輸出及耦合、多功能固態(tài)量子存儲(chǔ)器、集成量子芯片精密測(cè)試平臺(tái)等實(shí)驗(yàn)設(shè)備。運(yùn)用這些實(shí)驗(yàn)設(shè)備，實(shí)驗(yàn)室不但能夠通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證已有的理論成果和獲得新的理論成果，而且做出了一系列原創(chuàng)性的技術(shù)成果。(21)數(shù)據(jù)根據(jù)《中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)理學(xué)院年報(bào)》《中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理學(xué)院年報(bào)》《中國(guó)科學(xué)院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室年報(bào)》整理。

圖2. 量子信息實(shí)驗(yàn)室年度PRL期刊論文發(fā)表數(shù)目(2001—2020)②>

從論文發(fā)表情況來看，截至2020年，實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)在國(guó)際頂尖雜志《自然》(Nature)及其子刊上累計(jì)發(fā)文42篇，在PRL上的年度發(fā)文量(圖2)自2015年突破10篇之后，2020年又達(dá)到新高21篇，這兩次爆發(fā)式增長(zhǎng)與科研平臺(tái)的建設(shè)完善和國(guó)家在量子信息方面的大力投入有所關(guān)聯(lián)，但主要?dú)w功于實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)科研工作積累到一定程度產(chǎn)生的質(zhì)變。

在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，六個(gè)研究室形成了六支互相獨(dú)立的團(tuán)隊(duì)。各研究室具備一定的獨(dú)立性，其下劃分為若干研究組，但整體上服從實(shí)驗(yàn)室主任的管理。實(shí)驗(yàn)室主任是團(tuán)隊(duì)的核心人物，學(xué)術(shù)帶頭人則是研究室的核心人物。實(shí)驗(yàn)室副主任由郭光燦結(jié)合民主推薦從學(xué)術(shù)帶頭人中挑選出來，負(fù)責(zé)輔佐實(shí)驗(yàn)室主任做一些針對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)室的管理工作。

另外，實(shí)驗(yàn)室設(shè)有辦公室作為行政部門。最早在量子光學(xué)研究組成立時(shí)就有學(xué)術(shù)秘書幫助郭光燦處理財(cái)務(wù)報(bào)銷等事務(wù)，在1999年建立校級(jí)實(shí)驗(yàn)室時(shí)成立了這一專業(yè)部門，成員由學(xué)術(shù)秘書、實(shí)驗(yàn)員和財(cái)務(wù)人員組成，主要負(fù)責(zé)日常的文書、儀器購(gòu)買和財(cái)務(wù)等方面的工作，幫助教員分擔(dān)很多非學(xué)術(shù)的任務(wù)，使得教員有更多的時(shí)間去從事自己的本職工作(22)熊衛(wèi)民, 楊寧靖. 郭光燦院士訪談. 2021年12月15日. 合肥: 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)人文與社會(huì)科學(xué)學(xué)院當(dāng)代中國(guó)科技史研究所.。

實(shí)驗(yàn)室的組織結(jié)構(gòu)見圖3。實(shí)驗(yàn)室主任、副主任、學(xué)術(shù)帶頭人、研究組長(zhǎng)依次具有不同程度的管理權(quán)，主要包括人事權(quán)和財(cái)務(wù)權(quán)。辦公室作為實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部的行政部門，也是實(shí)驗(yàn)室與外界聯(lián)系的紐帶，主要行使服務(wù)功能，不具備管理權(quán)。

圖3. 量子信息實(shí)驗(yàn)室組織結(jié)構(gòu)圖

在這種組織結(jié)構(gòu)下，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部能夠較好地發(fā)揮團(tuán)隊(duì)優(yōu)勢(shì)。在面對(duì)大型項(xiàng)目時(shí)，由多位學(xué)術(shù)帶頭人組成的團(tuán)隊(duì)可以自主申請(qǐng)到大型項(xiàng)目而無需與外界合作；在項(xiàng)目的實(shí)施過程中，項(xiàng)目組成員由于出自同一實(shí)驗(yàn)室，擁有一致的科研目標(biāo)，有助于項(xiàng)目的高效實(shí)施。學(xué)術(shù)帶頭人和研究組長(zhǎng)在各自的團(tuán)隊(duì)中能夠充分發(fā)揮自己的才能。各個(gè)團(tuán)隊(duì)之間既獨(dú)立分工，又可以根據(jù)需要隨時(shí)進(jìn)行交流與合作，甚至可以引進(jìn)其他研究室的人才和技術(shù)。

