發(fā)布時間:2017-12-15
文章來源于中國新聞網(wǎng)
導讀
“量子信息領域很多論文中使用的芯片在國際上實際對中國禁運,而且不少關鍵器件雖然性能優(yōu)良但價格非常高。要實現(xiàn)真正的產業(yè)化,就要用合理的成本、通用的芯片和常見的器件實現(xiàn)滿足客戶需求的性能,甚至是一些和論文中類似的性能。但不能一味追求性能指標的最高化,那更多是學術上的要求。我們是沖著產業(yè)化來的?!?
——牛津大學博士黃蕾蕾
在全球人才流動中,中國已然是具備強大競爭力的人才吸引高地。國家對人才的重視、對留學歸國人員的政策傾斜,國內相對穩(wěn)定的產業(yè)形勢和潛在的市場機會等利好因素也是將“海歸潮”推升到歷史高點。在炙手可熱的量子通信領域,也呈現(xiàn)出了這樣的特點——科技“海歸”相繼選擇回國參與貢獻,而黃蕾蕾就是其中的代表之一。
在海外學習工作了12年, 黃蕾蕾從牛津大學博士畢業(yè)就果斷選擇了回國。 “我個人是做實驗的,總希望做出來的東西能用得上”,黃蕾蕾說現(xiàn)在機會終于來了,她絲毫沒有猶豫,就加入了這一波科技人才“回流潮”。
黃蕾蕾在上海接受采訪時表示,她回國后就選擇加入了九州量子——國內為數(shù)不多的從事量子通信產業(yè)化應用的企業(yè)之一,以最快的速度組建起一支研發(fā)團隊,將不同領域的科學家、工程師招入麾下。
作為一名在斯倫貝謝有過五年工程師經驗,又在牛津大學從事過五年光電子研究的科學家,黃蕾蕾心里早就有了一張清晰的路線圖。
和大多數(shù)人的印象不同,制約量子通信產業(yè)化的最大因素并不在理論和技術原理層面,而是批量化生產的技術瓶頸以及極高的制造成本。過高的產品成本擠壓了市場空間,導致有效需求無法形成。很多質疑者正是揪住這一點,否定了整個量子保密通信產業(yè)。
如何產業(yè)化和產品化,成了當前量子保密通信商用化的關鍵。擁有多年工程經驗的黃蕾蕾比誰都清楚,產品化依賴技術積累,依賴有豐富經驗的工程師,依賴不同領域的人在工作中相互碰撞相互啟發(fā)。這和在實驗室臨時搭光路電路寫Paper,是完全不同的思維和路徑。
“量子信息領域很多論文中使用的芯片在國際上實際對中國禁運,而且不少關鍵器件雖然性能優(yōu)良但價格非常高。要實現(xiàn)真正的產業(yè)化,就要用合理的成本、通用的芯片和常見的器件實現(xiàn)滿足客戶需求的性能,甚至是一些和論文中類似的性能。但不能一味追求性能指標的最高化,那更多是學術上的要求。我們是沖著產業(yè)化來的。”
接受采訪時,黃蕾蕾最大的感慨是“國內很多優(yōu)秀的技術人才做到一定年紀都轉管理了,具備豐富經驗的一線工程師太難找了?!?
