文/合肥微尺度物質科學國家研究中心

“墨子號”量子科學實驗衛(wèi)星與阿里量子隱形傳態(tài)實驗平臺建立天地鏈路（新華社 發(fā)）

學科交叉被認為容易產生新的科學和重大突破。那么，一家科研平臺同時集齊物理、化學、生物、材料、信息五大一級學科是一種怎樣的體驗？合肥微尺度物質科學國家研究中心（以下簡稱微尺度國家研究中心）主任羅毅可能最有體會。

羅毅喜歡在朋友圈分享微尺度國家研究中心的“喜報”：重量級進展、高水平文章、各種獎項。近兩年可謂捷報頻傳，幾乎每個月都有好消息。2019年更是標志性的一年，微尺度國家研究中心共發(fā)表10篇《科學》《自然》《細胞》論文，且各領域都有好工作出現，呈全面爆發(fā)之勢。

在羅毅看來，文章數量本身并不重要，重要的是自信心的爆發(fā)，反映出微尺度國家研究中心多年來堅持學科交叉的厚積薄發(fā)。他們用行動證明，這條路走對了。

學術特區(qū)顯優(yōu)勢

兩項國家自然科學獎一等獎，11項國家自然科學獎二等獎和25項省部級科技獎特等獎、一等獎；16次入選兩院院士評選的“中國十大科技進展新聞”；在《科學》《自然》及其子刊上發(fā)表論文310篇；3項成果入選中科院“率先行動”計劃第一階段“面向世界科技前沿”18項重大科技成果及標志性進展……

這是自2003年以來微尺度國家研究中心交出的一份成績單。在羅毅看來，這體現了這個集團軍的競爭優(yōu)勢。其間，微尺度國家研究中心承擔了57項國家重大科學研究計劃和重點研發(fā)計劃項目，以及中科院各類戰(zhàn)略性先導專項和多項國家重大科研儀器研制項目，突破了一系列重要科學問題和關鍵核心技術，實現了從基礎研究、應用基礎研究到應用研究的全鏈條快速發(fā)展。

在基礎研究方面，微尺度國家研究中心獲得多個“世界首次”：在世界上發(fā)射首顆量子科學實驗衛(wèi)星“墨子號”；在國家發(fā)改委的支持下建成千公里級京滬量子保密通信干線，并在此基礎上首次實現了洲際量子通信；在國際上首次實現亞納米分辨的單分子光學拉曼成像；在室溫大氣條件下獲得世界上首張單蛋白質分子的磁共振譜；在國際上首次發(fā)現了40K以上鐵基高溫超導體……

在應用基礎研究和應用研究方面，微尺度國家研究中心首次實現了人工珍珠層材料仿生宏量制備；結合視覺神經生物醫(yī)學與上轉換納米材料，實現動物裸眼紅外圖像視覺能力；技術轉化成立的科大國盾量子技術股份有限公司今年6月在科創(chuàng)板上市。

之所以有這樣的活力，得益于制度設計上的巧思。微尺度國家研究中心采取教授“雙聘”制，即在該中心和依托單位中國科學技術大學的各學院之間實行研究人員的“雙聘”，在考核和評價時雙方互認、成果共享。

此舉解決了聘用、考核、研究生招生中的諸多癥結，將微尺度國家研究中心打造成為一個獨具優(yōu)勢的學術特區(qū)，吸引更多優(yōu)秀人才加入。

在充足的人力支持下，2017年從合肥微尺度物質科學國家實驗室（籌）更名時，微尺度國家研究中心研究部也從7個調整到11個，新增設的幾個研究部都是人才匯聚的方向。

據統計，中國科學技術大學80%以上的國家獎和年度十大進展均來源于微尺度國家研究中心。中國科學技術大學副校長羅喜勝強調，微尺度國家研究中心不僅僅是成果產出的一座高峰，也是培養(yǎng)交叉科學氛圍的“圣地”。

近年來，全國誕生了數個交叉科學實驗室、研究所，而“微尺度”僅此一家，以物質微觀結構上的共性為基點，不斷拓寬傳統物質學科邊界和前沿。

“定位越高，動力越大、走得越遠?！睂τ谖⒊叨葒已芯恐行牡奈磥?，羅毅希望能產生代表人類最高智慧的原創(chuàng)性基礎研究成果。

前沿探索“占山頭”

