济南新动能百人访谈:济南量子技术研究院周飞——为什么是济南


  【7月27号,世界首颗量子微纳卫星“济南一号”搭载中国科学院“力箭一号”运载火箭成功发射。这将使我国在世界上首次实现基于微纳卫星和小型化地面站之间的实时星地量子密钥分发,构建低成本、实用化的天地一体化量子保密通信网络。也同时也意味着,作为国际上率先开展下一代空间量子科学实验研究的国家,我国在该领域的领先地位得以保持。909济南经济广播记者郭慧对话济南量子技术研究院副院长周飞,欢迎关注。

  

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  “济南一号”量子微纳卫星由合肥国家实验室牵头,中国科学技术大学、济南量子技术研究院、中国科学院微小卫星创新研究院、上海技术物理所等单位合作研制。其中,在济南高新区管委会的支持下,济南量子技术研究院负责组织地面应用系统研制,作为用户总体开展量子密钥分发应用技术验证。根据周飞副院长的介绍,截止目前,“济南一号”太阳能帆板正常打开,上电测试、发光测试和系统模块的测试一切正常,对接的地面站已经运抵济南,星地联调测试等一系列数据表明,济南一号的现状符合设计预期:

  【记者:从济南一号的设计到发射,到今天,咱们济南量子技术研究院和周院长团队,你们在其中承担了一个什么样的角色?

  周飞:应该说因为本身我在学生时代属于潘建伟团队成员,科学研究的方向就是叫量子纠缠源,我们的墨子号里面很重要的一个载荷,就是量子纠缠源的载荷,所以我学生时代主要做的科研系统,就是我们墨子号的纠缠系统的原型样机,后来潘老师也把这个系统捐赠到了国家博物馆。所以我一直是做的是星地的或者是我们叫自由空间量子通信,那么后续我们济南院,包括我这个团队,一直和科大联合,开展比如说小型化地面站的这种联合研制,那么小型化地面站面向的就是墨子号之外的小的这种量子卫星,所以我们有了地面站,有了济南一号,我们才可以实现点对点的星地链路的链接,就此开展后续的天地链路、地面链路的结合,构建一个天地一体化的广域的量子通信网络。

  记者:济南一号对咱济南量子研究院来说,他意味着什么?

  周飞:意味着我们未来从事量子研究的平台,以前只有济南量子通信试验网这个地面网络,有了济南一号之后,我们把实验的平台移到天上去了,我们可以在天上开展我们的实验研究,研究平台更立体了。同时也是对我们济南院和济南的影响力方面很重要的一个提升。

  作为我国构建“量子星座”的首星,“济南一号”的发射成功,也意味着我国量子保密通信的商业化迈出重要一步。在旋即出现的铺天盖地的报道中,很多人问“为什么是济南?”。

  位于山东省济南市历下区舜华路747号的济南量子技术研究院已经投入使用多年,但是仍然有人好奇这个机构的价值或者功能。

  

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  量子不是新概念,他最早出现于1900年德国物理学家麦克斯·普朗克的论述里,百余年来,经过爱因斯坦、德布罗意、海森堡、薛定谔、狄拉克等大师级物理学家的研究,人类发展建立了量子物理学,并促成了半导体、电子显微镜、激光、集成电路芯片等重大发明。今天,各国主流观点都已经将其视为关乎国家安全和社会经济高质量发展的战略性领域,在中国,抢占量子科技发展制高点、构筑发展新优势也已经成为如今城市竞赛的新赛道。

  在这个领域,济南下了一步“先手棋”。2010年2月10号,山东省政府与中国科学技术大学签署科技成果转化协议,此后的2011年5月16号,中国科学院量子技术与应用研究中心暨济南量子技术研究院揭牌仪式在山东举行,这是中国最早成立的量子领域专门研究机构。作为局级事业单位,被赋予开展量子科学基础研究和应用基础研究;为量子科研成果转化提供技术支撑;组织量子科技公共研发平台建设,建设量子保密通信试验网;负责全省量子科技人才引进等一系列职责。彼时,国内多数人还没有真正看清这项技术的发展前景。