而在人才方面，實(shí)驗(yàn)室延續(xù)了早年在人才培養(yǎng)中的努力實(shí)踐。量子信息實(shí)驗(yàn)室的科研人員多有教學(xué)任務(wù)，并且他們注重打磨課程，一些教員在訪學(xué)回來后善于運(yùn)用國(guó)際上的新理論和新方法豐富課程內(nèi)容，將一些先進(jìn)的教學(xué)理念融入到教學(xué)當(dāng)中，并結(jié)合本校學(xué)生特點(diǎn)在連年的教學(xué)實(shí)踐中進(jìn)行課程的完善(23)楊寧靖. 周正威教授訪談. 2021年5月21日. 合肥: 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)人文與社會(huì)科學(xué)學(xué)院當(dāng)代中國(guó)科技史研究所.，在此過程中教員的科研水平也得到提高。在培養(yǎng)過程中，教員們善于因材施教，并且以身作則帶動(dòng)學(xué)生的科研熱情，鼓勵(lì)學(xué)生直面困難，在難題的解決過程中做出不同尋常的成果。郭光燦還在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部設(shè)立了獎(jiǎng)金制度，激勵(lì)教員和學(xué)生認(rèn)真投入科研工作。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室注重營(yíng)造純粹的學(xué)術(shù)氛圍。郭光燦提倡科研工作者將科研當(dāng)做人生的追求，保持科研激情，在不斷發(fā)掘自身潛能的同時(shí)享受其中樂趣，而不是安于現(xiàn)狀，不思進(jìn)取[28]，但也不能急功近利甚至弄虛作假[29]。在全國(guó)范圍內(nèi)形成量子信息研究熱潮的同時(shí)，社會(huì)上出現(xiàn)了一些對(duì)這一科學(xué)夸大而不切實(shí)際的宣傳，郭光燦實(shí)驗(yàn)室杜絕商業(yè)性宣傳，實(shí)驗(yàn)室成員始終保持著實(shí)事求是的狀態(tài)，并延續(xù)著早年艱苦奮斗的精神，不以發(fā)表論文為主要科研目標(biāo)，而是致力于做出對(duì)學(xué)科發(fā)展產(chǎn)生真正有影響力和有價(jià)值的成果。

從量子光學(xué)研究組建立以來，郭光燦實(shí)驗(yàn)室在發(fā)展兩門新學(xué)科的同時(shí)培養(yǎng)出一批優(yōu)秀的科研人才。這些優(yōu)秀的畢業(yè)生中有一小部分進(jìn)入到其他高校繼續(xù)從事科研工作，大部分人回到了郭光燦實(shí)驗(yàn)室。這是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室在人才引進(jìn)方面受到經(jīng)費(fèi)的限制，尤其在學(xué)科發(fā)展的起步階段完全通過自主培養(yǎng)人才壯大了教研隊(duì)伍；進(jìn)入學(xué)科發(fā)展的新時(shí)期以來，實(shí)驗(yàn)室的畢業(yè)生和國(guó)內(nèi)量子信息領(lǐng)域的年輕人才數(shù)目逐漸增多，量子信息實(shí)驗(yàn)室作為國(guó)內(nèi)量子信息領(lǐng)域最出色的研究單位之一，同時(shí)身處國(guó)內(nèi)一流高校中國(guó)科大，始終具備吸引優(yōu)秀本土人才的實(shí)力。于是，以實(shí)驗(yàn)室優(yōu)秀畢業(yè)生為代表的群體在中國(guó)科大的教師選聘中脫穎而出，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室任教，隨后在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部形成了一脈相承的學(xué)術(shù)體系：截至2020年，實(shí)驗(yàn)室的59位教職工中有53位都是實(shí)驗(yàn)室的畢業(yè)生(24)數(shù)據(jù)來源于《中國(guó)科學(xué)院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室年報(bào)》。。這種體系不僅有利于團(tuán)隊(duì)管理，而且少有利益紛爭(zhēng)，年輕的學(xué)者在這里大力施展才華的同時(shí)更容易找到集體歸屬感。同時(shí)實(shí)驗(yàn)室鼓勵(lì)科研人員和學(xué)生出國(guó)訪學(xué)，每年選派一定比例的科研人員到國(guó)外學(xué)習(xí)考察，聘請(qǐng)了國(guó)外的學(xué)者來?yè)?dān)任客座教授，使得實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部不斷有新理念融入，有效克服了同一師門下學(xué)術(shù)思想和科研方法的局限性。在這種科研模式和人才體系的優(yōu)勢(shì)作用下，量子信息實(shí)驗(yàn)室得以成功地申報(bào)和實(shí)施了“超級(jí)973計(jì)劃”項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目等大型項(xiàng)目，在產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)成果的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)的快速發(fā)展。

