科大瞬間
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9.17 陸朝陽：科研是美妙的
6 月 27 日，中國科學技術大學陸朝陽教授獲頒 2017 年度菲涅爾獎，以表彰其 “在量子光源、量子隱形傳態和光學量子計算方麵的傑出貢獻”。歐洲物理學會菲涅爾獎，是獎勵量子電子學和量子光學領域傑出青年科學家的國際最高榮譽，每兩年頒發一次。
風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 年從中國科大物理係畢業後加入潘建偉教授的研究組，開始了他在量子信息科學領域的科研曆程。研究生期間，陸朝陽在導師指導下完成了首次製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展新聞。
提問：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，量子力學是個很玄乎的東西。
陸朝陽：量子力學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，是因為量子力學的一些效應所發生的物理尺度是非常微小的，比我們日常生活中見到的頭發絲還要小億倍。在這樣一個微觀世界裏麵，有它自己獨特的運行規律。但其實，量子力學及其催生的技術已經在各方麵改變了我們的生活，可以說，沒有量子力學，就沒有我們今天的計算機、手機、互聯網、導航、激光、磁共振等等。以上這些是上個世紀在“第一次量子革命” 中催生出來的成果，主要是建立於對量子規律宏觀的應用。目前，我們從事的量子信息技術在歐洲被稱為“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、糾纏等性質以一種革命性的方式對信息進行編碼、傳輸和操縱，突破經典信息技術的瓶頸，未來的應用包括量子通信、量子精密測量、量子計算等。
提問：沒有專業背景的人，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：玩還沒有通關的遊戲才有意思。
提問：你從什麽時候開始對物理感興趣的？當初為何報考中國科大物理係？
陸 朝 陽 ： 我 一 直 就 對 數 學 、 物 理 比 較 喜 歡 。1998 年初，我還在浙江省東陽中學念高中，寒假前，學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實驗，當時就覺得特別有趣，後來就報考了中國科大物理係。大學三年級的時候，又聽了關於糾纏純化和遠距離量子通信的報告，感覺潘老師很質樸很實在。後來，我就主動要求加入潘老師的實驗室。
提問：碩士期間，你們成功製備了六光子糾纏態，刷新了世界紀錄，是怎麽做到的呢？還有什麽印象？
陸朝陽：一項這麽重要的任務交給我，當然很令人振奮的，所以就鼓足勁衝唄。那一年幾乎犧牲了所有的雙休日和節假 日 ， 包 括 春 節 。 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裏從無到有，搭建和調試裝置，攻克難題的過程。差不多每天在實驗室呆到晚上 11 點之後。還記得寒假的時候，一次做完實驗發現外麵下了很厚的雪。我的宿舍在西區，就一個人踏著積雪從中國科大東區走回西區，當時覺得這夜色中的雪實在太美了，一點兒也沒覺得累。
提問：你 28 歲成為中國科大教授，這在當時的中國科大是最年輕的嗎？
陸朝陽：也許是吧。這沒什麽好說的，中國科大向來是人才輩出的地方，一定會有人很快刷新這一紀錄。最近有位校友在畢業典禮做報告說得好：“在科大，給人壓力最大的並不是你知道有人比你優秀，而是你每天都要和他們在一起；也不是你覺得比你優秀的人比你更努力，而是你發現其實他們不太努力的時候還是比你優秀。”
2008 年，陸朝陽進入劍橋大學卡文迪許實驗室攻讀博士。他不負眾望，在國際上首次實現了單電子自旋的非破壞性測量，為固態量子計算解決了一個基礎性難題。2011年初，他入選了競爭異常激烈的劍橋大學丘吉爾學院的Fellow（比例約 1%） 。博士一畢業，陸朝陽未做停留就回到了中國科大研究團隊。2015 年，他和同事實現了多自由度量子隱形傳態，這是中國本土完成的科學成果首次入選英國物理學會評選的國際物理學年度突破榜首。2016 年年底，他和同事在實現十光子糾纏基礎上，構建了世界首台超越早期經典計算機的光量子計算機。
陸朝陽在講解世界首台超越早期經典計算機的光量子計算機。黃海華攝
提問：什麽是量子隱形傳態？
陸朝陽：量子隱形傳態，類似於科幻小說中的“星際旅行”，可以把量子態傳輸到遙遠地點，而無需傳輸載體本身，這在量子通信和量子計算網絡中將發揮至關重要的作用。
提問：國際著名量子光學專家 Paul Kwiat 教授曾經悲觀地指出，要想實現多自由度的量子隱形傳態，其中一個最關鍵環節無法實現。
陸朝陽：這確實是一個令人頭疼的關鍵環節。以往所有的實驗都隻能傳輸基本粒子的單個自由度的狀態，而無法傳輸多自由度的。我們另辟蹊徑設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難題。
提問：到目前為止，你覺得最難的是哪一項工作？
陸 朝 陽 ： 按照我個人的體驗, 可能是第一項工作最難吧。因為適應期總是比較難的。一方麵，是要造出亮度和純度都非常高的糾纏光源。另一方麵，之前的大部分實驗都是簡單證明多粒子的相幹性質，但是我們希望用新的判據證明六光子純糾纏。我們折騰了很長時間沒有成功。一度我都想放棄了，跟導師說還是用以前的方法吧。潘老師很嚴肅地批評了我這種知難而退的想法，鼓勵我一定要追求卓越，堅持做下去。後來終於找到了理論和實驗相結合的好方法，才算搞定。
回想起來，類似的例子還有很多。如果導師不這麽嚴格要求，我們容易滋生惰性，容易滿足，進步就會緩慢得多。
提 問 ： 包括你在內 ， 你們團隊已有 3 人獲得菲涅爾獎，感覺你們就是一個“夢之隊”。你覺得你們團隊還會有第四人獲得此獎嗎？
陸朝陽：這體現了一種科學精神的延續，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任心，認真做事情，很多時候這種認真和嚴謹甚至到了嚴苛的程度。他具有非常前瞻的選題眼光，不斷地鞭策我們挑戰和攀登新高度。而這些重大課題和高度正是讓我們國家在量子技術若幹方麵站在國際製高點的關鍵。另一方麵，在我們團隊裏，有著國際一流的平台，解除了科研人員的後顧之憂，“小夥伴”們如魚得水，特別能戰鬥，彼此之間的合作也是親密無間。
我相信我們團隊以及國內其他很多優秀的研究組，會有更多青年科學家像雨後春筍一樣繼續獲獎，在國際舞台展現中國科研實力。
提問：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，創新驅動發展已經成為國家重要戰略。 科學研究其實是非常好的職業，我強烈給小朋友們（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。當你發現了地球上 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。這種工作的本質就是每天的太陽都是新的，一直在創新，挑戰新高度，完全不是大家想象的那麽枯燥。
來源： 《解放日報》
