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【解放日报】专访菲涅尔奖最新得主陆朝阳:科研是美妙的

2017-07-04 17:54:14 来源:解放日报


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  6月27日,中科大上海研究院陆朝阳教授获颁2017年度菲涅尔奖,以表彰其“在量子光源、量子隐形传态和光学量子计算方面的杰出贡献”。欧洲物理学会菲涅尔奖,是奖励量子电子学和量子光学领域杰出青年科学家的国际最高荣誉,每两年颁发一次。

  风尘仆仆刚从德国慕尼黑回来的陆朝阳,第一时间接受了解放日报·上观新闻记者的独家专访。
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  陆朝阳2004年从中科大物理系毕业后加入潘建伟教授的研究组,开始了他在量子信息科学领域的科研历程。研究生期间,陆朝阳在导师指导下完成了首次制备六光子纠缠等实验,成果入选了两院院士评选的年度中国科技十大进展新闻。
 
  解放日报·上观新闻:玻尔有句名言,如果谁不对量子论感到困惑,他就没有理解这个理论。在很多人看来,量子力学是个很玄乎的东西。 
  陆朝阳:量子力学是目前为止对客观世界最精确的描述。之所以大家觉得反直觉,是因为量子力学的一些效应所发生的物理尺度是非常微小的,比我们日常生活中见到的头发丝还要小亿倍。在这样一个微观世界里面,有它自己独特的运行规律。但其实,量子力学及其催生的技术已经在各方面改变了我们的生活,可以说,没有量子力学,就没有我们今天的计算机、手机、互联网、导航、激光、磁共振等等。以上这些是上个世纪在“第一次量子革命”中催生出来的成果,主要是建立于对量子规律宏观的应用。目前,我们从事的量子信息技术在欧洲被称为“第二次量子革命”,通过主动地精确操作一个一个的原子或光子,利用量子叠加、纠缠等性质以一种革命性的方式对信息进行编码、传输和操纵,突破经典信息技术的瓶颈,未来的应用包括量子通信、量子精密测量、量子计算等。
 
  解放日报·上观新闻:没有专业背景的人,可能需要一些想象力才能理解。你整天和这些令人费解的东西打交道,不觉得枯燥吗? 
  陆朝阳:玩还没有通关的游戏才有意思。
 
  解放日报·上观新闻:你从什么时候开始对物理感兴趣的?当初为何报考中科大物理系? 
  陆朝阳:我一直就对数学、物理比较喜欢。1998年初,我还在浙江省东阳中学念高中,寒假前,学校邀请了潘建伟校友做科普报告,介绍了他刚刚完成的量子隐形传态实验,当时就觉得特别有趣,后来就报考了中科大物理系。大学三年级的时候,又听了关于纠缠纯化和远距离量子通信的报告,感觉潘老师很质朴很实在。后来,我就主动要求加入潘老师的实验室。
 
  解放日报·上观新闻:硕士期间,你们成功制备了六光子纠缠态,刷新了世界纪录,是怎么做到的呢?还有什么印象? 
  陆朝阳:一项这么重要的任务交给我,当然很令人振奋的,所以就鼓足劲冲呗。那一年几乎牺牲了里面所有的双休日和节假日,包括春节。因为第一次做科研,走了很多弯路。但是也从此开始享受在实验室里面从无到有,搭建和调试装置,克服难题的过程。 
  基本上每天在实验室呆到晚上11点之后。还记得寒假的时候,一次做完实验发现外面下了很厚的雪。我的宿舍在西区,就一个人踏着积雪从中科大东区走回西区,当时觉得这夜色中的雪实在太美了,一点儿也没觉得累。
 
