杜偉 陳萍

自 2017 年榮獲歐洲物理學(xué)會(huì)頒發(fā)的菲涅爾獎(jiǎng)和 2020年初美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)頒發(fā)的阿道夫隆獎(jiǎng)?wù)?，這位 80 后教授在量子領(lǐng)域的研究成果再次獲得了國(guó)際上的認(rèn)可。

當(dāng)?shù)貢r(shí)間 10 月 7 日，美國(guó)物理學(xué)會(huì)（APS）宣布，授予中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)陸朝陽教授 2021 年度羅夫 · 蘭道爾和查爾斯 · 本內(nèi)特量子計(jì)算獎(jiǎng)（Rolf Landauer and Charles H. Bennett Award in Quantum Computing），以表彰他在光學(xué)量子信息科學(xué)，特別是在固態(tài)量子光源、量子隱形傳態(tài)和光量子計(jì)算方面的重要貢獻(xiàn)。

該獎(jiǎng)項(xiàng)由美國(guó)物理學(xué)會(huì)于 2015 年設(shè)立，部分由國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司（International Business Machines Corporation）資助，旨在表彰蘭道爾以及本內(nèi)特兩位先驅(qū)科學(xué)家在信息與物理領(lǐng)域基礎(chǔ)性發(fā)現(xiàn)方面的開創(chuàng)性工作。其中蘭道爾提出了蘭道爾原理——擦除一個(gè)比特所需最小能量，而本內(nèi)特首次提出可逆計(jì)算思想、和科研伙伴一起提出量子密鑰分發(fā)和量子隱形傳態(tài)方案。

具體而言，該獎(jiǎng)項(xiàng)旨在表彰那些在量子信息科學(xué)方面具有杰出貢獻(xiàn)的人，特別是在利用量子效應(yīng)實(shí)現(xiàn)經(jīng)典方法無法完成的任務(wù)方面做出杰出貢獻(xiàn)的科學(xué)家。獎(jiǎng)項(xiàng)每年頒發(fā)一次，包括 5000 美元獎(jiǎng)金和一份證明獲獎(jiǎng)?wù)咚髫暙I(xiàn)的證書，并在獲獎(jiǎng)?wù)叱鱿?APS 會(huì)議領(lǐng)取獎(jiǎng)項(xiàng)和應(yīng)邀演講時(shí)提供旅費(fèi)津貼。

此外，該獎(jiǎng)項(xiàng)旨在評(píng)選出一位完成博士學(xué)業(yè) 12 年內(nèi)、并在過去 10 年中在量子計(jì)算研究領(lǐng)域做出突出貢獻(xiàn)的青年科學(xué)家。獲獎(jiǎng)研究既可以是一項(xiàng)單獨(dú)的工作，也可以是以往貢獻(xiàn)的總和，重點(diǎn)是要促進(jìn)量子信息處理技術(shù)的理論理解和技術(shù)現(xiàn)狀的發(fā)展。如果被提名人已經(jīng)獲得過 APS獎(jiǎng)項(xiàng)，則該獎(jiǎng)項(xiàng)授予的研究必須與先前獎(jiǎng)項(xiàng)認(rèn)可的工作完全不同（或者至少有實(shí)質(zhì)性進(jìn)展）。

該獎(jiǎng)項(xiàng)自 2015 年設(shè)立以來，已有四位獲獎(jiǎng)人，他們分別來自美國(guó)麻省理工學(xué)院、加州理工學(xué)院、瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院和澳大利亞新南威爾士大學(xué)。陸朝陽教授也成為了國(guó)內(nèi)首位獲此獎(jiǎng)項(xiàng)的科學(xué)家。

陸朝陽 1982 年出生于浙江東陽，現(xiàn)為中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授和博士生導(dǎo)師。自學(xué)生時(shí)代起，陸朝陽便一直致力于量子方面的研究，并陸續(xù)取得了一系列重要進(jìn)展，也為自己贏得了諸多榮譽(yù)。

陸朝陽于 2000 年考入中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)，本科畢業(yè)后，他被保送至合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國(guó)家實(shí)驗(yàn)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。

2007 年，還在讀碩士的陸朝陽作為第一作者在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)六光子糾纏的操縱，制備了“薛定諤貓態(tài)”和“簇態(tài)”，刷新了當(dāng)時(shí)兩項(xiàng)世界紀(jì)錄。該研究成果發(fā)表在了 2007 年 2 月份的《自然 · 物理學(xué)》雜志上，并且入選了兩院院士評(píng)選的年度中國(guó)科技十大進(jìn)展新聞。