五 經(jīng)驗(yàn)及啟示

隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)水平的提高，從1985年開始的科技體制改革伴隨著高校實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展。總體看來，在改革的早期，科研經(jīng)費(fèi)支持力度不足，高校實(shí)驗(yàn)室在科研尤其是發(fā)展新學(xué)科方面面臨很多困難，需要科研人員發(fā)揮主觀能動(dòng)性去努力創(chuàng)造科研條件。而從20世紀(jì)90年代中期以來，“973計(jì)劃”、中科院“知識(shí)創(chuàng)新工程”的啟動(dòng)和“百人計(jì)劃”“長(zhǎng)江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃”“國(guó)家杰出青年科學(xué)基金”“千人計(jì)劃”等人才項(xiàng)目的設(shè)立則為高校實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展提供了更多機(jī)會(huì)。一流高校的實(shí)驗(yàn)室之所以能夠在我國(guó)科研發(fā)展和人才培養(yǎng)中發(fā)揮重要作用，一方面有賴于一流高校給予的平臺(tái)支持，另一方面其自身有著值得借鑒的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)。郭光燦實(shí)驗(yàn)室作為一流高校的實(shí)驗(yàn)室，它自建立以來，在科研和人才培養(yǎng)兩方面做出了顯著成績(jī)，其成功的經(jīng)驗(yàn)可為高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)帶來如下幾點(diǎn)啟示：

(1)實(shí)驗(yàn)室主任做出正確領(lǐng)導(dǎo)

實(shí)驗(yàn)室主任作為實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)團(tuán)隊(duì)的帶頭人，其科研和領(lǐng)導(dǎo)能力對(duì)實(shí)驗(yàn)室起到關(guān)鍵作用。在郭光燦實(shí)驗(yàn)室，郭光燦為這一團(tuán)隊(duì)傾注了大量心血。作為一名杰出科學(xué)家，郭光燦既具有一流的科研水平、科學(xué)判斷力、戰(zhàn)略意識(shí)以及潛心科研的品質(zhì)等內(nèi)在的科學(xué)素養(yǎng)，又擁有科學(xué)家身份之外的突出的教育、管理能力和熱愛祖國(guó)、不畏艱難的優(yōu)秀品質(zhì)。這些綜合素質(zhì)決定了他在從業(yè)五十多年間能夠鍥而不舍地做出戰(zhàn)略性決策和行動(dòng)，對(duì)實(shí)驗(yàn)室和學(xué)科的發(fā)展起到了舉足輕重的影響。

(2)合理選擇和布局科研方向

科研方向的確立需要結(jié)合國(guó)際國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)和所在實(shí)驗(yàn)室的自身?xiàng)l件做深度思考，選擇前沿的科研方向意味著面臨更多機(jī)遇和挑戰(zhàn)。在20世紀(jì)八九十年代，郭光燦敏銳地追蹤和分析前沿信息，獨(dú)自做出了準(zhǔn)確判斷，先后涉足量子光學(xué)和量子信息領(lǐng)域，這兩次研究方向的選擇是量子信息實(shí)驗(yàn)室發(fā)展勢(shì)態(tài)良好的前提條件。隨著研究的深入，郭光燦和學(xué)術(shù)帶頭人又結(jié)合不斷更新的學(xué)科動(dòng)態(tài)和實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際情況，繼續(xù)做出了后續(xù)分支方向的多次選擇，同時(shí)完成了對(duì)實(shí)驗(yàn)室科研的整體和局部規(guī)劃，使得團(tuán)隊(duì)的科研既橫向拓寬又縱深發(fā)展，形成了適合于自身的廣泛而嚴(yán)密的學(xué)術(shù)布局。

