高榮偉
陸朝陽(yáng)的名字,從一開(kāi)始出現(xiàn)在公眾視野里邊,就和量子物理聯(lián)系在一起。30歲剛出頭,他在物理學(xué)界已經(jīng)名聲赫赫,以量子糾纏研究聞名,在光子糾纏方向一而再、再而三地打破世界紀(jì)錄。陸朝陽(yáng),正如其名,在物理學(xué)研究領(lǐng)域里取得的卓越成就,就像一輪冉冉升起的旭日,煥發(fā)出炫目的光彩。
陸朝陽(yáng)出生于1982年12月,是浙江東陽(yáng)市畫(huà)水鎮(zhèn)人。他自幼聰穎好學(xué),1997年從畫(huà)水鎮(zhèn)中考入東陽(yáng)中學(xué)。在東中期間曾擔(dān)任實(shí)驗(yàn)班班長(zhǎng),獲得過(guò)王惕吾一等獎(jiǎng)學(xué)金和嚴(yán)濟(jì)慈獎(jiǎng)學(xué)金。
東陽(yáng)中學(xué)素以理科教育見(jiàn)長(zhǎng),幾任校長(zhǎng)都是物理老師出身。對(duì)資優(yōu)學(xué)生,東陽(yáng)中學(xué)特別注重培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和鍥而不舍的精神?;蛟S,這樣的環(huán)境為日后成就一代有“量子鬼才”之稱(chēng)的物理學(xué)家提供了肥沃的土壤。
來(lái)自農(nóng)家的學(xué)生陸朝陽(yáng),在東陽(yáng)中學(xué)愛(ài)上了物理學(xué)?!澳隳芡ㄟ^(guò)幾行簡(jiǎn)單的公式理解世間萬(wàn)物是如何運(yùn)作的?!边@是在東中的少年陸朝陽(yáng)最初感受到的物理學(xué)的魅力。
然而,任誰(shuí)也沒(méi)有想到的是,在這所中學(xué)里,一位普普通通的農(nóng)家子弟,一名熱愛(ài)物理學(xué)科的高中生,10幾年后迅速崛起,成為一位在全球物理學(xué)領(lǐng)域卓有成就的科學(xué)家。
2000年,陸朝陽(yáng)考入中國(guó)科技大學(xué)物理系。成績(jī)優(yōu)秀的他,在本科畢業(yè)后原計(jì)劃被保送到微電子專(zhuān)業(yè)讀研究生。然而,一次偶然的同鄉(xiāng)聚會(huì),改變了他的專(zhuān)攻方向,并由此進(jìn)入一個(gè)全新的領(lǐng)域。
那是2003年的秋天,中科大又迎來(lái)一批新生。按照慣例,在校的東陽(yáng)籍學(xué)兄學(xué)姐要請(qǐng)大一新生聚一聚,幫助小老鄉(xiāng)盡快熟悉適應(yīng)大學(xué)生活。與往年不同的是,剛從國(guó)外回來(lái)的潘建偉教授也受邀參加了聚會(huì)。
潘建偉,何許人也?說(shuō)起來(lái),潘建偉還是陸朝陽(yáng)的同門(mén)師兄,且二人都是浙江東陽(yáng)籍人。不過(guò),此時(shí)的潘建偉已經(jīng)小有名氣,尤其是在量子物理和量子信息研究方面成績(jī)斐然。1992年畢業(yè)于中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)近代物理系的他,3年后獲該校理論物理碩士學(xué)位,1999年在奧地利維也納大學(xué)深造并獲取博士學(xué)位。
老鄉(xiāng)聚會(huì)過(guò)程中,從學(xué)術(shù)科研、國(guó)家時(shí)事,小到生活起居,這位親切隨和的大師兄和師弟師妹們聊得非常融洽。
“和潘老師交談以后,我就修改了志愿。”陸朝陽(yáng)回憶說(shuō)。受到潘建偉一番話(huà)語(yǔ)的啟迪,原本要保送中科大微電子專(zhuān)業(yè)研究生的陸朝陽(yáng)修改了自己的志愿,研究起了量子物理。2004年本科畢業(yè)之后,陸朝陽(yáng)被保送至合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室量子物理和量子信息研究部,開(kāi)展光子糾纏和量子計(jì)算方面的研究。在這里,他的導(dǎo)師正是同門(mén)師兄潘建偉。新聞媒體是這樣評(píng)價(jià)潘建偉教授的:“他長(zhǎng)期從事量子光學(xué)、量子信息和量子力學(xué)基礎(chǔ)問(wèn)題檢驗(yàn)等方面的研究,對(duì)量子通信等研究有創(chuàng)新性貢獻(xiàn),是該領(lǐng)域的國(guó)際著名學(xué)者?!?/p>
