中國科技大學近代物理系教授陳宇翱
2013年,歐洲物理學會向中國科技大學近代物理系教授陳宇翱頒出量子電子學和量子光學領域青年科學家的最高榮譽“菲涅爾獎”。雖然年僅32歲,陳宇翱卻已是世界量子物理研究領域的頂尖科學家,他的研究曾一次入選《自然》年度十大科技亮點、兩次入選歐洲物理學會“年度物理學亮點”、兩次入選美國物理學會“年度物理學重大事件”、五次入選由中國兩院院士評選出的“中國十大科技進展新聞”。
近日記者獲悉,因在物理學研究領域的卓越成就,陳宇翱獲得由鳳凰衛視聯合海內外十余家知名華文媒體和機構評選的“影響世界華人大獎”提名。“世界因你而美麗——影響世界華人盛典2013-2014”頒獎禮將于3月底在北京大學百周年紀念講堂登場,鳳凰衛視及鳳凰新媒體當晚將會通過衛星和網絡向全球直播。
2013年4月9日,是陳宇翱的32歲生日。就在當天,他收到了一份生日大禮——歐洲物理學會正式致函,授予他2013年度“菲涅爾獎”,以表彰他在光子、冷原子量子操縱和量子信息、量子模擬等領域的杰出貢獻。菲涅爾獎由歐洲物理學會設立,以19世紀最偉大的光學家菲涅爾命名,每兩年頒發一次,每次獎勵兩名35歲以下的青年科學家,基礎研究和應用研究領域各一名。陳宇翱是獲此獎項的第二位華人科學家,而前一位獲獎者正是他的導師潘建偉院士。
量子,是一個很多人聽說過卻并不理解的科學名詞,其實它離我們并不遙遠。人們常說雙胞胎之間有神奇的相互感應,而在微觀世界,這種真實存在的現象更為神奇,有共同來源的兩個微觀粒子間具有“糾纏關系”,無論相距多遠,只要一個粒子狀態發生變化,另一個立即產生相應變化,這種量子糾纏正是量子通信技術的基礎。量子糾纏特性賦予了量子通信許多突出優點:獨特的加密方式使密鑰具有不可復制性和絕對安全性,一旦有人竊取密鑰,整個通信信息會“自毀”并告知使用者;量子通信還可以消除線路時延,實現最快通信等等。
由于其中蘊含的巨大戰略意義和經濟價值,量子通信技術在近二十年來逐漸成為國際科技競爭中的一大熱點。與人們日常生活密切相關的銀行加密系統,就與量子通信技術密切相關。當缺乏強有力的自主研發加密技術時,中國只能購買國外技術。然而,隨著中國對量子研究的發展,中國就可以用上自己的量子加密手段。如果把量子世界的一個個未知奧秘比喻成“魔盒”,那么陳宇翱對基于光子和超冷原子操縱的可拓展量子信息處理研究正是那把“開啟魔盒的鑰匙”。
對于這位“80后”青年科學家的成就,人們贊譽最多的是陳宇翱的天才和勤勉,但他自己卻用嚴謹而謙虛的科學口吻總結:“我不算天才,天分和勤奮占30%,機遇占70%。菲涅爾獎是對個人研究生涯的一個獎勵,但是這個獎畢竟是對之前工作的肯定,有了前面的參照系,后面的工作要更加努力才行。”
量子間的糾纏關系是一道美麗的科學謎題,而陳宇翱與量子之間似乎也“糾纏”著某種命中注定的緣分。
1998年,17歲的陳宇翱在第29屆國際中學生物理奧林匹克競賽上一舉奪得“實驗”、“總分”兩項第一,填補了中國學生從未在國際物理奧賽中取得過“實驗第一名”的空白。這次比賽也為他叩開了通往量子世界的大門,同年,陳宇翱被保送進入中科大深造,后師從潘建偉教授,開始了他在量子信息處理領域的科研歷程。學生時代,他就和同事合作搭建了世界上首個五光子糾纏實驗平臺,奠定了中國在多光子糾纏操縱方面的國際領先地位。2004年,他跟隨潘建偉教授到海德堡大學攻讀博士學位,而在前往海德堡之前,潘教授就對陳宇翱表示,希望他學成后能回國從事科研工作。
2011年年底,陳宇翱入選中國首批“青年千人計劃”,全職回到母校中科大工作。從那時起,陳宇翱便開始像候鳥一樣穿梭在位于合肥的中科大微尺度物質科學國家實驗室和位于上海的中科大上海研究院之間,開展基于光子和超冷原子操縱的可拓展量子信息處理方向的工作。
他在國際上首次成功制備出八光子薛定諤貓態,并利用八光子簇態實現量子計算中容錯率最高的拓撲量子糾錯;在發展高亮度糾纏源技術的基礎上,實現百公里級自由空間量子隱形傳態及雙向糾纏分發,推動了星-地遠距離量子通信的發展,為發射全球首顆“量子實驗衛星”奠定技術基礎,并被《自然》雜志稱贊為“有望成為遠距離量子通信的里程碑”。如今,作為項目工程總師,陳宇翱正在積極建設發改委量子保密通信京滬干線工程,以期實現目前世界上空間尺度最大、規模最大的地面廣域量子通信網絡。
正是有了陳宇翱這樣在量子世界巔峰不斷攀爬挺進的青年科學家,在實現量子通信的長跑競賽中,中國已晉身為“第一方陣”選手。《自然》雜志曾評論:“在量子通信領域,中國用了不到十年時間,由一個不起眼的國家發展成為現在的世界勁旅,中國將先于歐洲和北美發射量子科學實驗衛星,建立首個全球量子通信網絡。”
想取得超乎尋常的成就,要以超乎尋常的夢想做動力,也必然要付出更加超乎尋常的努力。物理學家的平均工作時間是12小時,陳宇翱的生活每天就像定好了時鐘:早餐后,來到辦公室開始一天的工作;午飯和晚飯是他和家人相聚的時間;晚上8點,他會帶著筆記本電腦回到家里,繼續工作到深夜。這種旁人看來苦行僧式的狀態,卻讓陳宇翱很享受。
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