2011年年初，通過英國劍橋大學博士論文答辯后，畢業(yè)證書還沒拿到，陸朝陽就興沖沖地回到闊別3年的微尺度國家研究中心。2008年出國留學時，陸朝陽只申請了劍橋大學一所學校，為的就是去卡文迪許實驗室學習量子點技術。

量子指物質不可再分割的基本單元，例如光能量的最小單元就是光量子。量子科技具有革命性意義，是世界各國積極搶占的高地，也是微尺度國家研究中心創(chuàng)立伊始就積極支持的重點方向。為這名期待回歸的學子，微尺度國家研究中心提前啟動了儀器購置工作。

這使得陸朝陽能很快投入研究，2012年就制備出世界最佳品質的單光子源，幾年后又制備出兼具高效率和高品質的國際上綜合性能最優(yōu)的單光子源，為微尺度國家研究中心的量子通信和光量子計算研究提供了理想的單光子源。

2015年，中科院院士潘建偉領銜的“多光子糾纏及干涉度量”項目獲得國家自然科學獎一等獎。時年僅45歲的潘建偉成為該獎項最年輕的第一完成人，完成人之一陸朝陽33歲。

國家獎的肯定，給這支年輕隊伍帶來的不是安逸，而是更強勁的動力。隨后幾年，他們屢獲“世界第一”，成為名副其實的引領者。

例如，微尺度國家研究中心多次刷新并保持光子糾纏的世界紀錄；研制出世界首臺針對特定問題的計算能力超越早期經典計算機的光量子計算原型機，四大關鍵指標均大幅刷新世界紀錄；在超導量子計算方向，率先實現12比特糾纏、20比特以上的高精度相干操控；超期服役的“墨子號”量子衛(wèi)星在圓滿完成既定任務的基礎上，又在國際上首次實現了基于糾纏的無中繼千公里級量子保密通信；8月，團隊在超冷原子光晶格中實現大規(guī)模高保真度量子糾纏對的同步制備……

這一系列操作，令美國馬里蘭大學量子物理學家Christopher Monroe驚呼：“每一次我看到他們的研究進展時，都會感到震撼?！?/p>

量子科技涉及物理、信息、材料、工程技術等眾多領域，為了下好這盤棋，微尺度國家研究中心光與冷原子物理研究部主任潘建偉先后到奧地利、德國開展合作研究，又將學生有針對性地選送到國際各大知名量子實驗室學習。學成回國后，他們在微尺度國家研究中心這個多學科交叉的平臺上獲得了全力支持。

十年布局，終成顛覆性方向。2017年，潘建偉登上《自然》“十大年度人物”?！蹲匀弧吩u價稱，在量子通信領域，中國用不到十年的時間，由一個不起眼的國家發(fā)展成為現在的世界勁旅。

“前沿基礎科學是應用技術的源頭，必須得有人去‘占山頭’，這是微尺度國家研究中心的使命?！绷_喜勝說。

交叉融合促創(chuàng)新

2013年，連續(xù)空缺3年的國家自然科學獎一等獎花落以中國科學院院士趙忠賢和陳仙輝為代表的北京凝聚態(tài)物理國家研究中心和微尺度國家研究中心研究團隊，表彰他們在40K以上鐵基高溫超導體研究中作出的貢獻。

能取得這一成果，陳仙輝認為，得益于國家研究中心從制度上促進交叉融合。他以自己所做的鐵基高溫超導體研究為例，在凝聚態(tài)物理中，材料是推動物理發(fā)現的基礎，而材料的合成、設計、制備都涉及化學，對學物理的人來說隔行如隔山。在微尺度國家研究中心，物理系教授陳仙輝幾乎每年都招收一名材料或者化學背景的研究生。

“來了之后再學習物理，培養(yǎng)出來自然而然就是交叉型人才?！标愊奢x表示，這為培養(yǎng)復合型交叉人才作了很好的探索，也為國家研究中心的學科發(fā)展作出了很大貢獻。

由于在原始設計上橫跨物理、化學、生物、材料、信息5個一級學科，微尺度國家研究中心的研究生在專業(yè)選擇上的自由度大大提升，不同專業(yè)的學生和導師可以雙向選擇，跨學科的人才培養(yǎng)屢見不鮮。

同樣從研究生招生中受益的還有中國科學院院士、材料科學家俞書宏，他從國家研究中心招收了多名生物和醫(yī)學背景的研究生，從事仿生材料的研究，希望從基礎研究的角度降低生物質材料化學改性的成本，將其逐步推向應用。

