基础研究并非凭空臆想的理论探索,而是常常源于解决实际需求的紧迫感,从而催生重大理论突破。反过来,技术上的飞跃又能为基础研究提供更先进的设备、更丰富的研究对象以及更强大的分析能力,形成一种持续向上的螺旋式发展。例如,第一次工业革命中为提高内燃机效率的努力催生了热力学与统计力学,而这两门学科的发展又促进了量子力学等基础理论的革新,量子力学进而孕育了现代信息技术,信息技术则为基础研究提供了强大的工具支持。

投身量子信息研究二十余载,回顾我们团队的历程,从“墨子号”量子科学实验卫星到“九章”和“祖冲之号”量子计算原型机,每一次关键的进展都源于对长远战略目标的基础科学问题的聚焦。基础研究不仅是原创性突破的根基,更是我们占据未来产业制高点、实现高水平科技自立自强最坚实的保障。

二十多年前,当我们提出利用量子卫星平台实现千公里级别的量子通信时,由于国际上缺乏成功案例,许多人认为这不过是天方夜谭。然而,有时科学研究的起点恰恰是那些看似遥不可及的设想,勇于挑战前人未曾实现的目标,正是基础研究的价值所在。

今年年初,我们团队成功将锶原子光晶格钟的稳定度和不确定度指标全面提升至10的负19次方量级以上。这意味着光钟能在更短的测量时间内达到其系统不确定度的极限,可应用于时间基准、精密导航和大地测量等领域。这一成就标志着我国在时间精密测量领域的研究水平已达到国际领先地位。

许多人会好奇,为何要花费如此巨大的精力去研制一台能够实现“300亿年误差不超过一秒”的锶原子光钟?我们的目标不仅在于追求一个极致的数字,更在于重新定义“秒”这一时间基本单位,并掌握自主的时间计量主权。结合超高精度的光钟以及从量子通信技术发展而来的先进手段,我们可以构建一个覆盖广泛区域的高精度时间标准传递网络。未来,这将使我们能够以前所未有的精度监测地壳的微小形变、预警火山活动,甚至为探测引力波、搜寻暗物质提供全新的方法。

从光量子和原子的基本特性出发,我们发展出了极致的信息安全传输与时间精密测量技术,而这些技术又反过来为探索物理学基本原理提供了全新的平台。我们的研究工作充分印证了“基础研究促进技术进步,技术进步反哺基础研究”的良性循环。

如今,我国在量子通信、量子计算和量子精密测量这三大领域的发展备受瞩目,社会关注度极高。这是几十年以来,我们辛勤耕耘量子力学基本原理研究的成果。这有力地说明,基础研究的深度决定了我们前进的速度,也决定了我们能够走多远。

展望未来,量子科技正从“实验室经济”加速迈向实际应用。量子通信已在金融、政务等领域初步落地;量子精密测量有望在导航、医疗成像等方向率先形成产业规模。而通用量子计算,虽然可能还需要10到15年甚至更长的时间,但它必将为人类社会带来颠覆性的变革。

基础研究的道路没有捷径可走,每一步都需要科研人员一点一滴地探索,其中许多人默默无闻,却为后人开辟了道路。这便是科学精神的体现。当前,我们尤其需要一群既有远大理想,又能脚踏实地、甘于奉献于基础研究的年轻人。让他们尽早参与到科研的“实战”中,在重大项目中得到磨砺,在最前沿的任务中得到锻炼,这样才能培养出能够独当一面的科研新生力量。

我坚信,只要我们持续保持对基础研究的热情和耐心,就一定能点亮更多属于中国的科技之光,为培育壮大未来产业、塑造发展新动能贡献力量。

(作者为中国科学院院士、中国科学技术大学常务副校长,本报记者闫伊乔采访整理)

《 人民日报 》( 2026年07月12日 05 版)