  虽然有各方资源汇集和支持,这个从零开始的机构踏上的仍然是一条拓荒之路。周飞对此感触颇深。师从量子信息专家潘建伟院士和量子密码专家王向斌教授的他,2012年物理学博士毕业后来到济南量子技术研究院,从开设各类账户,到建立组织架构,再到起草建院方案,全力推进院里的各项工作进展,做行业的播种机,利用各种渠道和机会让更多的人了解量子,了解量子研究院,都是他一度的重点功课:

  

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  【周飞:量子属于一个实验科学,所以很多人流传“学习量子越多,或者越是大家越不懂量子”,就是这个原因。因为它有很多假设,谁也不懂为什么这些假设出现,但是将这些假设用到实际生活中的时候,它是符合的,是能够自洽的。大家用这个东西做激光真的能产生激光,做半导体,真的能做出来半导体,我们不确定未来随着科学的发展,会不会有人推翻它,但是起码从百年历史来说,我们一直在用量子。

  记者:可不可以跟我们分享几个时刻,你觉得影响到量子研究院到今天这个局面的一些工作?

  周飞:我觉得最艰难的可能是13年14年左右,有段时间我们就很难获取支持,甚至人员开始流失,大家都觉得你量子院到底要不要存在,存在的必要性是什么?因为你越小别人对你就越不重视,越不受重视,越得不到支持,越做不出东西。所以那时候我们确实花了很长时间,做科普,就要不停的去讲。

  记者:跟谁讲?

  周飞:所有的只要到高新区来的人,基本上都是去浪潮、超算,再就是量子这几个地方,所以你就能把很多你的理解用更通俗、更面向产业化、面向实用化、有什么用,从这个角度去让别人能清楚。不讲科研,就讲这个东西有没有用,怎么用,所以也是花了很久普及。

  记者:其实就是因为你想把这件事情做成。

  周飞:守住,起码守到有领导认识到这个东西很重要,很有必要。我这个人不想做一个事情半途而废,我的想法就是把这个平台搭建好,把人员、政策、资金弄好,什么东西都走上正轨了,按部就班的时候我可以走,但是你啥也没有,啥也没创造出,这几年你就是白费了,情怀也好,或者是自己的这种固执也好,我觉得还是希望做点东西出来,或者给济南给山东留下点东西。那么从17年之后,其实我们人员就成长的特别快了。另外的重要时刻我觉得应该18年,我们加入到济南高新区改革体系,我们有很大的自主权可以进行自主人才招聘,我们就可以放开手脚去搜罗我们觉得很好的人才。再一个就是2019年初,我们的标委会的成立,全国量子技术标准化技术委员会,整个量子技术标准方面,全国只有这么一个,所有人都在问为什么这个标委会会落地到济南,也离不开济南市政府,包括山东省的这些业务部门,比如说市场监管(部门)的全力支持,那么我们只是把相关的这种技术去汇报好,讲好这个故事就可以,我觉得这个也是一个很重要的节点,我们有了国字号的平台。

  

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  以价值引领为前提,当一个人的梦想终于和一个区域的梦想交汇,诗和远方就在脚下。周围人眼里的周飞既有一个卓越科学家的严谨执着高标准,同时也有长期在科研管理中体现出来的宽阔的视野、目标为导向的战略思维,解决问题的能力、持之以恒等等关键词,他清楚量子对世界的改变,懂政府语言,更懂科研人员的做事方式与个人发展诉求。产业发展,人才是基础,特别是在这个前沿领域更是如此。也因此,对于人才的引进和布局,周飞亦有不少心得:

  【周飞:人家讲量子计算这个领域,去年一年全世界的投入在几十亿美金以上,但真正专职从事量子计算的人才也就千人左右,所以说人才非常少,那么我们怎么样去竞争量子人才,所以我们也得找到我们自己的独特性,独特的这种平台优势也好,或者是我们的一系列配套政策的优势也好,或者整合的这种优势也好。

  记者:除了济南量子研究院之外,目前在全国很多城市也都建立了自己的量子研究机构,在给别人介绍的时候,您觉得咱济南量子研究院相比较其他的研究院,特点是什么?他有其他的北上广深没有的东西吗?

