陸朝陽：量子領(lǐng)域一顆冉冉升起的新星

高榮偉

陸朝陽的名字，從一開始出現(xiàn)在公眾視野里邊，就和量子物理聯(lián)系在一起。30歲剛出頭，他在物理學界已經(jīng)名聲赫赫，以量子糾纏研究聞名，在光子糾纏方向一而再、再而三地打破世界紀錄。陸朝陽，正如其名，在物理學研究領(lǐng)域里取得的卓越成就，就像一輪冉冉升起的旭日，煥發(fā)出炫目的光彩。

農(nóng)家子弟結(jié)緣物理學

陸朝陽出生于1982年12月，是浙江東陽市畫水鎮(zhèn)人。他自幼聰穎好學，1997年從畫水鎮(zhèn)中考入東陽中學。在東中期間曾擔任實驗班班長，獲得過王惕吾一等獎學金和嚴濟慈獎學金。

東陽中學素以理科教育見長，幾任校長都是物理老師出身。對資優(yōu)學生，東陽中學特別注重培養(yǎng)學生學習的興趣和鍥而不舍的精神?；蛟S，這樣的環(huán)境為日后成就一代有“量子鬼才”之稱的物理學家提供了肥沃的土壤。

來自農(nóng)家的學生陸朝陽，在東陽中學愛上了物理學?！澳隳芡ㄟ^幾行簡單的公式理解世間萬物是如何運作的。”這是在東中的少年陸朝陽最初感受到的物理學的魅力。

然而，任誰也沒有想到的是，在這所中學里，一位普普通通的農(nóng)家子弟，一名熱愛物理學科的高中生，10幾年后迅速崛起，成為一位在全球物理學領(lǐng)域卓有成就的科學家。

人生的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點

2000年，陸朝陽考入中國科技大學物理系。成績優(yōu)秀的他，在本科畢業(yè)后原計劃被保送到微電子專業(yè)讀研究生。然而，一次偶然的同鄉(xiāng)聚會，改變了他的專攻方向，并由此進入一個全新的領(lǐng)域。

那是2003年的秋天，中科大又迎來一批新生。按照慣例，在校的東陽籍學兄學姐要請大一新生聚一聚，幫助小老鄉(xiāng)盡快熟悉適應(yīng)大學生活。與往年不同的是，剛從國外回來的潘建偉教授也受邀參加了聚會。

潘建偉，何許人也？說起來，潘建偉還是陸朝陽的同門師兄，且二人都是浙江東陽籍人。不過，此時的潘建偉已經(jīng)小有名氣，尤其是在量子物理和量子信息研究方面成績斐然。1992年畢業(yè)于中國科學技術(shù)大學近代物理系的他，3年后獲該校理論物理碩士學位，1999年在奧地利維也納大學深造并獲取博士學位。

老鄉(xiāng)聚會過程中，從學術(shù)科研、國家時事，小到生活起居，這位親切隨和的大師兄和師弟師妹們聊得非常融洽。

“和潘老師交談以后，我就修改了志愿?！标懗柣貞浾f。受到潘建偉一番話語的啟迪，原本要保送中科大微電子專業(yè)研究生的陸朝陽修改了自己的志愿，研究起了量子物理。2004年本科畢業(yè)之后，陸朝陽被保送至合肥微尺度物質(zhì)科學國家實驗室量子物理和量子信息研究部，開展光子糾纏和量子計算方面的研究。在這里，他的導師正是同門師兄潘建偉。新聞媒體是這樣評價潘建偉教授的：“他長期從事量子光學、量子信息和量子力學基礎(chǔ)問題檢驗等方面的研究，對量子通信等研究有創(chuàng)新性貢獻，是該領(lǐng)域的國際著名學者?！?/p>

潘建偉管理下的量子物理和量子信息實驗室在科研水準方面一直瞄準國際一流研究機構(gòu)，雖然這里要求極其嚴格，然而學術(shù)氛圍卻自由寬松。得益于這樣一個科研環(huán)境，陸朝陽如魚得水，他很快在理論、實驗設(shè)計和動手能力等方面脫穎而出。

2005年，還是一年級碩士生的陸朝陽接受了一項重要的任務(wù)：把光學平臺從科大西區(qū)搬遷到東區(qū)微尺度國家實驗室，重建實驗平臺，并且升級到具備操縱六光子糾纏的能力。為了完成這項任務(wù)，他犧牲了幾乎所有節(jié)假日。通過近兩年的努力，24歲的陸朝陽終于交出了一份漂亮的答卷：刷新了兩項關(guān)于光量子糾纏的世界紀錄——通過實驗實現(xiàn)了六子光糾纏“薛定諤的貓”態(tài)與簇態(tài)，這也是全球首次。八光子糾纏也在此后被陸朝陽打破。這個工作成果發(fā)表在2007年2月的《自然·物理學》上，入選兩院院士評選的2007年中國科技十大進展新聞。