“在國內要找到一個做了十幾年的資深工程師太難了”
黃蕾蕾找到的第一個“戰(zhàn)友”是張大鵬。
加上研究生階段,張大鵬是個有著近10年經驗的硬件研發(fā)工程師。之前一直在航天系統(tǒng)科研院所工作的他,具有非常豐富的電路設計經驗,有好多單位都向他伸出了橄欖枝。他手里不缺offer,九州量子給他的薪水也不是最高,最為關鍵的是,當他遇到黃蕾蕾的時候,九州北京研發(fā)中心甚至還沒有正式的場地和員工。然而,他們初次見面時的一頓簡單的家常飯,促使他決定加入九州量子:飯桌上他們聊的很投機。他覺得這個團隊是想踏實做事情的,與他對夢想、對研發(fā)技術的執(zhí)念不謀而合,深思熟慮后張大鵬決定加入黃蕾蕾的團隊。
陳切春澤是黃蕾蕾找到的第二個“戰(zhàn)友”。當時的他已經從日本東北大學的量子光學研究生畢業(yè)兩年,在長春的一家國企做和當前熱點AR/VR相關的工作,生活非常穩(wěn)定。但陳切春一直不愿意放棄他的量子?!笨傆X得量子技術是未來發(fā)展的一個趨勢,而我既然有機會學習了這個專業(yè),就這么放棄了實在太可惜了。但國內做量子產業(yè)化的公司實在不多,一次偶然的機會,他在網(wǎng)上看到了九州的招聘信息,在和黃蕾蕾當面溝通過后,他毅然決定為了自己的夢想來北漂,“我是真的想做點事,而我們團隊給了我一個良好的環(huán)境和氛圍”。
黃蕾蕾建立的研發(fā)中心日益壯大,目前已經形成了一個結構合理、分工明確的團隊,包括量子光學工程師、軟件工程師和電子工程師。
黃蕾蕾希望引入不同學科、不同背景的人,相互啟發(fā)和碰撞。做產品是一個實現(xiàn)物理學基本原理工程化的過程,橫跨很多學科領域,必須找到最專業(yè)的人來做專業(yè)的事。
量子通信屬于前沿科學領域,其產品研發(fā)涉及光學、模擬電子學、數(shù)字信號處理、軟件設計、結構設計等復雜多學科,沒有很多成熟的方案和產品可供參考。設計和打磨產品的過程中,特別需要像劉小樺博士這樣經驗豐富的資深工程師,也需要不同領域工程師的分工合作。
“隔行如隔山”,不同領域的人擁有完全不同的思維方式,黃蕾蕾對此深有體會。研發(fā)量子隨機數(shù)發(fā)生器時,團隊工程師會閱讀大量文獻,他們發(fā)現(xiàn)有些論文實驗中搭建的電路從工程化的角度看非常奇怪,,他們理解不了物理學家為什么要這樣設計,就來請教黃蕾蕾博士。
黃蕾蕾決定用實驗驗證,最終的結論是,很多時候,這群有著豐富工程經驗的工程師的感覺是對的,他們的方法是產品化和工程化最優(yōu)的途徑。
量子專家們發(fā)表論文時,更多的時候是注重關鍵指標的國際領先性和想法的創(chuàng)新性,他們不會過多地考慮具體光路電路實際實現(xiàn)的工程化問題,系統(tǒng)的可重復性、一致性和穩(wěn)定性問題,也不怎么考慮成本。而工程師就不同了,他們需要不斷優(yōu)化設計,要在盡量節(jié)省成本的情況下,做出性能最優(yōu),可以穩(wěn)定運行的產品出來。
這是兩種完全不同的思維方式。其實越到后期產品化的時候,越需要經典領域的工程師。黃蕾蕾博士之前和瑞士一家做量子通信的IDQ公司溝通時,發(fā)現(xiàn)對方后期的時候,80%的工作也都是經典領域的。比如系統(tǒng)的設計、器件的選擇,電路的具體搭建、網(wǎng)絡的具體構架、測試流程的優(yōu)化和標準化,還有各種環(huán)境因素——震動、溫度、濕度的考量,都需要靠經驗豐富的工程師來實現(xiàn)。
而在國內,最難找的就是堅持做技術的工程師,尤其是還對量子有一定理解的?!耙乙粋€做了十幾年的資深工程師太難了”,這是黃蕾蕾最大的感慨。
談到這個話題時,黃蕾蕾依然充滿書生意氣,“在國外經常能見到五六十歲還在做技術的工程師。但是在國內,像我很多搞技術的同學們都轉管理了,很少有人在做一線的技術工作”
原因其實很簡單,不轉管理的話,工資上不去。在國內,技術人員的工資普遍比管理低,但是國外就并非如此?!拔覀€人覺得這種現(xiàn)象需要改變,我覺得特別可惜。不是說技術人員不能做管理,但對有些在技術上有追求的,愿意一直做一線技術的工程師,他們可能并不喜歡做管理者,如果迫于現(xiàn)實的壓力而放棄,對國家和個人來說,都是巨大的損失和浪費?!?