  周飞:有。每个平台都不一样,说实话呆在济南这么多年,我觉得济南的风土人情还算很好的,为什么我们近些年连续获评文明城市第一,包括现在要争创典范城市,我觉得他的文化也好,或者是这种城市的文明程度也好,确实是得到了大家的认可。

  

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  另外一个就是我们有很好的国家的平台的支撑——国家实验室、全国标委会。第三个我们现在很多量子产业的上下游企业都在这聚集,比如说我们做雷达的国耀量子雷达,我们有做量子通信设备的国盾量子,做量子通信运维的的国科量子,还有比如说做芯片的国讯量子,还有比如说做视频应用的慧云量子等等,这些公司现在已经慢慢形成了一个产业的集群,那么未来还会有更多的,他就形成了所谓量子的一个很好的生态。另外我能知道科学家的诉求是什么,这些刚毕业的博士的诉求是什么,一个人的黄金年龄其实就那么几年了,作为科学家,他要在整个领域去立足,越早越年轻的时候做出的成果越多越好,在原有的我们熟悉的平台里面做,你会立马就出很多很好的成果。当然自始至终我们的人才服务是做得非常好的,不亚于清华、科大。我是想只让科研人员、我们的专家只做判断题,不做论述题,也不做选择题,更不要做问答题,除了科研之外,所有的生活琐事安排都(帮你)想好,你只要专心科研就好。所以最近有很多清华的、北大的、科大的、中科院的,包括海归人才的一系列的(人才)到我们济南院这个平台上来,我们上次统计,我们现在博士,光清华的各类人才加起来有七八个,一方面解决了我们的人才需要,另外对济南市对山东省整个人才聚集,也起到了很好的带动和推动作用。】

  具体到济南市的人才政策,在周飞看来,相比较他看到的其他城市,我们无论是力度还是评价体系和体现方式,包括对直系亲属的兼顾,都体现出了满满的诚意。当然,在他看来,如果城市之间能够形成人才评价体系的互动和互认,扩大人才服务的企业和行业范围,对在更大范围内发挥人才优势,形成尊重人才、吸纳人才的氛围,无疑也会有更多积极作用。

  从29到39岁,周飞在济南院度过了一个科学家最好的十年。从拉着拉杆箱自己找住处,甚至一度成为研究院唯一的全职博士,到今天,他的团队伙伴可以享受有竞争力的人才待遇、能够充分激发其活力的科研政策、“拎包入住”精品人才公寓等等在内的生活保障以及从就诊安排到常规心理疏导的上门服务,周飞和他的团队见证了济南人才政策的一次次蜕变,也在研究院内营造出一个单纯、向上的微环境。目前,量子研究院研发团队也实现了从0个到15个的重大进展,研发队伍近100人,形成了以国家杰青、长江学者领衔的科研攻关队伍。

  济南量子技术研究院已经展现出令各方瞩目的硬实力。包括量子通信领域屡创世界纪录——实现500公里量级现场无中继光纤双场量子密钥分发,创造商用光纤量子通信距离的世界纪录;参与地面跨度4600公里的天地一体的多用户量子密钥分发,验证了构建天地一体化量子通信网络的可行性。二是突破“卡脖子”关键技术。研制器件无关量子随机数产生平台,打造随机数的“原器”;实现世界上最高精度的毫米级非视域三维成像;攻克高性能大尺寸铌酸锂晶体制备技术。三是打造国家级“量子+”标准应用示范平台。推动成立全国量子计算与测量标准化委员会和国际首个量子信息技术焦点组,实现济南在量子通信、量子计算、量子精密测量三大领域标准全覆盖。四是组建量子信息技术重大应用示范工程,领航新产业。实现基于周期极化铌酸锂波导芯片的全产业链完全自主化、国产化、量产化;建成最大规模实用化城域量子通信网络“济南量子通信试验网”和首个商用化量子通信网络“济南市党政机关量子通信专网”;部署全球首套小型化可移动量子卫星地面站,在济南实现与国家量子骨干“京沪干线”和“墨子号”互联互通等等。

