中國首位！28歲任教授，刷新多項紀錄，如今再獲國際大獎

2020-10-12 木木西裡科技

10月7日，美國物理學會（APS）宣布，授予中國科學技術大學陸朝陽教授 2021 年度羅夫 · 蘭道爾和查爾斯 · 本內特量子計算獎（Rolf Landauer and Charles H. Bennett Award in Quantum Computing），以表彰他在光學量子信息科學，特別是在固態量子光源、量子隱形傳態和光量子計算方面的重要貢獻。

該獎項由美國物理學會於2015年設立，用於表彰在量子信息科學領域（特別是在利用量子效應實現經典方法無法完成的任務方面）做出傑出貢獻的科學家。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。前四屆獲獎人尚無來自亞洲國家的獲獎者。陸朝陽是第一位獲得該獎項的中國科學家，也是第五位獲得該獎項的青年科學家。

圖 | 陸朝陽（來源：DeepTech）

28歲任教授，堪稱開掛的學術生涯

陸朝陽 1982 年出生於浙江東陽，現為中國科學技術大學教授和博士生導師。自學生時代起，陸朝陽便一直致力於量子方面的研究，並陸續取得了一系列重要進展，也為自己贏得了諸多榮譽。

陸朝陽於 2000 年考入中國科學技術大學，本科畢業後，他被保送至合肥微尺度物質科學國家實驗室，師從潘建偉院士從事光量子信息方面的研究工作，自此開啟了他的量子研究生涯。

陸朝陽教授和潘建偉院士

2007 年，還在讀碩士的陸朝陽作為第一作者在國際上首次實現了對六光子糾纏的操縱，製備了「薛丁格貓態」和「簇態」，刷新了當時兩項世界紀錄。該研究成果發表在了 2007 年 2 月份的《自然 · 物理學》雜誌上，並且入選了兩院院士評選的年度中國科技十大進展新聞。

同年，陸朝陽在國際上首次用光子比特演示了量子信息領域最重要的算法：肖爾大數分解算法。這項研究成果獲得了美國物理學會的專題報導，併入選了教育部評選的年度中國高等學校十大科技進展。

2008年，陸朝陽以全額獎學金進入劍橋大學卡文迪許實驗室，轉向固態量子光學的研究，開啟了他的海外求學生涯。博士期間，陸朝陽以第一作者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，相關研究成果在《自然》雜誌上發表。

2011年，陸朝陽獲英國劍橋大學物理學博士學位，「在劍橋，他用了不到3年的時間就完成了博士論文和答辯。」

完成博士答辯後，陸朝陽選擇了回國，以期為祖國的量子研究貢獻自己的一份力量。28歲時，陸朝陽成為了中國科學技術大學最年輕的教授。主持國家自然科學基金重點項目、科技部重大科學研究計劃課題、量子先導專項子課題等。

此外，他還與潘建偉院士團隊保持密切科研合作，並帶領幾名年輕的學生組建了固態量子光源新實驗室，並先後在量子計算、量子通信、多光子糾纏和光子操控等領域取得重要進展。

包括：

  • 打破之前的六光子紀錄，首次實現八光子糾纏[Nature Photonics 6, 225 (2012)]，從而使該團隊繼續在多光子糾纏領域保持國際領先；
  • 在物理學期刊 Reviews of Modern Physics 上發表題為《多光子糾纏和幹涉度量學》的長篇綜述論文，這也是中國科學家在該期刊上以中國為第一單位發表的第一篇實驗綜述論文；
  • 在國際上首次實現基於量子點脈衝共振螢光的確定性高品質單光子源[Nature Nanotechnology 8, 213 (2013)]，這也是中國在量子點光學量子調控領域發表在《自然》系列期刊上的第一篇論文。

陸朝陽及其團隊成員

他的代表性工作主要是分別於2007年、2012 年、2016年和2018年四次刷新並至今保持著光子糾纏的世界紀錄。其還首次實現單光子多自由度的量子隱形傳態和高維度量子隱形傳態。

此外，他也首創量子點脈衝共振螢光技術 ，製備了國際上綜合性能最優的單光子源，並成功研製世界上首臺超越早期經典計算機的光量子計算原型機 。光量子計算機原型機在「玻色取樣」速度方面比國際同行加快至少 24000 倍，和經典算法比較，也比人類第一臺電子管計算機和第一臺電晶體計算機運行速度快 10 倍至 100 倍。該研究成果同樣在當年的《自然 · 光子學》雜誌上發表，併入選了美國光學學會評選的「年度國際光學重大進展」。

自學生時代以來，陸朝陽已在《自然》及其子刊、《近代物理評論》、《美國科學院院刊》、《物理評論快報》這些國際頂級學術期刊發表了 40 餘篇論文，可謂碩果纍纍。這些研究成果也為他帶來了諸多榮譽。

2015 年獲國家傑出青年基金和國家自然科學一等獎；2016 年入選美國光學學會會士；2017 年獲得了歐洲物理學會頒發的「菲涅爾獎」；2019 年獲得了「仁科芳雄亞洲獎」，以表彰他在「基於單光子的量子信息科學方面的傑出貢獻」；2020 年獲得了美國光學學會阿道夫隆獎章，也是該獎章設立 80 周年以來中國科學家在本土的研究工作首次獲得該獎。

關於研究量子計算，他曾對媒體表示：「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。」

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