6月27日，中科大上海研究院陸朝陽教授獲頒2017年度菲涅爾獎，以表彰其“在量子光源、量子隱形傳態(tài)和光學(xué)量子計算方面的杰出貢獻(xiàn)”。歐洲物理學(xué)會菲涅爾獎，是獎勵量子電子學(xué)和量子光學(xué)領(lǐng)域杰出青年科學(xué)家的國際最高榮譽，每兩年頒發(fā)一次。
陸朝陽在頒獎現(xiàn)場
風(fēng)塵仆仆剛從德國慕尼黑回來的陸朝陽，第一時間接受了解放日報·上觀新聞記者的獨家專訪。
陸朝陽2004年從中科大物理系畢業(yè)后加入潘建偉教授的研究組，開始了他在量子信息科學(xué)領(lǐng)域的科研歷程。研究生期間，陸朝陽在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成了首次制備六光子糾纏等實驗，成果入選了兩院院士評選的年度中國科技十大進(jìn)展新聞。
解放日報·上觀新聞：玻爾有句名言，如果誰不對量子論感到困惑，他就沒有理解這個理論。在很多人看來，量子力學(xué)是個很玄乎的東西。
陸朝陽：量子力學(xué)是目前為止對客觀世界最精確的描述。之所以大家覺得反直覺，是因為量子力學(xué)的一些效應(yīng)所發(fā)生的物理尺度是非常微小的，比我們?nèi)粘Ｉ钪幸姷降念^發(fā)絲還要小億倍。在這樣一個微觀世界里面，有它自己獨特的運行規(guī)律。但其實，量子力學(xué)及其催生的技術(shù)已經(jīng)在各方面改變了我們的生活，可以說，沒有量子力學(xué)，就沒有我們今天的計算機、手機、互聯(lián)網(wǎng)、導(dǎo)航、激光、磁共振等等。以上這些是上個世紀(jì)在“第一次量子革命”中催生出來的成果，主要是建立于對量子規(guī)律宏觀的應(yīng)用。目前，我們從事的量子信息技術(shù)在歐洲被稱為“第二次量子革命”，通過主動地精確操作一個一個的原子或光子，利用量子疊加、糾纏等性質(zhì)以一種革命性的方式對信息進(jìn)行編碼、傳輸和操縱，突破經(jīng)典信息技術(shù)的瓶頸，未來的應(yīng)用包括量子通信、量子精密測量、量子計算等。
解放日報·上觀新聞：沒有專業(yè)背景的人，可能需要一些想象力才能理解。你整天和這些令人費解的東西打交道，不覺得枯燥嗎？
陸朝陽：玩還沒有通關(guān)的游戲才有意思。
解放日報·上觀新聞：你從什么時候開始對物理感興趣的？當(dāng)初為何報考中科大物理系？
陸朝陽：我一直就對數(shù)學(xué)、物理比較喜歡。1998年初，我還在浙江省東陽中學(xué)念高中，寒假前，學(xué)校邀請了潘建偉校友做科普報告，介紹了他剛剛完成的量子隱形傳態(tài)實驗，當(dāng)時就覺得特別有趣，后來就報考了中科大物理系。大學(xué)三年級的時候，又聽了關(guān)于糾纏純化和遠(yuǎn)距離量子通信的報告，感覺潘老師很質(zhì)樸很實在。后來，我就主動要求加入潘老師的實驗室。
解放日報·上觀新聞：碩士期間，你們成功制備了六光子糾纏態(tài)，刷新了世界紀(jì)錄，是怎么做到的呢？還有什么印象？
陸朝陽：一項這么重要的任務(wù)交給我，當(dāng)然很令人振奮的，所以就鼓足勁沖唄。那一年幾乎犧牲了里面所有的雙休日和節(jié)假日，包括春節(jié)。因為第一次做科研，走了很多彎路。但是也從此開始享受在實驗室里面從無到有，搭建和調(diào)試裝置，克服難題的過程。
基本上每天在實驗室呆到晚上11點之后。還記得寒假的時候，一次做完實驗發(fā)現(xiàn)外面下了很厚的雪。我的宿舍在西區(qū)，就一個人踏著積雪從中科大東區(qū)走回西區(qū)，當(dāng)時覺得這夜色中的雪實在太美了，一點兒也沒覺得累。
解放日報·上觀新聞：你28歲成為中科大教授，這在當(dāng)時的中科大是最年輕的嗎？
陸朝陽：也許是吧。這沒什么好說的，中科大向來是個人才輩出的地方，一定會有人很快刷新這一紀(jì)錄。最近有位校友在畢業(yè)典禮做報告說得好：“在科大，給人壓力最大的并不是你知道有人比你優(yōu)秀，而是你每天都要和他們在一起；也不是說你覺得比你優(yōu)秀的人比你更努力，而是你發(fā)現(xiàn)其實他們不太努力的時候還是比你優(yōu)秀。”
