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2020年01月28日 星期二

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陈宇翱:量子世界追梦人

  ■ 人物档案

  陈宇翱 中国科学技术大学教授,1998年在第29届国际中学生物理奥林匹克竞赛上一举夺得实验、总分两项第一,填补了中国学生从未在国际物理奥赛中取得过实验第一的空白。同年,他被保送进入中国科大“零零班”(教改实验班)。2011年,陈宇翱入选中组部首批“青年千人计划”,成为中国科技大学最年轻的教授之一。2013年4月获得“菲涅尔奖”。

  4月9日,欧洲物理学会正式致函中国科学技术大学教授陈宇翱,授予他2013年度“菲涅尔奖”,以表彰他在光子、冷原子量子操纵和量子信息、量子模拟等领域的杰出贡献。

  这一天恰巧是陈宇翱的32岁生日,“这是我最好的生日礼物。”陈宇翱笑着说。

  享受科研的年轻人

  菲涅尔奖由欧洲物理学会设立,以19世纪最伟大的光学家菲涅尔命名,是该学会授予量子电子学和量子光学领域青年科学家的最高荣誉。目前,菲涅尔奖每两年颁发一次,每次奖励两名35岁以下的青年科学家,基础研究和应用研究领域各一名。陈宇翱是获此奖项的第二位华人科学家。此前,他的导师潘建伟教授于2005年获得此项奖励。

  获奖之后的陈宇翱,在短暂的兴奋之后,随之而来的却是更大的压力。“菲涅尔奖是对个人研究生涯的一个奖励,但是这个奖毕竟是对之前工作的肯定,有了前面的参照系,后面的工作要更加努力才行。”陈宇翱说。

  目前的陈宇翱,经常来往穿梭在位于合肥的中国科技大学微尺度物质科学国家实验室和位于上海的中国科技大学上海研究院之间,主要从事基于光子和超冷原子操纵的可拓展量子信息处理的研究。他的生活就像定好了的时钟:早餐后,来到办公室开始一天的工作,午饭和晚饭是他和家人相聚的时间,晚上8点,他带着笔记本电脑回到家里,继续工作到深夜。

  “物理学家的平均工作时间是12小时,我很享受这种工作状态。”陈宇翱说。

  陈宇翱的性格偏沉静,但偶尔也有烦躁的时候。一旦如此,他就去散步,或者找朋友天南海北地聊,自我放松后,很快又能回到平静的状态。他告诉笔者:“做科研要禁得住喧哗,耐得住寂寞。”

  生活中的陈宇翱喜欢游泳,享受在水中遨游的畅快;除此之外,他还喜欢科幻片。曾经在给《自然》杂志的文章中,陈宇翱就将量子隐形传态比喻为星际旅行,而这能够追溯到曾经看过的科幻片《时间隧道》和《星际迷航》。

  导师引进量子世界

  2001年,正在读大三的陈宇翱,经老师介绍认识了刚刚回国、在学术界颇有名气的潘建伟教授。那一次,陈宇翱和潘建伟进行了将近四个小时的长谈,从天文地理到人文历史,从科学研究到人生理想。

  “我和潘老师谈得很投机。”十多年前的那次谈话,依然牵动着陈宇翱的神经。当时的他除去刚刚听了半学期的量子力学课之外,对量子世界并不了解。但通过那次长谈,他进入潘建伟正在筹建的实验室,共同经历了从无到有的过程。

  “那个过程很享受,没有太大的压力,看着实验室一步步搭建起来,有种参与感,很自豪。”陈宇翱回忆,初涉量子世界的他,也开始被这微观世界里的不确定性所深深吸引,“量子世界最令人着迷的,就是它的未知性和不确定性,让你有探知的欲望。”

  2004年,由于德国海德堡大学在冷原子存储领域的国际领先地位,陈宇翱的导师潘建伟以玛丽·居里讲席教授的身份到海德堡从事量子存储的合作研究,而硕士毕业的陈宇翱,在导师的建议下,也跟随前往海德堡大学攻读博士学位。师徒二人在国际上最前沿的冷原子量子实验室又开始了长达四年的合作。

  2008年,陈宇翱从海德堡大学物理所博士毕业后,留在实验室担任研究助理。同年11月,他进入美因茨大学物理所,以博士后的身份在布洛赫教授的实验室继续从事量子研究。

  2009年,美因茨的实验团队整体搬迁到位于德国慕尼黑的马普量子光学所,陈宇翱随之到马普所,年轻的他就已经被任命为项目负责人。期间,陈宇翱的小团队中有一个博士后、一个博士生、一个硕士生还有一个本科生,在做研究的同时,陈宇翱开始指导学生。

  在陈宇翱心中,导师潘建伟所占的分量很重。2005年,潘建伟获得菲涅尔奖,成为第一个获此殊荣的华人。得知这一消息的陈宇翱,扔下手中的实验,和同事出去进行了一场缺少主角的庆祝。时隔八年,当陈宇翱得知获奖消息,第一时间通知的就是导师潘建伟。他说:“潘老师比我还高兴。”

  崭露头角,回国追梦

  2004年,还在读研究生的陈宇翱,在导师潘建伟的研究组与同事首次实现五光子纠缠和中断开放的量子态隐形传输,同年6月,《自然》杂志发表了这一成果,并称赞说这是一项壮举。这一成果同时入选欧洲物理学会和美国物理学会评出的年度物理学重大进展,这对国内的科学成果来说,还是第一次。之后,在导师潘建伟的带领下,陈宇翱与同事先后成功实现六光子、八光子的纠缠态。2012年,他们首次成功实现百公里量级的自由空间量子隐形传态和纠缠分发,为发射全球首颗“量子实验卫星”奠定技术基础,并被《自然》杂志称赞为“有望成为远距离量子通信的里程碑”。

  目前,他已经在《自然》等国际权威期刊发表论文38篇,成果一次入选《自然》年度十大科技亮点,两次入选欧洲物理学会“年度物理学亮点”,两次入选美国物理学会“年度物理学重大事件”,五次入选由两院院士评选出的“中国十大科技进展新闻”。

  优秀的他,本可以在国外过着不错的生活,但2011年底,他还是回到了祖国。

  原来,早在2004年前往海德堡之前,导师潘建伟就对陈宇翱明确表示,希望他学成后能够回国从事科研工作,报效祖国,当时陈宇翱就欣然应允。2011年底,为兑现当初对导师潘建伟的承诺,也为了自己的中国梦,陈宇翱全职回到了母校中国科技大学工作。

  现在,陈宇翱也开始成为别人的导师。对待学生,他就像当年导师潘建伟对待他一样,既做科研上的引路人,也做生活中的朋友。“当年,正是潘老师的宽容和指导,支持我在科研上的奇思妙想,让我得以恣意发挥,才有今天的我。”陈宇翱回忆,老师就是一面镜子,潘建伟对待学生的态度,也浸润到陈宇翱的学术理念中。

  现在,每每被人问及“事业的选择”,陈宇翱都会变得很健谈,他希望有一天既能自由地对每个原子实现单独操控,又能够操控几十万个原子,将他们任意排序,探知更多的未知世界。

  这是陈宇翱的量子梦,也是他的中国梦。

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