這也是黃蕾蕾頗為自豪的地方,她的團隊里基本上都是有著多年經驗的資深工程師。
“探索出一個完整的生產工藝流程,對產業(yè)化應用意義重大”
研發(fā)中心偏重技術攻關,主要定位是進行一些核心器件和核心技術的研發(fā)。
黃蕾蕾博士告訴我們,當前商用的量子保密通信BB84協(xié)議已經是一種比較成熟的技術?,F(xiàn)在工作的重點其實是在產品化和系統(tǒng)整體穩(wěn)定性上,有大量的電路和軟件工作。量子光學工程師在其中扮演的更像是系統(tǒng)工程師的角色,很多具體產品的實現(xiàn)要靠軟件工程師和電子工程師。
而這方面,恰恰是企業(yè)的優(yōu)勢所在。她向我們展示了張大鵬、劉小樺這兩位有著多年電路經驗的工程師設計的電路板,“這種板子一看就非常專業(yè),跟做學術實驗時搭的示范板,整個設計和結構都是不一樣的,而且還要兼顧成本和性能穩(wěn)定性的要求?!?
目前團隊主要在進行三方面的攻關,一個是量子隨機數(shù)發(fā)生器,一個是GHz的單光子探測器,一個是量子光學集成化。目前,團隊已經研發(fā)出了基于不同原理的量子隨機數(shù)發(fā)生器。
“初期的技術難關已經攻克了,目前已經做出了產品樣機。下一步考慮怎么樣把它小型化,低成本化?!秉S蕾蕾博士向我們介紹,“但我們同時也會往高端方向走,做更高安全等級的的量子隨機數(shù)發(fā)生器,比如像源和測量器件無關的量子隨機數(shù)發(fā)生器。“
相較于國內高速量子隨機數(shù)發(fā)生器和單光子探測器的研究領域,九州量子已躋身眾多優(yōu)秀研究團隊的發(fā)展前列。
高速的單光子探測器最核心的是電路,難點并不在理論上,而是工程經驗,需要不停地調試。好在團隊成員都有著豐富的工程經驗,“因為他們都很專業(yè),有這方面的基礎,像劉小樺博士做了十幾年,有非常豐富的經驗,讓我們避免走了很多彎路”。
小型化、低成本產品的研發(fā)除了需要全新的電路設計之外,另一個關鍵就是光學系統(tǒng)的集成化。目前光芯片的集成化工作主要由光學工程師付云飛負責,他之前在中科院和華為做過5年光子集成芯片研發(fā),如果算上研究生階段的項目經驗,在集成光學領域也已經有近10年的經驗。
目前,拉高整個設備成本的是光學部分,團隊計劃用光集成芯片來代替。一旦集成芯片實現(xiàn)量產,成本將會急劇下降,從幾萬、幾千降低到幾百甚至幾十塊錢。這是一件所有人都想做,但還沒有人做成功的事。
集成化的重要性還不只是降低成本,更重要的是探索出一個完整的生產工藝流程,這對產業(yè)化來說意義重大。
“吸引優(yōu)秀人才靠的是技術上具有挑戰(zhàn)性的任務”
對黃蕾蕾來說,她是不滿足于只做產品的,她有更大的雄心。
“首先,我們肯定是要做產品的,尤其是當前相對比較成熟的量子保密通信相關的產品,但是更高精尖的一些技術也要跟上。其實當前所謂的量子通信主要還是量子密鑰分發(fā)技術,現(xiàn)在積累的這些工程經驗對今后實現(xiàn)真正的量子通信也是有很大幫助的。而且后期像量子傳感和量子探測方面的一些東西,我們也在布局。還有量子計算方向,雖然硬件方面國內還不成熟,但我們也會提早做打算?!?
黃蕾蕾說她已經向公司總部提議,在量子模擬算法和人工智能深度學習方面做一些技術上的儲備。
公司的研發(fā)氛圍吸引了不少優(yōu)秀人才加入。王嵩是一名有12年經驗的FPGA工程師,面試過13家公司,拿了一大堆offer。有幾家公司給的薪水比九州高很多,但他還是決定來九州量子。就是因為看上了這個技術型的團隊,喜歡這種團隊氛圍,在這里能學到很多東西。
“我覺得對一個研發(fā)團隊來說,尤其是像我們這種每個人都特別優(yōu)秀的團隊來說,真正吸引他們的,肯定不完全是工資。需要有一些技術上具有挑戰(zhàn)性任務,需要大家想法之間相互碰撞,這樣才能夠吸引真正的人才。
黃蕾蕾說自己想做的事情太多了,目前最大的希望是團隊能夠正常運轉起來,這樣就可以抽身做更多的研究工作。她對記者說,比起管理,自己還是更愿意潛心做研究。