2008年，陸朝陽進(jìn)入劍橋大學(xué)卡文迪許實驗室攻讀博士。他不負(fù)眾望，在國際上首次實現(xiàn)了單電子自旋的非破壞性測量，為固態(tài)量子計算解決了一個基礎(chǔ)性難題。2011年初，他入選了競爭異常激烈的劍橋大學(xué)丘吉爾學(xué)院的Fellow（比例約1%）。博士一畢業(yè)，陸朝陽未做停留就回到了中科大研究團(tuán)隊。2015年，他和同事實現(xiàn)了多自由度量子隱形傳態(tài)，這是中國本土完成的科學(xué)成果首次入選英國物理學(xué)會評選的國際物理學(xué)年度突破榜首。2016年年底，他和同事在實現(xiàn)十光子糾纏基礎(chǔ)上，構(gòu)建了世界首臺超越早期經(jīng)典計算機的光量子計算機。
陸朝陽在講解世界首臺超越早期經(jīng)典計算機的光量子計算機。黃海華攝
解放日報·上觀新聞：什么是量子隱形傳態(tài)？
陸朝陽：量子隱形傳態(tài)，類似于科幻小說中的“星際旅行”，可以把量子態(tài)傳輸?shù)竭b遠(yuǎn)地點，而無需傳輸載體本身，這在量子通信和量子計算網(wǎng)絡(luò)中將發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
解放日報·上觀新聞：國際著名量子光學(xué)專家Paul Kwiat教授曾經(jīng)悲觀地指出，要想實現(xiàn)多自由度的量子隱形傳態(tài)，其中一個最關(guān)鍵環(huán)節(jié)無法實現(xiàn)。
陸朝陽：這確實是一個令人頭疼的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。以往所有的實驗都只能傳輸基本粒子的單個自由度的狀態(tài)，而無法傳輸多自由度的。我們另辟蹊徑設(shè)計了單光子非破壞測量這一新方法，成功地解決了這個基礎(chǔ)難題。
解放日報·上觀新聞：到目前為止，你覺得最難的是哪一項工作？
陸朝陽：個人體驗上可能算第一項工作吧，因為適應(yīng)期總是比較難的。一方面，是要造出亮度和純度都非常高的糾纏光源。另一方面，之前的大部分實驗都是簡單證明多粒子的相干性質(zhì)，但是我們希望用新的判據(jù)證明六光子純糾纏。這個我們折騰了好久，有一度我都想放棄了，跟導(dǎo)師說要不還是用以前的方法吧。潘老師很嚴(yán)肅地批評了我這種知難而退的想法，并鼓勵我一定要追求卓越，堅持做下去。后來終于找到了理論和實驗相結(jié)合的好方法，才算搞定。
回想起來，類似的例子還有很多。如果導(dǎo)師不這么嚴(yán)格要求的話，我們?nèi)菀鬃躺栊�，容易滿足，這樣的話進(jìn)步就會緩慢得多。
解放日報·上觀新聞：包括你在內(nèi)，你們團(tuán)隊已有3人獲得菲涅爾獎，感覺你們就是一個“夢之隊”。你覺得你們團(tuán)隊還會有第四人獲得此獎嗎？
陸朝陽：這體現(xiàn)了一種科學(xué)精神的延續(xù)，潘老師之前就說過我們要做“百年老店”。他一直要求我們對國家和社會有高度的責(zé)任心，認(rèn)真做事情，很多時候這種認(rèn)真和嚴(yán)謹(jǐn)甚至到了嚴(yán)苛的程度。他具有非常前瞻的選題眼光，不斷地鞭策我們挑戰(zhàn)和攀登新高度，而這些重大課題和高度正是讓我們國家在若干量子技術(shù)方面站在國際制高點的關(guān)鍵。另一方面，在我們團(tuán)隊里，有著國際一流的平臺，解除了科研人員的后顧之憂，“小伙伴”們?nèi)玺~得水特別能戰(zhàn)斗，彼此之間也是緊密無私合作。
我相信從我們團(tuán)隊以及國內(nèi)其他很多優(yōu)秀的研究組，會有青年科學(xué)家像雨后春筍一樣繼續(xù)獲獎，在國際舞臺展現(xiàn)中國科研實力。
解放日報·上觀新聞：如果再給你一次機會選擇，還會做科研工作嗎？
陸朝陽：會。我們國家對科技越來越重視，創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展已經(jīng)成為國家重要戰(zhàn)略�？茖W(xué)研究其實是非常好的職業(yè)，強烈給小朋友們（特別是高中生）推薦。做科研就是和天地對話，擴展人類的知識，探尋新的原理和方法。當(dāng)你發(fā)現(xiàn)了一個地球上70多億人都不知道的一個新東西，而且這可能在將來改善每個人的生活，這個感覺是很美妙的。
做科研工作可以聆聽自己的夢想，跟隨自己的興趣。這種工作的本質(zhì)就是每天的太陽都是新的，一直在創(chuàng)新，挑戰(zhàn)新高度，完全不是大家想象得那么枯燥。
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