西方遊學子,歸來敵百師——這是讚頌在外國排除萬難,毅然回祖國奉獻畢生知識的兩彈元勳錢學森先生。在國家迫切需要人才之時,他放下在他國的一切榮華富貴,回到故鄉,在國家的科技徵途中點亮了一盞明燈。
而在我國各事業的發展中,像錢學森一樣擁有一顆赤子之心的遊學之子不計其數:天眼之父南仁東,西湖大學首任校長施一公,中國駐美大使崔天凱……在量子科學這一塊,有這樣一個科學家,在老友的一通電話後,立即放棄在美國優資厚待的教授工作,回到祖國,成為清華大學的教授。
為國家量子信息事業奉獻力量。他是段路明,是中國本土培養的第一個獲得美國斯隆研究獎的華人博士,也是世界頂級的天才科學家。
年少有為
1972年,段路明出生在安徽桐城。從小家境貧寒的他熱愛學習,並展現出了極大天賦:1996年,段路明從高中畢業,作為曾經的全國化學競賽的狀元,他直接被保送到中國科學技術大學。在大學時,他選擇的專業還是當代科學領域頂級的量子科學,而他的老師,則是著名的第三世界科學院院士郭光燦。
大學期間,段路明憑藉自己敏捷的才思和紮實的的學理論基礎,在量子科學的研究領域大放異彩:讀博期間共發表了40篇論文,其中兩篇被選入《物理評論快報》刊登,另外的優秀論文被選入「全國百篇」。在這樣的出色表現下,段路明成功提前一年拿下博士學位,並繼續留在學校進行深入研究。
學校的良好科研環境給了段路明無限研究熱情。他不僅在國際新興量子信息領域上完成了一系列創新工作,還與恩師郭光燦在量子科學中提出了新的研究方向——概率量子克隆。
這一方向得到了國際量子科學領域各泰鬥的廣泛認同,並將其研究原理稱作「段-郭概念克隆機」,最大概率克隆效率公式稱為「段-郭界限」。
除此之外,段郭二人還率先提出了量子避錯編碼這一概念,可用來克服量子信息體統中的消相干問題,一時間轟動科學界。
1999年,為了能在更先進的實驗室中進行相關研究,段路明來到了飽含音樂氣息的奧地利,在因斯布魯克大學的理論物理研究所開始他的博士後生涯研究。
在奧地利的短短兩年裡,段路明在各大國際權威科研刊物上發表了多篇論文,在量子力學的世界中創造出一朵朵夏花。哈佛大學的博士稱他的研究成果「翻開了一個新的篇章」。
2001年,段路明因其出色貢獻,破格被中科大授予教授,博士生導師的身份,與量子科技創新研究院院長潘建偉被世人稱為「中科院的絕代雙驕」。同時,段路明也成為英國著名科學雜誌《自然》的特約審稿人。
短短的29年光陰中獲得如此舉世矚目的成就,這與段路明一直以來對量子科學的滿腔熱情是分不開的。不管對何人來說,能在生命中發現自己熱愛的事物並能潛心研究,都是一件既幸運又幸福的事。
深入研究
2001年,未滿三十的段路明來到美國加州理工的研究所從事博士後研究。三年後,他成功獲得美國斯隆研究獎,寫上了屬於中國人的華麗一筆——要知道斯隆獎在學術界的聲譽很高,在獲得這個獎項的人裡,許多人後繼獲得了諾貝爾獎,菲爾茲獎。
2006年,段路明和他人合作,將物理學中的熱門領域——愛因斯坦凝聚與量子信息結合在一起,創造出一種新生代量子態的可能。此研究可使現有的原子鐘(一種達到每兩千萬年只誤差1秒的計時裝置)的精度提升1000倍。
因此,相關媒體在報導此研究成果的同時,稱段路明為「原子的上帝」。同年6月,他在《Science》雜誌上首次將古老的幾何學與現代量子計算結合起來,發表了轟動學術界的幾何量子計算論文,使量子計算能減少誤差,提高精確度。
不久,段路明去往美國密西根大學任教,並成為終身教授。2009年,他當選美國物理學會會士。身在國外的同時,他也不忘國內教育的建設:在密西根任教時,還幫助老友姚期智在國內清華大學交叉信息研究院兼任講座教授。
姚期智曾獲得哈佛大學物理博士學位,同時也是2000年圖靈獎的獲得者。作為華裔的他自願放棄美國國籍,轉入中國國籍,並成為中科院院士。
和段路明一樣,他也在量子科學研究方面有著驚人成就。來到清華後,一心想組建一個關於量子計算的創新團隊的姚期智,想到了遠在美國的段路明。10月的一天深夜,他撥通了段路明的電話。
共同建設
聽完姚期智對未來量子計算信息工程的藍圖計劃後,段路明緊張又忐忑。以他多年的經驗和直覺來看,這是一個大有前途的研究方案。在短暫的考慮後,段路明決定辭去教授職位,回到祖國加盟清華量子計算信息團隊。
2019年4月24日,段路明從清華大學校長邱勇手中接過了聘書,正式成為清華大學任職教授。回國後,段路明繼續在量子信息領域進行一系列開天闢地的創造性工作。
在他和其他科研人員的不斷努力探索下,中國的量子信息技術走向了世界前沿,並且在相關科技成果方面取得了重大突破:量子保密通訊方面的代表性作品——「墨子」號科學實驗衛星在我國成功發射,為世界量子通訊領域開闢出一片新天地。
懷著赤子之心回國的段路明,必然能為國做出不俗貢獻。有人說,他在中科院紮根,在密西根開花,最後又在清華結果。段路明為人類文明觸摸極限,可最珍貴的是,他願意放下一切重回故鄉的熱血之心。
如今,段路明已人到中年,但對他來說,量子科研的這條路上,還有無數的機會等著他去創造人類的未來。而對國家來說,正是有這樣一批批願意歸根的遊子,才會愈發強盛繁榮。青衫封將印,科技等大儒——中國科技的未來,必是滿天繁星,壯麗璀璨。