之后，他又帶領(lǐng)多光子團隊完成了容失量子編碼、任意子量子模擬等實驗，同時他輔助導師潘建偉指導學生，設(shè)計了十量子比特超糾纏態(tài)等一系列后續(xù)實驗。此時的陸朝陽，已經(jīng)成為潘建偉最得力的科研助手之一。

潘建偉+陸朝陽：全球頂尖的量子團隊

陸朝陽完成碩士階段的研究后，潘建偉為了讓他獲得更好的發(fā)展，主動推薦他到英國劍橋大學深造。

牛津劍橋一直以來作為英國的頂尖學校而揚名全球，同時劍橋大學也一直是陸朝陽孜孜以求的學術(shù)殿堂。初中時代他就讀過徐志摩的那首《再別康橋》，在他的內(nèi)心深處，對于劍橋一直有著深深的眷戀和情感羈絆。

2008年，他的夙愿得以實現(xiàn)。陸朝陽如愿獲得英國海外研究獎、劍橋海外基金等提供的全額獎學金，進入英國劍橋大學卡文迪許實驗室。在這里他轉(zhuǎn)向一個新的研究領(lǐng)域：基于半導體量子點的固態(tài)體系量子調(diào)控技術(shù)。

陸朝陽珍惜在劍橋的一分一秒，在不到3年的時間里，他和他的新同事在新領(lǐng)域取得了一系列重要的實驗突破，包括首次獲得量子點的共振熒光、觀測單電子自旋馳豫和量子躍遷，發(fā)表了一系列高水平的論文。這其中，特別值得一提的是，他們在國際上首次實現(xiàn)了對量子點電子自旋態(tài)的非破壞性讀取，相關(guān)論文2010年發(fā)表在《自然》上，陸朝陽也因此被哈佛大學同行評價為“基于固態(tài)體系量子信息處理的一個重大突破”。

2011年初，陸朝陽順利獲得劍橋大學物理學博士學位。在潘建偉的鼓勵和召喚下，博士答辯一結(jié)束，他就回到了自己的祖國。剛下飛機，陸朝陽就直接趕往潘建偉的團隊報到。陸朝陽與潘建偉，這兩位在全球量子技術(shù)研究領(lǐng)域的頂尖高手一經(jīng)再次聯(lián)手，就迅速迸發(fā)出耀眼的火花。在恩師的精心指導下，作為青年才俊的陸朝陽，近些年來連續(xù)不斷地在量子信息技術(shù)領(lǐng)域做出重大突破。據(jù)統(tǒng)計，目前，他已經(jīng)在英國《自然》、美國《國家科學院院刊》和《近代物理評論》等頂級國際學術(shù)期刊上發(fā)表了20多篇論文。

毫無疑問，陸朝陽是中國正在大力發(fā)展的量子信息技術(shù)領(lǐng)域一顆冉冉升起的新星。2011年，他破格入選首批中組部“青年千人計劃”，2012年入選國家自然科學基金優(yōu)秀青年項目，2014年獲得“求是杰出青年學者獎”。2016年6月21日，陸朝陽被《自然》雜志發(fā)表的《Science?stars?of?China》一篇新聞特寫列為“中國十大科學之星”之一。在該文中，他被譽作“量子鬼才”。有言道，不瘋魔不成活。天賦+熱愛，這或許就是陸朝陽成功的原因。

2017年6月，歐洲物理學會宣布，授予陸朝陽2017年度菲涅爾獎。去年12月，日本仁科紀念基金會宣布，將2019年度“仁科芳雄亞洲獎”授予中陸朝陽，以表彰他在“基于單光子的量子信息科學方面的杰出貢獻”。當?shù)貢r間10月7日，美國物理學會（APS）宣布將2021年度羅夫·蘭道爾和查爾斯·本內(nèi)特量子計算獎（2021?Rolf?Landauer?and?Charles?H.?Bennett?Award?in?Quantum?Computing）頒給陸朝陽，獎勵其“對光量子信息科學，尤其是固態(tài)量子光源、量子隱形傳態(tài)和光量子計算的突出貢獻”。據(jù)了解，國際評審委員會每年在全世界范圍內(nèi)評選出一名博士畢業(yè)12年之內(nèi)的青年科學家。前四屆獲獎人分別來自美國麻省理工學院、加州理工學院、瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院和澳大利亞新南威爾士大學。

中國80后物理天才陸朝陽，這位28歲就成為中科大教授的年輕人身上，體現(xiàn)了東陽人的樸實、謙虛、聰敏和勤奮。對于自己榮獲“科學之星”，陸朝陽深有感慨地說：“這個榮譽是對潘建偉老師領(lǐng)銜的整個量子團隊的認可。目前量子技術(shù)國際競爭日趨激烈，賽跑才剛剛開始，我輩需更加努力！”

對于科研工作，陸朝陽稱“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”。目前，第二次量子革命正在進行。從小夢想當科學家的陸朝陽，懷著一顆報國之心，專注地做著他深深熱愛的物理學研究。時下，年輕的陸朝陽教授，正以他的努力、執(zhí)著和勤勉，迎著朝陽，腳踏實地地勾畫著美好的量子未來。