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【中国教育报】杜江峰:做引领世界前沿的研究

时间:2015-12-15 08:09:22 来源:中国教育报|
通讯员 曾皓
 
  今年是杜江峰在中国科学技术大学度过的第30年。

  华丽“转型” 追随心底的召唤
 
  杜江峰16岁时被保送中科大少年班,本科毕业后即留校工作,同时攻读研究生;28岁时开始进军当时最新的量子计算实验研究领域,成为我国最早从事这项研究的科学家之一。

  他的科研经历可以列成一串让人惊叹的数据:他的团队迄今已发表了2篇《自然》、2篇《科学》、6篇《自然》子刊、25篇《物理评论快报》,在其他国际学术期刊上发表论文100余篇,SCI他引2000余次。其研究成果曾获得国家自然科学二等奖、教育部自然科学一等奖等奖项,入选由两院院士评选的2009年度中国十大科技进展新闻。

  可是,这位年轻的科学家在最初留校的时候,从事的是学生管理工作,同时攻读本校的研究生。在大约十年的时间里,杜江峰从未停止过科学的梦想。1997年,他正式进军核磁共振量子计算领域。

  专注踏实 驰骋于量子计算领域

  在自己众多的科研成果中“盘点”最具亮点的工作,杜江峰首先提到的就是2002年发表于《物理评论快报》的一项研究:在国际上第一次成功地实现了量子博弈的实验研究。审稿意见认为该工作“是首次在实验上实现量子博弈”。《自然》的科学新闻对该工作成果作了专题报导,英国的《新科学家》以及美国物理学会与欧洲物理学会的新闻网站也都报道了该项研究成果。

  “这个成果的发表是我科研生涯上的里程碑。”杜江峰说,“当时牛津大学已经有了这个方向的理论成果,我们的这个成果则很好地跟踪了国际前沿方向,从实验角度做出了很好的展示。”

  2009年,他的科研团队又一项重要成果产生:首次在真实固态体系中实现了最优动力学去耦,极大地提高了量子相干保存时间。这项成果发表于《自然》杂志并发表专文评述:“杜江峰及其同事的研究所使用的量子相干调控技术被证明是一种可以帮助人们理解并且有效对抗量子信息流失的一个重要资源。”该成果了入选两院院士评选的2009年度中国高校十大科技进展。

  当时的他定下新目标:要从跟踪前沿研究转化为引领前沿研究,要实现从购买仪器到自主研制仪器的跃变。

  “从2009年开始,我们实验室开始尝试自己设计、建设新的科学谱仪,以满足我们在单分子层面上的科学研究。”杜江峰说。

  独到眼光 “钻石探针”惊艳亮相

  2015年3月,杜江峰领衔的研究团队再一次创造了一项惊艳世界的研究成果:他们利用钻石中的氮-空位点缺陷作为量子探针(简称“钻石探针”),选取了细胞分裂中的一种重要蛋白为探测对象,将量子技术应用于单个蛋白分子研究,在室温大气条件下获得了世界上首张单蛋白质分子的磁共振谱。这项成果发表于国际著名学术期刊《科学》上,并发专文报道称赞“此工作是通往活体细胞中单蛋白质分子实时成像的里程碑”。

  这项研究从开始酝酿到最终完成,历时近三年的时间。期间,杜江峰的团队与从事蛋白质研究的生物领域科学家展开了交叉学科的合作,同时,他们还着手自主设计、建设专门的科学仪器。

  在跨学科研究过程中,也遭遇了很多意想不到的问题。首先要解决的是探针的制备和筛选,这也是进行后续实验的前提。接着又碰到了新的问题:如何将制备好的蛋白质样本与探针靠近呢?实验组与生物科学家之间都进行多次讨论,最后确定了用多聚赖氨酸对蛋白分子进行固定和保护的方案。接着他们又将发展起来的量子操控技术用于提高探针灵敏度,经过多次实验,最终成功测得了单蛋白分子磁共振信号。

  “遭遇挫折是做科研的常态。”杜江峰对此非常坦然。
  
身先士卒 年轻团队迸发大能量

  杜江峰的实验室人数规模不算大,加上他自己,大约10人,基本上都是年轻人,平均年龄只有30多岁。这样一支年轻团队却展现出了对科研惊人的投入与激情,进而迸发出巨大的能量。

  享受科研的过程,这是杜江峰的一个理念,这也渗透到他的团队成员心里。“记得‘钻石探针’这个成果收到《科学》编辑修改意见的时候,正值春节,我们需要很快做出回复。杜老师和我那几天几乎都在反复沟通商量文章细节,丝毫不觉得苦与累。”石发展依然记得当时的情景,“杜老师时常告诫我们不要‘混文章’,而要做真正有价值的研究,这个过程是非常充实而快乐的。”

  对科研的“享受”过程,还在于不束缚大家的思维,给人“天马行空”的空间。杜江峰说,在他的实验室里,有80%的研究内容是课题组确定好的选题,还有20%的空间留给个人去“天马行空”,提出自己感兴趣的选题,课题组会进行讨论,如果选题有合理性,就会支持个人去开展研究。

  而实验室最大的吸引力莫过于导师杜江峰对研究方向的准确把握,他会带领团队做最有价值的研究。石发展从2006年大三开始,就一路跟随杜江峰,从事光探测磁共振工作。他对导师充满了感激与敬佩:“刚进入实验室时,曾有过一段迷茫期,不知道该做些什么工作。杜老师多次找我单独谈话,帮助我找准发展方向。杜老师的科学素养很高,有很独到的科学眼光,方向的把握特别准确。”而今,石发展已在《科学》正刊、《自然》子刊、《物理评论快报》等国际顶级期刊上发表成果10余篇,并获得2014年度亚太顺磁共振学会青年科学家奖。

  《中国教育报》2015年12月14日
  http://paper.jyb.cn/zgjyb/html/2015-12/14/content_446597.htm?div=-1

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