潘建偉管理下的量子物理和量子信息實(shí)驗(yàn)室在科研水準(zhǔn)方面一直瞄準(zhǔn)國(guó)際一流研究機(jī)構(gòu),雖然這里要求極其嚴(yán)格,然而學(xué)術(shù)氛圍卻自由寬松。得益于這樣一個(gè)科研環(huán)境,陸朝陽(yáng)如魚(yú)得水,他很快在理論、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和動(dòng)手能力等方面脫穎而出。
2005年,還是一年級(jí)碩士生的陸朝陽(yáng)接受了一項(xiàng)重要的任務(wù):把光學(xué)平臺(tái)從科大西區(qū)搬遷到東區(qū)微尺度國(guó)家實(shí)驗(yàn)室,重建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并且升級(jí)到具備操縱六光子糾纏的能力。為了完成這項(xiàng)任務(wù),他犧牲了幾乎所有節(jié)假日。通過(guò)近兩年的努力,24歲的陸朝陽(yáng)終于交出了一份漂亮的答卷:刷新了兩項(xiàng)關(guān)于光量子糾纏的世界紀(jì)錄——通過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了六子光糾纏“薛定諤的貓”態(tài)與簇態(tài),這也是全球首次。八光子糾纏也在此后被陸朝陽(yáng)打破。這個(gè)工作成果發(fā)表在2007年2月的《自然·物理學(xué)》上,入選兩院院士評(píng)選的2007年中國(guó)科技十大進(jìn)展新聞。
之后,他又帶領(lǐng)多光子團(tuán)隊(duì)完成了容失量子編碼、任意子量子模擬等實(shí)驗(yàn),同時(shí)他輔助導(dǎo)師潘建偉指導(dǎo)學(xué)生,設(shè)計(jì)了十量子比特超糾纏態(tài)等一系列后續(xù)實(shí)驗(yàn)。此時(shí)的陸朝陽(yáng),已經(jīng)成為潘建偉最得力的科研助手之一。
陸朝陽(yáng)完成碩士階段的研究后,潘建偉為了讓他獲得更好的發(fā)展,主動(dòng)推薦他到英國(guó)劍橋大學(xué)深造。
牛津劍橋一直以來(lái)作為英國(guó)的頂尖學(xué)校而揚(yáng)名全球,同時(shí)劍橋大學(xué)也一直是陸朝陽(yáng)孜孜以求的學(xué)術(shù)殿堂。初中時(shí)代他就讀過(guò)徐志摩的那首《再別康橋》,在他的內(nèi)心深處,對(duì)于劍橋一直有著深深的眷戀和情感羈絆。
2008年,他的夙愿得以實(shí)現(xiàn)。陸朝陽(yáng)如愿獲得英國(guó)海外研究獎(jiǎng)、劍橋海外基金等提供的全額獎(jiǎng)學(xué)金,進(jìn)入英國(guó)劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室。在這里他轉(zhuǎn)向一個(gè)新的研究領(lǐng)域:基于半導(dǎo)體量子點(diǎn)的固態(tài)體系量子調(diào)控技術(shù)。
陸朝陽(yáng)珍惜在劍橋的一分一秒,在不到3年的時(shí)間里,他和他的新同事在新領(lǐng)域取得了一系列重要的實(shí)驗(yàn)突破,包括首次獲得量子點(diǎn)的共振熒光、觀測(cè)單電子自旋馳豫和量子躍遷,發(fā)表了一系列高水平的論文。這其中,特別值得一提的是,他們?cè)趪?guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)量子點(diǎn)電子自旋態(tài)的非破壞性讀取,相關(guān)論文2010年發(fā)表在《自然》上,陸朝陽(yáng)也因此被哈佛大學(xué)同行評(píng)價(jià)為“基于固態(tài)體系量子信息處理的一個(gè)重大突破”。
