全球僅1名!中科大80後「量子鬼才」陸朝陽獲美國物理學量子計算獎

中國科學技術大學教授陸朝陽的研究工作再次獲得國際獎項認可。

策劃&撰寫：小波點

當地時間10月7日，據美國物理學會（APS）公布，授予中國科技大學陸朝陽教授「2021年度羅夫·蘭道爾和查爾斯·本內特量子計算獎」，表彰其「對光量子信息科學，尤其是固態量子光源、量子隱形傳態和光量子計算的突出貢獻」。

國際評審委員會每年在全世界範圍內評選出一名博士畢業12年之內的青年科學家。前四屆獲獎人分別來自美國麻省理工學院、加州理工學院、瑞士蘇黎世聯邦理工學院和澳大利亞南威爾斯大學。

陸朝陽是第一位獲得這個獎項的中國科學家，也是第五位獲得這個獎項的青年科學家。

作為量子信息領域的80後明星科學家，陸朝陽是繼「2020年阿道夫·倫獎章」後（首位中國學者），再次獲得國際獎項認可。

師從潘建偉，刷新兩項世界紀錄，曾多次榮獲國家大獎

1998年春節前，陸朝陽所在的東陽中學邀請潘建偉博士在電影院做了一次公共科學講座。當時潘建偉所在的奧地利因斯布魯克大學Anton Zeilinger課題組剛剛完成了國際上首次量子隱形傳態實驗。

陸朝陽回憶起表示：「講座非常生動有趣，在我們高中生聽起來甚至有些瘋狂」。

就這樣2000年，陸朝陽考入心心念念的中科大物理系，順利進入了潘建偉團隊實驗室並如願以償地成為其中一員，從此開始了他的量子科學研究生涯。

2007年，24歲的他作為第一作者在國際上首次實驗實現了六光子糾纏「薛丁格貓態」和「簇態」，刷新了光量子糾纏的兩項世界記錄。

經導師潘建偉的建議，陸朝陽決定去英國劍橋完成博士學業，在三年之內完成了博士論文和答辯，同時成為了入選比例不到1%的劍橋大學邱吉爾學院Fellow。博士期間，他以第一作者在國際上首次觀測到單電子自旋的實時量子躍遷和非破壞性測量，為固態量子計算解決了一個基礎性難題。

陸朝陽畢業後回國，加入潘建偉帶領的中科大量子信息「夢之隊」，在量子計算、量子通信、多光子糾纏、光子操控等方向上獲得突破。

28歲的他成為中國科大最年輕的教授。

期間，這位東陽籍科學家也屢屢獲獎，如中科院青年科學家獎、黃昆物理獎、騰訊基金會發起的「科學探索獎」。2016年，陸朝陽參與的「多光子糾纏及幹涉度量」項目獲國家自然科學一等獎。

在國際上，2017年，歐洲物理學會宣布將菲涅爾獎（Fresnel prize）授予陸朝陽，為獎勵量子電子學和量子光學領域35歲以下青年科學家的國際最高榮譽，每兩年頒發一次。

陸朝陽成為繼導師潘建偉和師兄陳宇翱之後，第三位獲得該獎項的中國科學家。

「光子糾纏鬼才」，曾參與研製世界首臺光量子計算原型機

2019年，該團隊與國內外科學家合作，在國際上首次實現了20光子輸入6060模式幹涉線路的玻色取樣量子計算，輸出了複雜度相當於48個量子比特的希爾伯特態空間，其維數高達三百七十萬億。

這個研究同時在光子數、模式數、計算複雜度和態空間這四個關鍵指標上都大幅超越之前的國際記錄，其中，態空間維數比國際同行之前的光量子計算實驗高百億倍。

從首次設計雙色雷射驅動量子系統，到製備國際上綜合性能最優的量子點單光子源，再到實現高維度量子隱形傳態，經過10年的研究，團隊成功研製世界上首臺光量子計算原型機。

陸朝陽以量子糾纏研究聞名。量子糾纏指不同粒子無論相隔多遠，量子態都可以相互關聯的現象。維也納量子科學與技術中心的量子物理學家安東·蔡林格將他稱作「光子糾纏鬼才」。

作為量子夢之隊的一員，陸朝陽表示：「做科研工作可以聆聽自己的夢想，跟隨自己的興趣。這種工作的本質就是每天的太陽都是新的，一直在創新，挑戰新高度。」以陸朝陽為代表的中科大青年科技人員，將在科技競爭中為中國奪取制高點貢獻科大力量！

量子計算，未來可期

目前，我們正處於第二次量子革命 。

陸朝陽對未來的科研道路充滿了信心，他表示「量子疊加和糾纏的新原理為傳統通信、計算和精密測量的技術革新升級提供了一條全新的途徑。」

陸朝陽把量子計算機與經典計算機之間的比較比喻成雷射與燈泡。量子計算機的發展或將遵循與雷射相似的發展軌跡，最初作為實驗室內的實用工具，之後才在許多不同領域中獲得應用。

他從雷射發展歷史的啟發來猜測，現在已經發現的許多應用，例如量子密鑰分發和一些量子算法，都可能只是未來第二次量子革命的冰山一角。