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“80后”教授陈宇翱:量子世界的追梦人

来源:中国科学报 2013-05-08 10:03:48
内容摘要: “一开始很高兴,接下来,感到压力还是蛮大的,还得更加努力。”日前,陈宇翱接受记者独家专访,首次谈起荣誉背后的故事。

  中国科大微尺度物质科学国家实验室重要研究骨干;在其32岁生日当天获得欧洲量子学领域最高荣誉;梦想有一天能够随意操控原子。他就是——

  “80后”教授陈宇翱的32岁生日,具有不同寻常的纪念意义。

  4月9日,欧洲物理学会正式发布公告,将2013年度菲涅尔奖授予中国科学技术大学青年科学家陈宇翱。对他而言,这可算作一份意义非凡的生日礼物,更是一份对他十多年来科研生涯和成就的充分肯定。

  “一开始很高兴,接下来,感到压力还是蛮大的,还得更加努力。”日前,陈宇翱接受记者独家专访,首次谈起荣誉背后的故事。

  量子世界的“中国力量”

  在菲涅尔奖历史上,陈宇翱是第二位获此殊荣的中国青年科学家。而首位中国获奖者,正是陈宇翱的导师潘建伟院士,他在2005年时实现了这一历史性突破。

  时隔8年,师徒二人先后获奖。而正是这几年的时光,陈宇翱在学术“快车道”上奔驰,从青年学子迅速成长为中国科大微尺度物质科学国家实验室的重要研究骨干;潘建伟则带领着这支年轻的量子信息研究团队完成一系列超越,成为国际上该领域举足轻重的“中国力量”。

  在欧洲物理学会正式发布授奖公告前一个礼拜,陈宇翱就已接到了获得菲涅尔奖的电话通知。第一时间,他首先把这个好消息告诉了在北京出差的潘建伟。

  “我感觉潘老师比我还要高兴。”电话里,潘建伟难以抑制内心的激动,连连道贺,并祝愿陈宇翱“再攀高峰”,将来取得更大成就。

  作为欧洲物理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,菲涅尔奖每两年颁发一次,每次奖励2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。因在光与冷原子的量子操纵领域中的杰出贡献,陈宇翱在基础研究领域获奖。

  师徒共追梦

  时间回溯到上世纪90年代初,潘建伟大学毕业后拜量子物理实验大师塞林格为师,留学奥地利维也纳大学。第一次见面时,塞林格就问潘建伟:“你的梦想是什么?”

  “在中国建立一个像您实验室这样的世界领先的实验室。”潘建伟回答。

  2002年,21岁的陈宇翱作为潘建伟在中国科大的开山弟子,正式参与量子操纵实验室的建设工作。采购仪器设备、搭建实验平台,师徒一起见证实验室从零开始在空房间内“慢慢生长起来”。

  然而,这只是通往梦想的第一步,接下来才是真正的考验。在潘建伟的指导下,实验室顺利实现了此前已有基础的四光子纠缠。陈宇翱和同事们信心大增,主动提出要着手进行五光子纠缠实验。

  “我不会打击你们的积极性,但我相信你们是做不出来的。”对于弟子们的雄心壮志,潘建伟似乎是泼了一盆冷水。

  “我们就不信邪,一定要把它弄出来。”现在回想起来,陈宇翱觉得潘建伟的这句话,其实是“激将法”。

  事实证明,潘建伟的谋略奏效了。“不信邪”的陈宇翱和同事通力合作,很快就成功搭建出世界上首个五光子纠缠实验平台,由此奠定了中国在多光子纠缠操纵方面的国际领先地位。

  团队需要在技术、人才方面进行长远考虑。2004年,在德国最高博士生奖学金“德国电信精英奖”资助下,陈宇翱跟随导师潘建伟前往德国海德堡大学,攻读博士学位,从事冷原子量子存储的研究。留德深造期间,陈宇翱的科研能力得到了快速提升,取得了一系列引人注目的成就。

  2011年,陈宇翱入选首批“青年千人计划”,全职回国担任中国科大教授。同年,他与同事合作在国际上首次成功制备出八光子薛定谔猫态,引起国际学界关注。

  “今天,我们已经在量子信息领域占据了一席之地,并且在很多方面已经超过了维也纳的团队。”陈宇翱相信,潘建伟最初的梦想已经实现。

  打开量子“魔盒”

  中学时代,就读于江苏省启东中学的陈宇翱便展现出过人的物理天赋。1998年,他在第29届国际中学生物理奥林匹克竞赛中夺得实验第一、总分第一两个奖项,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。

  凭借奥赛中的优异表现,17岁的陈宇翱保送进入中国科大“零零班”(同少年班培养模式),专攻物理专业。本科期间接触量子力学之后,一个区别于经典物理学、极具颠覆性的量子世界为他打开。

  “量子物理最大的吸引力在于,你能够对事物的本源进行全新的认知。”让陈宇翱深深着迷的,是量子世界本质上的不确定性、不可知性,他说:“这个领域是实验引领理论的,因此,经常会出现做实验之前根本无法想象的事情。”

  探寻更多量子世界的物理学基础,成为驱动陈宇翱不断前行的动力。摆在他面前的,仿佛一个个装满未知奥秘的“魔盒”,他要做的,首先是想方设法打开“魔盒”。

  基于光子和超冷原子操纵的可拓展量子信息处理,正是陈宇翱手中那把“开启魔盒的钥匙”。而在整个量子物理领域,当前科学界正在经历“实验为王”的阶段,这对自称“爱动手胜过爱思考”的陈宇翱而言,恰逢其时又充满挑战。

  “有一天,我手中操纵着上万个原子,并且每一个都能按照我的意志和想法排列,形成不同的晶格类型,复杂的量子模拟和量子计算进而得以实现。”陈宇翱说,这就是他的“量子之梦(郝俊)

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