微尺度国家实验室是科技部2003年批准筹建的五个国家实验室之一，其研究方向覆盖物理、化学、材料、生物和信息等学科，实现了五大一级学科的交叉与融合，已经成为一个有重要国际影响的研究机构。在量子信息、纳米科技、高温超导等领域共11次入选两院院士评选的中国十大科技进展新闻，是国内获此荣誉最多的研究机构。其中量子信息作为微尺度国家实验室的特色研究领域之一，已在若干研究方向上形成了较强的国际竞争力。
量子信息科技经过近30年的发展，从前沿基础研究、应用基础研究到应用研究，已经进入到一个深化发展、快速突破的历史阶段，需要量子光学、原子分子物理、量子电子学等多学科的密切交叉，需要光电技术、材料工艺、空间技术、工程技术等关键技术的突破与集成。以往单一学科的国家重点实验室模式已不能很好解决量子信息这一交叉学科发展所面临的一系列问题。而国家实验室的定位面向国家重大需求，以学科交叉与融合为特色，非常适合于量子信息这样迫切需要高质量协同创新的研究领域。
我曾对美国一些著名的研究机构进行一些调研。美国大型研究机构大致上可分为两类。一类是建立在大科学装置的基础上，大体上有两种运行模式。一种为专注于某一学科方向的，比如费米实验室专门从事高能物理研究。这类似于我国的正负电子对撞机国家实验室等；另一种则将大科学装置作为开放的大型研究平台，应用于信息科学、能源科学、材料科学等多个学科的前沿研究，比如劳伦兹伯克利国家实验室。在这点上，前不久在国家发改委的支持下，集中了国家同步辐射实验室、超导托卡马克、强磁场等大科学装置所成立的中国科学院合肥大科学中心具有类似的功能与定位。第二类是以某一学科方向作为研究主线，并将其中发展起来的关键技术应用于多个交叉领域。比如美国国家标准与技术研究院（NIST），在其先进的测量技术基础上，在物理、化学、材料、工程和信息科学方面源源不断地产生对人类具有重要影响的发现。在过去10余年间，NIST在量子调控和量子信息领域产生了5位诺贝尔物理学奖获得者，他们为人类带来了超冷原子、原子钟、光梳等革命性新技术。
可以看出，国家实验室是需要面向重点学科开展高质量协同创新，在定位和功能上类似于NIST，因此NIST的经验尤其值得我们参考和学习。NIST首先得到国家高强度和稳定的支持，每年运行经费将近9亿美元。在运行机制上，NIST既是一个相对独立的机构，同时又与很多大学和企业保持密切和广泛协同，每年面向全美国的合作研究人员超过1600人。这点上，目前我国的国家实验室在筹建阶段与之相比还有较大差距，在政策环境和运行管理机制等方面还需要进一步优化。
除了科技部支持外，我国其他科教主管部门在近年来也已对促进高质量协同创新进行了一些初步探索。比如，在教育部和中科院支持下，以微尺度国家实验室量子信息研究团队为核心组建了量子信息领域协同中心，初步整合了全国的优势研究力量。
借鉴国外经验并考虑到我国现实国情，国家实验室的进一步发展应该整合全国相关的高校、研究所、国家重点实验室等资源，在筹建阶段运行的经验基础上，完善制度与管理办法，比如，公开招聘具有国际视野的领军人才担任实验室主任；实验室可以依托于某个大学或研究所，但区别于法人机构的固定人员编制，实现人才的良性流动，等等。在整合资源和完善制度基础上，建立一种类似于NIST的国家级实验室。依托国家实验室平台，在国家重大科技任务或重大工程支持下，协调高校、科研院所最优势的研究力量，同时与相关企业保持密切合作。通过采取类似“两弹一星”的模式，集中力量进行突破，应该是我们在激烈的国际竞争中占据制高点的有效途径。
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