(3)推動(dòng)形成合作共贏的局面

前沿科學(xué)技術(shù)由于學(xué)科的復(fù)雜性和技術(shù)的高要求，其發(fā)展需要通過合作攻堅(jiān)克難。從量子光學(xué)研究組時(shí)期開始，郭光燦積極動(dòng)員組織全國(guó)的力量去從事量子信息研究，并且?guī)椭鷩?guó)內(nèi)同行發(fā)展，成功助力了這一學(xué)科在全國(guó)范圍內(nèi)的推廣；在量子信息形成研究熱潮的新時(shí)期，實(shí)驗(yàn)室繼續(xù)致力于服務(wù)國(guó)家戰(zhàn)略需求，積極開展與國(guó)際、國(guó)內(nèi)同行的合作，既促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部的科研工作，又共同推動(dòng)了量子信息學(xué)科的快速發(fā)展。

(4)發(fā)動(dòng)人才團(tuán)隊(duì)力量

人才是推動(dòng)高校實(shí)驗(yàn)室快速發(fā)展的要素，也是國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的第一資源(25)國(guó)家中長(zhǎng)期人才發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020年)發(fā)布. 中央政府網(wǎng), 2010- 06- 06. http://www.gov.cn/jrzg/2010- 06/06/content_1621777.htm.。郭光燦實(shí)驗(yàn)室注重人才培養(yǎng)，并形成了合理的人才團(tuán)隊(duì)架構(gòu)。首先，進(jìn)入該實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生和教員都是通過選拔考試的能力出眾者。進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后，他們又在純粹的學(xué)術(shù)氛圍下接觸了良好的學(xué)科教學(xué)和科研訓(xùn)練，并且在不同的崗位或研究方向上獨(dú)立分工，擁有充足的施展才能的空間。而實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)出來的學(xué)生反過來壯大了教研隊(duì)伍，在一脈相承的學(xué)術(shù)體系下，團(tuán)隊(duì)力量得到更好地發(fā)揮。

此外，國(guó)家科技政策和上級(jí)單位提供的支持也對(duì)高校實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展起到推動(dòng)作用。長(zhǎng)期以來，郭光燦實(shí)驗(yàn)室爭(zhēng)取到了一系列競(jìng)爭(zhēng)性計(jì)劃和項(xiàng)目，“量子調(diào)控”被納入“國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃”，成為四個(gè)重大基礎(chǔ)研究計(jì)劃之一，令實(shí)驗(yàn)室受惠于政策對(duì)量子信息研究的傾斜。中科院和中國(guó)科大作為上級(jí)單位，為實(shí)驗(yàn)室提供了經(jīng)費(fèi)、場(chǎng)地的支持和較為自由的學(xué)術(shù)環(huán)境，使得量子信息這一曾經(jīng)的“冷門”學(xué)科得以發(fā)展壯大，也使得實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部能有更多創(chuàng)新性成果產(chǎn)出。

在上述因素的共同作用下，郭光燦實(shí)驗(yàn)室逐漸在量子信息領(lǐng)域進(jìn)入了國(guó)際一流梯隊(duì)，并且成為了國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)人才培養(yǎng)的模范實(shí)驗(yàn)室。其發(fā)展路徑在帶給人們啟發(fā)的同時(shí)，還體現(xiàn)了改革開放以來，一個(gè)新學(xué)科克服種種困難在中國(guó)成長(zhǎng)起來的歷程。隨著郭光燦實(shí)驗(yàn)室、選鍵化學(xué)實(shí)驗(yàn)室等實(shí)驗(yàn)室的成長(zhǎng)，中國(guó)科大也逐漸從教學(xué)型大學(xué)轉(zhuǎn)型成了研究型大學(xué)，并在國(guó)內(nèi)外贏得崇高的聲望。

致謝郭光燦院士、韓正甫教授、李傳鋒教授、明海教授、史保森教授、周先意教授、周正威教授、張永生副教授和黃運(yùn)鋒研究員接受了筆者的訪談，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)檔案文博院方黑虎執(zhí)行院長(zhǎng)和孫璐、張芳圓、馬小艷等老師在檔案查詢方面給筆者提供了幫助。此外，筆者得到了導(dǎo)師熊衛(wèi)民特任教授的悉心指導(dǎo)。在此謹(jǐn)致謝忱!