以下文章來源于光子盒公眾號 ，作者光子盒研究院

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過去兩年是中國量子信息科技集中爆發(fā)的一年。2020年12月，中國科大宣布成功構建了76光子的量子計算原型機“九章”，并使我國成為世界上第二個實現“量子計算優(yōu)越性”的國家。2021年，構建113光子的“九章二號”。2022年5月，中國科大和濟南量子技術研究院實現了658公里TF-QKD和光纖傳感混合網絡，突破傳統(tǒng)光纖振動傳感難以超過100公里的限制。

而這些重要科技成果的背后都有同一位幕后功臣——尤立星團隊。尤立星團隊開發(fā)的超導納米線單光子探測器(SNSPD)在光量子計算和量子通信研究中都扮演了重要角色。

九章量子計算機的橫空出世，也讓持續(xù)在超導探測器領域默默耕耘的尤立星由幕后走向臺前，但尤立星的成功并非一朝一夕。從2007年回國，尤立星已在超導單光子探測領域深耕了十多年。早在2016年，尤立星團隊就開始SNSPD的產業(yè)化運作，成立了賦同量子科技有限公司，在成立不到5年的時間里便完成了百余套SNSPD系統(tǒng)銷售。而在探測器的性能方面，于2020年實現了基于NbN材料SNSPD 98%的系統(tǒng)探測效率，刷新了該團隊在2017年創(chuàng)造的92%的效率世界紀錄。

· 賦同量子的超導納米線單光子探測器系統(tǒng) ·

科技競爭，標準先行！2022年8月19日，經過四年的努力，由賦同量子科技有限公司董事長尤立星研究員牽頭制定的國際標準IEC 61788-22-3經國際電工委員會（IEC）批準并正式發(fā)布。這是全球首個超導單光子探測器的國際標準，也是在超導電子學領域我國牽頭制定的首個國際標準。

借此機會，尤立星博士接受了深入訪談。在訪談中，尤立星博士介紹了自己的科研經歷和賦同量子的成立淵源，并就企業(yè)產品、商業(yè)模式、合作競爭、應用領域、未來發(fā)展等話題展開了詳細分享。展望未來，尤立星博士表示，隨著全球競爭逐漸劍拔弩張，賦同量子更將“腳踏實地，仰望星空“。在已有基礎上，義不容辭地承擔更多高精尖科技研發(fā)的企業(yè)使命，“核心技術必須掌握在我們自己手里！”

尤立星，賦同量子科技（浙江）有限公司董事長，研究員、博士生導師，國家級創(chuàng)新領軍人才，獲政府特殊津貼。2003年，尤立星在南京大學取得博士學位，之后在日本東北大學、瑞典查爾姆斯理工大學、荷蘭特文特大學、美國NIST和加州大學伯克利分校從事超導電子學研究，具有豐富的超導電子學器件與應用研究經驗。截至目前已在Nature、Science、Nature Photonics、PRL、OE等雜志上發(fā)表論文200余篇，發(fā)明專利逾30項，國際會議大會報告3次，邀請報告20余次。

訪談整理如下：

01

多元學術背景，熱忱“從零開始“

問：您曾在瑞典、荷蘭和美國多地游學/工作，這些跨國經歷對回國科研、創(chuàng)業(yè)起了哪些作用？

尤立星：我的經歷比較特別。在幾個不同的地方工作過，每個地方工作時間都不長、研究方向也不一樣。盡管大領域都是超導電子學，但實際上內容差別很大。這有利有弊，弊處是研究深度不夠，好處是學習不同的東西使得我的知識面更寬廣，導致我特別適合做交叉學科研究，而且在做全新研究的時候上手會更快，更容易接受新鮮事物。這也是我回到國內可以做超導單光子探測技術研發(fā)的主要原因。雖然以前從未研究過，但是也不覺得是個問題，我并非第一次接觸新東西了。這個背景對我整個發(fā)展過程來說是很重要和很特殊的部分。

問：您回國時為何選擇了上海呢？

尤立星：我回來的時候，研究所剛剛啟動超導電子學研究方向，正在招收相關工作人員。我覺得那是一個好機會，研究的內容也很有意義和價值。在研究所，我從零開始規(guī)劃、學習，組建團隊，按照我自己的想法推動整個研發(fā)進程。這對于我來說很重要的：提供了一個“從零開始”的平臺，擁有足夠大的空間去施展。