俞書宏表示，微尺度國家研究中心通過設立研究部聚焦重要研究方向，把各個領域的優(yōu)秀課題組匯集到一起，提供穩(wěn)定經費支持，形成了堅實的合作基礎。

2015年，中科院院士潘建偉領銜的“多光子糾纏及干涉度量”項目獲得國家自然科學獎一等獎

對于如何促進交叉，羅毅的回答出乎意料的簡單：自然形成。“交叉不是拉郎配?！彼f。在微尺度國家研究中心，歷任主任都善于營造有利于創(chuàng)新的學術氛圍，通過物理聚集產生化學反應。氛圍有了，合作自然就來了。

分子醫(yī)學研究部主任周榮斌是一位80后教授。他說，自己從事免疫學研究，跟化學、材料等領域的科學家都有交叉合作，“回國以后幾乎每項研究成果都是合作產生的”。

例如，Ⅱ型糖尿病等代謝類疾病只能控制不能根治，但動物實驗發(fā)現，靶向免疫細胞的小分子藥物對糖尿病有很好的預防效果。周榮斌等人另辟蹊徑，跟化學家合作進行小分子藥物篩選，希望能找到治療Ⅱ型糖尿病的免疫治療方法和藥物。腫瘤治療的相關研究則需要納米技術的配合，對特定細胞、器官定向給藥。

在微尺度國家研究中心，每周都有各種學術報告和活動，不同研究組之間的“串門”是常態(tài)。每年的學術交流大會，更是一次學術盛宴?！澳芰某龊芏嗷鸹??！敝軜s斌說。

以人為本效果佳

國家研究中心的金字招牌吸引來了優(yōu)質的生源和人才，也促使微尺度國家研究中心形成一切政策傾向年輕人的文化。

在人才梯隊培養(yǎng)中，微尺度國家研究中心依托中國科大多學科的基礎教育優(yōu)勢，鼓勵本科生開展“大學生研究計劃”，從本科階段就進入實驗室。獲教育部批準成立“少年班—交叉學科人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新試驗區(qū)”，為微尺度國家研究中心交叉人才的培養(yǎng)提供了源頭活水。例如，出自少年班的中科院院士杜江峰的團隊中，有一半成員來自少年班。

為了激勵年輕學子，微尺度國家研究中心每年撥出1000萬元設立研究生特別獎學金。2018年起，又設立了博士后配套支持專項經費，旨在吸引全球范圍內的頂尖博士畢業(yè)生?！翱蒲泻谩⒋黾选背蔀檫@里的真實寫照。

羅毅表示，國家研究中心每年的運行經費中，一半分配到各研究部，為科研人員提供穩(wěn)定支持；剩下的一半則用來設立各種青年人才支持計劃，如創(chuàng)新團隊支持計劃、人才提升計劃、女科學家助推計劃等。

各類計劃針對的對象很精準。對于欠缺臨門一腳的年輕人有幫助他們成長的提升計劃；對于已經獲得“帽子”的優(yōu)青、杰青，則鼓勵他們拓展新的方向?！澳玫搅私芮啵偟冒蜒酃夥胚h一點，做一些更大的事情?！绷_毅說。

在他看來，微尺度國家研究中心這幾年成果頻出，已經證明“經費用在人身上效果最好”。微尺度國家研究中心的考核方式也很著名——每3年進行一次信用考核，只需填張表列出自己的科研成果就可以了，文章、專利、“帽子”一概不問。

“微尺度國家研究中心滿足了我的很多科研幻想?！标懗栃ΨQ，這里環(huán)境寬松、尊重學術，鼓勵大家做好的科研，卻不需要快速出成果，因此可以制定遠大的目標，踏實完成。

“優(yōu)秀的人不需要考核，他們會自我鞭策、相互促進?！绷_喜勝說，微尺度國家研究中心已然形成了相互正向影響的學術氛圍。

目前，微尺度國家研究中心擁有10支國家基金委優(yōu)秀研究創(chuàng)新群體、6支教育部創(chuàng)新團隊；15位院士、8位國家創(chuàng)新人才推進計劃A類入選者、60位國家杰出青年科學基金獲得者、47位優(yōu)秀青年科學基金獲得者。其中，45歲及以下年輕人占比達65%。

“支撐國家發(fā)展的根本動力還是科技，基礎研究和應用基礎研究需要長期積累，給優(yōu)秀的團隊和人才持續(xù)穩(wěn)定的支持，假以時日一定會有收獲?！标愊奢x說。