同年，陸朝陽在國(guó)際上首次用光子比特演示了量子信息領(lǐng)域最重要的算法：肖爾大數(shù)分解算法。這項(xiàng)研究成果獲得了美國(guó)物理學(xué)會(huì)的專題報(bào)道，并入選了教育部評(píng)選的年度中國(guó)高等學(xué)校十大科技進(jìn)展。

2008 年，陸朝陽以全額獎(jiǎng)學(xué)金進(jìn)入劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室，轉(zhuǎn)向固態(tài)量子光學(xué)的研究，開啟了他的海外求學(xué)生涯。博士期間，陸朝陽以第一作者首次觀測(cè)到單電子自旋的實(shí)時(shí)量子躍遷和非破壞性測(cè)量，為固態(tài)量子計(jì)算解決了一個(gè)基礎(chǔ)性難題，相關(guān)研究成果在《自然》雜志上發(fā)表。2011 年初，在攻讀博士學(xué)位不到三年的時(shí)間里，他順利地完成了博士論文和答辯，并入選了劍橋大學(xué)丘吉爾學(xué)院的 Fellow。

完成博士答辯后，陸朝陽選擇了回國(guó)，以期為祖國(guó)的量子研究貢獻(xiàn)自己的一份力量。28 歲時(shí)，陸朝陽成為了中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)最年輕的教授。此外，他還與潘建偉院士團(tuán)隊(duì)保持密切科研合作，并帶領(lǐng)幾名年輕的學(xué)生組建了固態(tài)量子光源新實(shí)驗(yàn)室，并先后在量子計(jì)算、量子通信、多光子糾纏和光子操控等領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。

2012 年，在多光子糾纏和光學(xué)量子計(jì)算領(lǐng)域，團(tuán)隊(duì)打破之前的六光子記錄，首次實(shí)現(xiàn)八光子糾纏，繼續(xù)在多光子糾纏領(lǐng)域保持國(guó)際領(lǐng)先。相關(guān)研究成果在《自然·光子學(xué)》雜志上發(fā)表。

在可擴(kuò)展固態(tài)量子計(jì)算方面，陸朝陽等首創(chuàng)脈沖共振熒光技術(shù)，克服了十多年來阻礙單光子源品質(zhì)的瓶頸問題，實(shí)現(xiàn)了國(guó)際上最高品質(zhì)的高效率單光子源。

2017 年，利用自主發(fā)展起來的高性能單光子源，陸朝陽在國(guó)際上率先實(shí)現(xiàn)了超越人類歷史上第一臺(tái)電子管和晶體管計(jì)算機(jī)的量子模擬原型機(jī)。光量子計(jì)算機(jī)原型機(jī)在“玻色取樣”速度方面比國(guó)際同行加快至少 24000 倍，和經(jīng)典算法比較，也比人類第一臺(tái)電子管計(jì)算機(jī)和第一臺(tái)晶體管計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度快 10 倍至 100 倍。該研究成果同樣在當(dāng)年的《自然·光子學(xué)》雜志上發(fā)表，并入選了美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)評(píng)選的“年度國(guó)際光學(xué)重大進(jìn)展”。

自學(xué)生時(shí)代以來，陸朝陽已在《自然》及其子刊、《近代物理評(píng)論》、《美國(guó)科學(xué)院院刊》、《物理評(píng)論快報(bào)》這些國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊發(fā)表了 40 余篇論文，可謂碩果累累。這些研究成果也為他帶來了諸多榮譽(yù)。

2015 年獲國(guó)家杰出青年基金和國(guó)家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)；2016 年入選美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)士；2017 年獲得了歐洲物理學(xué)會(huì)頒發(fā)的“菲涅爾獎(jiǎng)”；2019 年獲得了“仁科芳雄亞洲獎(jiǎng)”，以表彰他在“基于單光子的量子信息科學(xué)方面的杰出貢獻(xiàn)”；2020 年獲得了美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)阿道夫隆獎(jiǎng)?wù)?，今年是該?jiǎng)?wù)略O(shè)立 80 周年以來中國(guó)科學(xué)家在本土的研究工作首次獲得該獎(jiǎng)。