2019 年 12 月 14 日，《麻省理工科技評論》公佈了 2019 年“35 歲以下科技創新 35 人”（Innovators Under 35 China）中國區榜單。在本屆榜單上，雖然缺失了“創業家”的身影，但是我們看到了許多在具有產業化潛能的領域堅持科研使命的獲獎人，也看到更多散佈在海外頂尖學術機構的科學家們，用自身不改初心的堅持努力，取得了世界級標竿成就的科研成果，其中有超過半數以上的獲獎者，都取得了世界級的突破性研究成果與發現。我們將陸續發出對 35 位獲獎者的獨家專訪，介紹他們的科技創新成果與經驗，以及他們對科技趨勢的理解與判斷。
關於 Innovators Under 35 China 榜單
自 1999 年起，《麻省理工科技評論》每年都會推出“35 歲以下科技創新 35 人”榜單，旨在於全球範圍內評選出被認為最有才華、最具創新精神，以及最有可能改變世界的 35 位年輕技術創新者或企業家，共分為發明家、創業家、遠見者、人文關懷者及先鋒者五類。2017 年，該榜單正式推出中國區評選，遴選中國籍的青年科技創新者。新一屆 2020 年度榜單正在徵集提名與報名，截止時間 2020 年 6 月 30 日。詳情請見文末。
徐飛虎
先鋒者
徐飛虎憑藉其在量子信息技術領域取得的一系列成果，榮膺 2019 年《麻省理工科技評論》“35 歲以下科技創新 35 人”中國區得主。
獲獎時年齡：33 歲
獲獎時職位：中國科學技術大學教授
獲獎理由：他致力於將量子信息技術實用化，不斷拓展量子通信和成像的邊界。
作為一個出生在東北小鎮的孩子，徐飛虎對自己擁有一個重視教育的家庭環境心懷感激。在母親的言傳身教下，他從貪玩的小孩漸漸開始對學習產生興趣，將“知識改變命運”作為自己求學路上的座右銘。
2005 年，他考上了中國科學技術大學，接觸到了遠比想象中更廣闊的知識海洋，深奧的物理學、信息學和精妙的計算機都讓他沉醉其中。機緣巧合之下，他參加了量子通信領軍人潘建偉教授在中科大的演講，之後便對量子信息技術產生了濃厚的好奇心。
“我當時對量子技術很感興趣，是因為它有很多未知的問題可以去探索，有很多可以創新的地方，”徐飛虎表示。對於這個新興領域，他開始頻繁地參加學術演講和報告會，閱讀相關文獻，並且嘗試參與一些簡單的科研項目。
受限於本科學生接觸科研的機會不多，他萌生了出國深造的想法，希望繼續深入研究量子信息技術並將其實用化，此時，同樣從事量子信息技術研究、加拿大多倫多大學的 Hoi-Kwong Lo 教授向他拋出了橄欖枝。
如今看來，這一步成就了徐飛虎科研生涯的重要節點。在攻讀碩士的第一年裡，他實現了全球首個對商用量子密鑰分發系統（QKD）的攻擊和破解。
在此之前，即便追溯到 1984 年——實用型量子密鑰分配系統最早被提出的時間點，也只有理論研究證明 QKD 系統的安全性，沒有一個真正的實驗可以用來驗證和測試。然而，在現實條件下，QKD 系統的理論與實踐之間可能存在差異，導致系統在實際操作中可能存在安全性問題。
只有搞清楚哪裡存在問題，才能進一步尋找解決辦法。對商用 QKD 系統的破解，證明了量子通信實際安全性的重要性，被視為是量子密碼領域的重要科學突破，為量子信息技術領域開拓了新的研究方向。迄今為止，這篇 2010 年發表的論文已被引用超過 300 次，引領了一系列量子通信安全性的創新性研究。
他的導師 Lo 教授評價他是“量子通信領域一顆冉冉升起的新星”。
博士期間，徐飛虎繼續致力於量子信息技術實用化。他在 2014 年完成了首個考慮源編碼缺陷的量子密鑰分發實驗，獲得了每年一屆的國際量子密碼大會 QCrypt 唯一“最佳論文獎”。為了更好地抵禦量子黑客，他基於 Lo 教授提出的——測量設備無關量子密鑰分發（MDI-QKD）——設計出了新的協議，進一步完善了理論基礎並且首次完成了實驗驗證。這一系列成果進一步引發了有關量子保密通信協議和框架的標準化制定，他目前也參與其中，在量子密碼領域的意義非凡。
圖 | 徐飛虎在頒獎典禮上做演講（來源：DeepTech）
隨後徐飛虎前往麻省理工學院攻讀博士後，加入 Jeffrey H. Shapiro 和 Franco N. C. Wong 領導的光學和量子通信小組，他的科研重點不再侷限於量子通信，而是拓展到全新的單光子成像領域。他提出了高效的少光子計算成像算法，並首次實現每個像素只探測一個光子的超低光、高靈敏三維成像。
“他是罕見的能在實驗和理論方面都表現出色的研究人員之一，”麻省理工學院 Jeffrey H. Shapiro 教授給予了徐飛虎高度評價。
在海外深造的 8 年裡，徐飛虎心中一直惦記著啟蒙他走進量子世界的中科大，希望有朝一日可以學成歸國，為母校和祖國的科研事業貢獻力量。
因此，他在 2017 年畢業後，入選了中組部“青年千人計劃”，加入了潘建偉教授的量子團隊，回到了10年前夢開始的地方。
近年來，他的主要科研目標圍繞長距離量子通信和單光子成像展開。他帶領團隊首次實驗實現了高速芯片化測量設備無關量子密鑰分發系統和全光量子中繼器，為量子通信的實用化發展奠定基礎。
同時，他帶領團隊在 2019 年打破了單光子三維成像的最遠距離紀錄，能夠以每像素 1 光子的靈敏度對 45 公里遠的物體成像，是之前記錄的 4.5 倍。徐飛虎表示，“這個技術可能是未來非常重要的發展方向，擁有巨大的應用潛力，比如捕捉經典技術無法探測到的信號，增加傳統激光雷達的探測距離，還可以放在飛機、衛星或者無人車上發揮應用價值。”
最近，潘教授、Lo 教授和徐飛虎等人被國際物理學屆權威的綜述性評論雜誌《現代物理評論》邀請撰寫綜述，回顧實際量子密碼學的最新進展，徐飛虎為第一作者，這也是對他在量子通信領域做出重要貢獻的高度認可。
在他看來，量子通信雖然在基礎設施建設和政策制定方面還有一段路要走，但從技術角度來看，它已經具備了未來 5 年內規模化應用的潛力，絕大部分核心問題已經得到了有效解決，剩下的諸如造價、小型化和遠距離等挑戰也都有新的進展。
接下來，他將跟團隊繼續拓展現有的研究成果，探索新的實用化量子信息技術方向，比如將單光子成像距離增加到 100 公里以上，實現非視域單光子成像，建設芯片化測量設備無關量子通信網絡，以及制定量子通信安全性的框架和協議等等。
徐飛虎還希望通過回到母校把經驗和知識傳遞給中科大的學生，吸引他們走上科研事業。
“這樣的新興領域也涉及到國與國之間的競爭。中國總體來說處於量子信息研究的第一梯隊，在技術積累、科研人才、集中力量辦大事等方面具有優勢，同時，中國也越來越重視原創性的科學研究，這個領域對人才的需求量依然很大，尤其稀缺精通物理、信息、光學和計算機等學科的交叉人才，希望自己在培養相關人才方面也可以盡一份力，”徐飛虎強調。
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