2011年初,陸朝陽(yáng)順利獲得劍橋大學(xué)物理學(xué)博士學(xué)位。在潘建偉的鼓勵(lì)和召喚下,博士答辯一結(jié)束,他就回到了自己的祖國(guó)。剛下飛機(jī),陸朝陽(yáng)就直接趕往潘建偉的團(tuán)隊(duì)報(bào)到。陸朝陽(yáng)與潘建偉,這兩位在全球量子技術(shù)研究領(lǐng)域的頂尖高手一經(jīng)再次聯(lián)手,就迅速迸發(fā)出耀眼的火花。在恩師的精心指導(dǎo)下,作為青年才俊的陸朝陽(yáng),近些年來(lái)連續(xù)不斷地在量子信息技術(shù)領(lǐng)域做出重大突破。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前,他已經(jīng)在英國(guó)《自然》、美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》和《近代物理評(píng)論》等頂級(jí)國(guó)際學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表了20多篇論文。
毫無(wú)疑問(wèn),陸朝陽(yáng)是中國(guó)正在大力發(fā)展的量子信息技術(shù)領(lǐng)域一顆冉冉升起的新星。2011年,他破格入選首批中組部“青年千人計(jì)劃”,2012年入選國(guó)家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年項(xiàng)目,2014年獲得“求是杰出青年學(xué)者獎(jiǎng)”。2016年6月21日,陸朝陽(yáng)被《自然》雜志發(fā)表的《Science?stars?of?China》一篇新聞特寫(xiě)列為“中國(guó)十大科學(xué)之星”之一。在該文中,他被譽(yù)作“量子鬼才”。有言道,不瘋魔不成活。天賦+熱愛(ài),這或許就是陸朝陽(yáng)成功的原因。
2017年6月,歐洲物理學(xué)會(huì)宣布,授予陸朝陽(yáng)2017年度菲涅爾獎(jiǎng)。去年12月,日本仁科紀(jì)念基金會(huì)宣布,將2019年度“仁科芳雄亞洲獎(jiǎng)”授予中陸朝陽(yáng),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)”。當(dāng)?shù)貢r(shí)間10月7日,美國(guó)物理學(xué)會(huì)(APS)宣布將2021年度羅夫·蘭道爾和查爾斯·本內(nèi)特量子計(jì)算獎(jiǎng)(2021?Rolf?Landauer?and?Charles?H.?Bennett?Award?in?Quantum?Computing)頒給陸朝陽(yáng),獎(jiǎng)勵(lì)其“對(duì)光量子信息科學(xué),尤其是固態(tài)量子光源、量子隱形傳態(tài)和光量子計(jì)算的突出貢獻(xiàn)”。據(jù)了解,國(guó)際評(píng)審委員會(huì)每年在全世界范圍內(nèi)評(píng)選出一名博士畢業(yè)12年之內(nèi)的青年科學(xué)家。前四屆獲獎(jiǎng)人分別來(lái)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)。
中國(guó)80后物理天才陸朝陽(yáng),這位28歲就成為中科大教授的年輕人身上,體現(xiàn)了東陽(yáng)人的樸實(shí)、謙虛、聰敏和勤奮。對(duì)于自己榮獲“科學(xué)之星”,陸朝陽(yáng)深有感慨地說(shuō):“這個(gè)榮譽(yù)是對(duì)潘建偉老師領(lǐng)銜的整個(gè)量子團(tuán)隊(duì)的認(rèn)可。目前量子技術(shù)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,賽跑才剛剛開(kāi)始,我輩需更加努力!”
對(duì)于科研工作,陸朝陽(yáng)稱(chēng)“這種工作的本質(zhì)就是每天的太陽(yáng)都是新的,一直在創(chuàng)新,挑戰(zhàn)新高度”。目前,第二次量子革命正在進(jìn)行。從小夢(mèng)想當(dāng)科學(xué)家的陸朝陽(yáng),懷著一顆報(bào)國(guó)之心,專(zhuān)注地做著他深深熱愛(ài)的物理學(xué)研究。時(shí)下,年輕的陸朝陽(yáng)教授,正以他的努力、執(zhí)著和勤勉,迎著朝陽(yáng),腳踏實(shí)地地勾畫(huà)著美好的量子未來(lái)。