他是量子世界的“量子鬼才”,戰績贏得馬化騰300萬獎勵

2005年,23歲的他僅僅因為聽了一場講座,就毅然放棄了保研資格,轉而投身量子物理的懷抱,一切歸零,重新開始。

3年後,他靠著首次在國際上製備出六光子糾纏“薛定諤貓態”的成績遠赴劍橋大學深造,不到3年,就火速完成了博士論文和畢業答辯,在一片挽留聲裡毅然回國,成了中國科技大學最年輕的博導。

如今,他又入圍了首屆“科學探索獎”,成了6位前沿交叉領域獲獎者的其中一名,300萬的獎金可以完全受他個人支配。

他,就是被業內稱為“量子鬼才”的陸朝陽。

他是量子世界的“量子鬼才”,戰績贏得馬化騰300萬獎勵

陸朝陽

連刷四次世界紀錄

陸朝陽和同事們2007年首次在國際上製備出六光子糾纏“薛定諤貓態”刷新世界紀錄的時候,正是他轉攻光子糾纏和量子計算領域的第二年。

兩年前,正在選擇碩士研究方向的他,被潘建偉教授所描繪的瑰麗的量子世界打動了。已經取得校內研究生保送資格的他,放棄了原來的微電子專業方向,轉攻量子物理研究,成為了潘建偉教授團隊中的一員。

他是量子世界的“量子鬼才”,戰績贏得馬化騰300萬獎勵

陸朝陽和導師潘建偉

很快,陸朝陽就接到了一項非常重要的任務:使實驗平臺升級到具備操縱六光子糾纏的能力。這對於剛入學的他而言,是非常艱難的。

陸朝陽首先要克服的,就是要儘快度過不同學科間的適應期。

當時,陸朝陽一方面要造出亮度和純度都非常高的糾纏光源,另一方面,還要用新的判據去證明六光子純糾纏。而在此之前,他的大部分實驗都僅僅停留在簡單證明多粒子的相干性質。

單單為了這一點,陸朝陽就折騰了很久。甚至有一段時間,陸朝陽都想放棄了,他找到潘建偉教授:“要不,我們還是用以前的方法吧?”但在潘建偉教授的鼓勵下,陸朝陽還是咬牙堅持了下來。

他是量子世界的“量子鬼才”,戰績贏得馬化騰300萬獎勵

陸朝陽在實驗室(左一)

度過了適應期,陸朝陽的個人時間就幾乎完全被“六光子糾纏”佔據了,用他自己的話說就是:“一項這麼重要的任務交給我,當然是很令人振奮的,所以就鼓足勁衝。”雙休日、節假日,甚至是春節假期,陸朝陽都一股腦兒地交給了實驗室。

在走過幾次彎路之後,陸朝陽也漸漸開始享受實驗室中從無到有、搭建和調試實驗裝置、克服實驗難題的過程。經常忙著忙著,一不小心就到凌晨了,晚上11點左右才回宿舍,更是常有的事。有時冬夜裡從實驗室出來,地面的雪積了厚厚的一層,他也不叫苦,反倒是一邊踏著積雪慢慢往回走,一邊饒有興致地欣賞雪景,一派自得其樂的模樣。

或許正是因為一直保持著這樣的狀態,繼首次製備出六光子糾纏“薛定諤貓態”後,陸朝陽和同事們又分別在2012年、2016年和2018年,實現了八光子糾纏、十光子糾纏和十八個量子比特糾纏。在這一領域,持續刷新四次世界紀錄。

“君子之約”

2008年,陸朝陽進入劍橋大學卡文迪許實驗室攻讀博士。3年不到,他就已經完成了博士論文和畢業答辯,馬不停蹄地準備回國了——他要去赴一場和導師潘建偉的“君子之約”。

早在出國前,陸朝陽就和導師約好了:瞭解、學習國際最前沿的技術,然後把新的理論和方法帶回中國。他的手機裡,也一直留著導師潘建偉發來的一條消息:“希望你們努力學習,早日歸來,為民族復興做出貢獻!”

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陸朝陽在2018年浦江創新論壇科技創新青年造就者圓桌峰會分享正在研究的量子信息科學

帶著“早日歸來”的承諾,陸朝陽比在國內學習時更加刻苦了。他要求自己儘可能地在有限的時間裡發現更多可創新點、可突破點。終於,陸朝陽首次觀測到單電子自旋的實時量子躍遷和非破壞性測量,為基於自旋的量子計算方案解決了一個基礎性難題。這個結果為他提前取得博士學位奠定了基礎。

面對他人對他“回國做科研”這個決定的質疑,陸朝陽也有自己的見解:“同樣做一項科研,如果能在國內做,就算更艱苦些,為什麼不回去做呢?那樣更有成就感。”

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2019年陸朝陽獲“黃昆物理獎”

回國後不久,陸朝陽就和同事們完成了一系列在國際上有重大影響的突破:在國際上率先開展利用量子計算解決大數據問題的實驗探索,首次成功實現快速求解線性方程組、量子機器學習、量子云計算、拓撲數據分析的量子算法。不久前,他們又首次實現了單光子多自由度以及高維度的量子隱形傳態,為複雜量子系統的完整態傳輸以及發展高效量子網絡奠定了科學基礎。

在陸朝陽看來,這個光怪陸離的量子世界就像一場沉浸式遊戲,一個小突破就能給他們增加“裝備”,一個新進展就又升了一級。“玩兒沒有通關的遊戲才有意思”,他願意在這個遊戲裡做自己的“超級玩家”。

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