  

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  而也正是基于他们卓有成效的工作,在众多参与机构当中,世界首颗量子微纳卫星才得以以”济南一号”的名义,闪耀于浩瀚星空。

  【周飞:这两年因为疫情没有出去,前几年我们参加国际会议的时候,在任何一个国际会议上,我们都能看到有人来讲济南做了一个济南量子通信试验网,济南的这个网络,量子通信的这种商业化和产业化。所以大家也能看到,突然间除了北京上海国际上的影响力,很多报告里面出现了济南,所以我觉得是对我们整个科技创新的引领和带动和影响力,我觉得是一个很好的提升。

  济南量子技术研究院已经成为济南创新驱动集成改革的“见证者”和“受益者”,也是济南前沿科技布局与创新发展的一个缩影。

  通信以及信息安全、算力、金融、成像……量子技术作为底层技术驱动力,“赋能百业”越来越成为各方共识。量子产业也被面向未来的区域发展寄予厚望,从2018年开始,我们相继发布《山东省量子技术创新发展规划(2018-2025年)》、《济南量子信息科学中心建设发展规划2019-2025》、《济南量子信息产业发展规划(2019-2022年)》、《山东省自然科学基金量子科学研究联合基金》等一系列文件,在被称为国内首个量子信息产业精准扶持政策——《济南市人民政府关于加快建设量子信息大科学中心的若干政策措施》里,更是喊出最高支持一亿元的郑重承诺。而在济南高新区布局的“十四五”的战略性新兴产业集群中,量子科技产业更是出现在第一位。以此为基础,济南将力争到2035年在量子通信和量子测量领域实现大规模商用,量子信息产业达到千亿级规模,技术、产业齐头并进,成为激活济南城市发展的新引擎。

  【记者:济南量子研究院将给我们带来量子产业的哪些引领?在济南,我们正在做面向未来的哪些布局,面临的机遇和挑战是什么?

  周飞:首先是我们最核心最主要的量子通信这一块,因为量子通信也是整个量子技术领域最可以实用化的,我们现在已经有很多实用化的网络:党政专网、齐鲁干线、京沪干线这些都有现成的网络,我们现在有济南一号,未来可能还有会有更多的量子的卫星,就是量子通信的基础设施就会布局好,布局好了之后,我们在上面再加载我们的保密通信业务,这个时候客户提需求,他可以把这些业务加在我们的基础设施上,就像类似于铁塔公司,他把基站建好,那么剩下的通讯的业务就是联通移动他们去干的事情了。那么从研究院这个角度来说,我们要做量子通信的组网测试,就是未来不只是济南的或者山东会连成一张网,未来会把全国连成一张网,但是全国不只是我们这个团队,还有很多其他的科研团队,他们也做了很多不同协议的量子网,那么这些量子网最后怎么能组成一张网呢?我们要借助济南量子试验网这个非常大的组网平台,把这些新协议新技术和新器件在我们网络上做测试,测试完了之后我们给你出这种认证的入网报告,那么最后组建一个全国的最少是百万节点以上的这种大的、骨干的或者是局域结合的网络,那么这是我们济南院要干的事情。当然我们还会有很多,比如说核心器件,在应用的过程中会有很多量子通信的核心器件,还会有很多比如说量子精密测量的核心器件等等,那么这些核心器件我们会自主研发,来解决一些卡脖子的技术。

  记者:你觉得对咱来说困难是什么?

  周飞:困难也我觉得还依然是在人才方面。我们现在人才其实比以前很好,但是相对来说对比北上广深……其实不只是跟这几个城市,我们是跟全世界去进场竞争量子人才。】

(《济南新动能百人访谈》由有人物联网独家冠名播出)


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