02

創(chuàng)立賦同量子，拓寬商業(yè)版圖

問：為何選擇在嘉善創(chuàng)業(yè)呢？

尤立星：涉及到公司的定位。我們本質上做高端科研儀器，這涉及到制造業(yè)：每交付給客戶一臺設備都需要制造業(yè)的支持。上海比較適合大型企業(yè)，對于小微制造業(yè)并沒有特殊的優(yōu)勢，但上海周邊卻能夠提供非常好的環(huán)境，它們也非常希望上海的高科技產業(yè)外溢。嘉善離上海最近，地理位置相對較為優(yōu)越，企業(yè)相關政策上也較為靈活、高效。另外，嘉善的人力成本和流動性相對較低，可以對制造業(yè)提供較好的支撐。2019年，公司的超凈間產線在嘉善投入運營，目前公司占地2000平米。企業(yè)目前在嘉善發(fā)展比較順利，但是嘉善在量子領域還缺少上下游的企業(yè)，賦同量子進一步發(fā)展相對比較孤單，這也是企業(yè)發(fā)展需要思考的問題。

問：產品生產均在嘉善和上海完成，還是有其它代工廠？

尤立星：我們沒有代工廠這個概念，因為做的是系統(tǒng)里面非常細節(jié)的東西。如果從代工廠的角度理解，我們最大的“代工廠”是上海研究所：我們的芯片是上海研究所研發(fā)的。其他的核心組件基本都是商業(yè)級的，比如我們的制冷機是從中船重工鵬力（南京）超低溫技術有限公司或者日本住友重機械工業(yè)公司采購。自研的低溫同軸電纜、低溫溫度計等低溫電子學產品都是由多個不同廠家提供不同材料或者組件，沒用哪個代工廠可以掌握所有的東西。另外，一般每年市場體量達到千萬量級以上才會出現代工廠的概念，量子領域還遠沒達到這個級別。量子行業(yè)有很多原創(chuàng)的思想，但很多產品其實還是不同領域成熟的產品和技術的再整合和優(yōu)化。

問：今年7月1日，賦同量子位于意大利的“SNSPD歐洲Demo中心”正式啟用，這是一種什么樣的業(yè)務形式？

尤立星：我們和意大利簽定的協(xié)議叫“demo lab協(xié)議“。我們在那不勒斯有個實驗室，安裝了一臺機器，并提供部分服務和示范驗證。同時，我們的實驗室位于那不勒斯費德里克二世大學的孵化器中。這個模式和國內的大學面向產學研合作的孵化器是類似的，我們就是和這個孵化器簽定的合作協(xié)議。

問：能談談賦同量子目前的商業(yè)模式嗎？

尤立星：現在我們屬于“走在中間“的狀態(tài)：既不是完全成熟的固定型號產品、也不是完全定制化的產品，未來公司的產品會逐漸成型固定。這也和量子技術領域的發(fā)展有關：技術還在不停地演進，用戶需求也在不停更新。

03

科研成果商品化，軟硬件兼施

問：賦同跟中國科大潘建偉院士團隊合作密切，九章光量子計算機有多大比例會使用到賦同的單光子探測器嗎？光子的數量和SNSPD的需求量是一個線性增長的關系嗎？

尤立星：九章使用的幾乎所有的單光子探測器都是由賦同量子提供的，可能還有少量他們前期從國外采購的。量子計算機中的光子比特數量和SNSPD的數量是有一定的線性關系，比如九章2.0中實現了113個光子144模式，其中使用了144通道超導單光子探測器，平均探測效率達到0.83。

問：除了超導納米線單光子探測器，賦同還有哪些產品？

尤立星：賦同量子定位是一個超導、量子及低溫電子學領域的小型高科技公司，我們提供相關領域的技術研發(fā)與支持，比如低溫恒溫器定制服務，覆蓋0.3K到4K的深低溫溫區(qū)。另外還有很多低溫電子學元器件，比如低溫同軸線、低溫柔帶線、超導同軸線、低溫放大器、低溫溫度計等。

問：賦同量子現在的產品都是純國產嗎？

尤立星：嗯，賦同量子已經實現了主要核心部件國產化。SNSPD系統(tǒng)主要包含芯片、制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)和電子學系統(tǒng)四大部分。核心的SNSPD芯片是由研究所研發(fā)，制冷系統(tǒng)和真空系統(tǒng)的核心部件可以選擇國內不同廠商的產品，然后由公司設計圖紙加工組裝；電子學系統(tǒng)由公司自行開發(fā)。

問：從實驗室到商品化轉型存在哪些困難？

尤立星：兩部分。一個是產品方面，在實驗室里從0到1做出一個創(chuàng)新很難，但從1到100的工程化也不容易。不止要把芯片和系統(tǒng)做好，還要做到用戶友好，對應地需要在軟件和硬件方面升級迭代N次。好在我們的客戶都是水平極高的各領域研究人員，可以幫助我們一起將國產高端科研裝備快速升級迭代。