  解放日报·上观新闻:你28岁成为中科大教授,这在当时的中科大是最年轻的吗? 
  陆朝阳:也许是吧。这没什么好说的,中科大向来是个人才辈出的地方,一定会有人很快刷新这一纪录。最近有位校友在毕业典礼做报告说得好:“在科大,给人压力最大的并不是你知道有人比你优秀,而是你每天都要和他们在一起;也不是说你觉得比你优秀的人比你更努力,而是你发现其实他们不太努力的时候还是比你优秀。” 
  2008年,陆朝阳进入剑桥大学卡文迪许实验室攻读博士。他不负众望,在国际上首次实现了单电子自旋的非破坏性测量,为固态量子计算解决了一个基础性难题。2011年初,他入选了竞争异常激烈的剑桥大学丘吉尔学院的Fellow(比例约1%)。博士一毕业,陆朝阳未做停留就回到了中科大研究团队。2015年,他和同事实现了多自由度量子隐形传态,这是中国本土完成的科学成果首次入选英国物理学会评选的国际物理学年度突破榜首。2016年年底,他和同事在实现十光子纠缠基础上,构建了世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机。
 
  解放日报·上观新闻:什么是量子隐形传态? 
  陆朝阳:量子隐形传态,类似于科幻小说中的“星际旅行”,可以把量子态传输到遥远地点,而无需传输载体本身,这在量子通信和量子计算网络中将发挥着至关重要的作用。
 
 
  解放日报·上观新闻:国际著名量子光学专家Paul Kwiat教授曾经悲观地指出,要想实现多自由度的量子隐形传态,其中一个最关键环节无法实现。 
  陆朝阳:这确实是一个令人头疼的关键环节。以往所有的实验都只能传输基本粒子的单个自由度的状态,而无法传输多自由度的。我们另辟蹊径设计了单光子非破坏测量这一新方法,成功地解决了这个基础难题。
 
  解放日报·上观新闻:到目前为止,你觉得最难的是哪一项工作? 
  陆朝阳:个人体验上可能算第一项工作吧,因为适应期总是比较难的。一方面,是要造出亮度和纯度都非常高的纠缠光源。另一方面,之前的大部分实验都是简单证明多粒子的相干性质,但是我们希望用新的判据证明六光子纯纠缠。这个我们折腾了好久,有一度我都想放弃了,跟导师说要不还是用以前的方法吧。潘老师很严肃地批评了我这种知难而退的想法,并鼓励我一定要追求卓越,坚持做下去。后来终于找到了理论和实验相结合的好方法,才算搞定。 
回想起来,类似的例子还有很多。如果导师不这么严格要求的话,我们容易滋生惰性,容易满足,这样的话进步就会缓慢得多。
 
  解放日报·上观新闻:包括你在内,你们团队已有3人获得菲涅尔奖,感觉你们就是一个“梦之队”。你觉得你们团队还会有第四人获得此奖吗? 
  陆朝阳:这体现了一种科学精神的延续,潘老师之前就说过我们要做“百年老店”。他一直要求我们对国家和社会有高度的责任心,认真做事情,很多时候这种认真和严谨甚至到了严苛的程度。他具有非常前瞻的选题眼光,不断地鞭策我们挑战和攀登新高度,而这些重大课题和高度正是让我们国家在若干量子技术方面站在国际制高点的关键。另一方面,在我们团队里,有着国际一流的平台,解除了科研人员的后顾之忧,“小伙伴”们如鱼得水特别能战斗,彼此之间也是紧密无私合作。 
我相信从我们团队以及国内其他很多优秀的研究组,会有青年科学家像雨后春笋一样继续获奖,在国际舞台展现中国科研实力。
 
  解放日报·上观新闻:如果再给你一次机会选择,还会做科研工作吗? 
  陆朝阳:会。我们国家对科技越来越重视,创新驱动发展已经成为国家重要战略。科学研究其实是非常好的职业,强烈给小朋友们(特别是高中生)推荐。做科研就是和天地对话,扩展人类的知识,探寻新的原理和方法。当你发现了一个地球上70多亿人都不知道的一个新东西,而且这可能在将来改善每个人的生活,这个感觉是很美妙的。 
做科研工作可以聆听自己的梦想,跟随自己的兴趣。这种工作的本质就是每天的太阳都是新的,一直在创新,挑战新高度,完全不是大家想象得那么枯燥。
 
  解放日报 2017-7-4 http://www.jfdaily.com/news/detail?id=58089

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