另一挑戰(zhàn)是如何去和進口產品競爭？尤其是當進口和國產產品價格差不多時，研究人員一般傾向于選擇進口產品。這個需要我們付出更多努力來改變這個狀況。首先，在產品方面，基于前期的硬核科技積累，我們可以真真正正拿出和國外一致、甚至優(yōu)于進口的高性能產品；其次，在服務方面，我們有專業(yè)和高效的售后服務團隊，不斷積攢良好的用戶口碑。目前，我們已經看到用戶心態(tài)正在慢慢轉變，開始信賴國產。2020年末，公司進一步推出中國“芯”計劃，采用國產的高性能芯片替代用戶過去采購的國外芯片，得到了非常多國內研究團隊的響應和支持。

問：一般最尖端的科學技術會先應用于國防軍事，請問賦同的產品是否涉及、或有潛力應用于軍事國防、深空探測等領域呢？

尤立星：超導納米線單光子探測器是達到光子探測靈敏度極限的探測器，不僅可應用于量子通信、量子計算等量子領域，也可應用于對弱光極限探測有需求的經典領域，如深空探測、激光雷達、生物成像等。這些經典領域將會是我們未來拓展的目標，但是對于這些新方向，新技術的進入需要一定的時間來培養(yǎng)用戶，并且還需要不斷地解決應用層面的問題。

問：賦同做高端科研產品，是否有考慮生產一些民用產品比如半導體探測器等？

尤立星：簡單來講，我們首先“腳踏實地“，堅持走好高端科研儀器賽道；當然，科研賽道應用面相對較窄，我們會在這個賽道”仰望星空“，通過應用場景的分析調研和客戶合作等方式，尋求更大的市場上升空間。半導體探測器我們還在仔細調研和分析。超導量子器件及低溫電子技術是我們發(fā)展的核心領域和努力目標，我們這個基本盤是不會變的。

04

放眼全球，“核心技術必須掌握在自己手里“

問：今年8月，您的團隊制定的全球首個超導單光子探測器國際標準正式發(fā)布。為什么想做這件事，接下來還有怎樣的相關工作？標準化工作推進的難點？

尤立星：首先，大家已經認識到，做標準和做產品、做科研同等重要，甚至更重要。如果能夠把標準做好，對于技術研發(fā)和產品優(yōu)化都很有幫助；其次，做標準需要全球做SNSPD的研究人員共同參與，可以擴大中國在相關領域的影響力。在標準推進過程中，遇到的主要難點在于標準的要求要比產品的要求高很多，因此需要站在一個更高的基準上重新理解系統(tǒng)和設計，進而改進產品及相關技術。

因此，這個標準雖然前前后后已經做了四年，但與剛開始既定的理想目標還是有差距，當然這期間我們也對標準和技術有了更深的理解。下一步我們將繼續(xù)完善產品，向著更高的技術標準努力。

問：賦同量子取得當前成績的原因？

尤立星：主要分為兩點，機遇和理念。超導單光子探測器發(fā)展的最大需求和技術驅動力來自量子信息技術領域的快速發(fā)展，自2000年起，全球的量子信息技術在科研和產業(yè)化方面發(fā)展都十分迅速，刺激了需求的迸發(fā)。另外一方面，也源于賦同的理念。公司以“有用的產品、良好的服務“為理念，這種務實的理念使得我們非常注重和應用端的科研人員配合，從而在和國際同行競爭中取得優(yōu)勢。

問：怎么看待同行競爭呢？

尤立星：同行競爭其實非常重要，可以促進技術的快速發(fā)展迭代。但超導單光子探測器是一個相對較小的領域，因此同行之間重要的不是內卷，而是如何外擴，把整個應用市場做大，從而推動超導單光子探測器領域的發(fā)展，讓大家都有較好的生存空間。

問：高科技領域國際競爭激烈、貿易摩擦等，對賦同有何影響？

尤立星：高端科研儀器一直掌握在國外手里，這一定程度上限制了中國科技的發(fā)展。我們探測系統(tǒng)的部分組件也受到了國際競爭和貿易禁運的影響，比如賦同核心產品SNSPD系統(tǒng)中的低溫制冷機，曾經大量使用日本住友公司的成熟產品。但隨著中國在量子信息領域的崛起，住友對終端用戶就提出了極其苛刻的限制。這一切也都在激勵我們：核心技術必須掌握在我們自己手里。

問：公司在未來3-5年的未來發(fā)展規(guī)劃及目標？

尤立星：作為一個小型高科技公司，賦同正在非常健康、穩(wěn)步地向前發(fā)展。公司下一步的發(fā)展規(guī)劃，首先是站穩(wěn)基本盤，滿足國內量子信息領域對高性能SNSPD的需求；其次，將從擴大應用范圍著手，積極探索量子信息以外的應用場景，比如生命科學、高能物理等；此外，緊密聯(lián)系上下游公司，尋求戰(zhàn)略層面技術與資本合作。我們也歡迎投資，特別是領域上下游的資本合作，進一步擴大公司規(guī)模，增強公司抗風險能力。整體上來說，穩(wěn)中求進。