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中科院力學(xué)所
陳宇翱獲2014年度“影響世界華人大獎(jiǎng)”
力學(xué)園地
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因在物理學(xué)研究領(lǐng)域的卓越成就，陳宇翱獲得由鳳凰衛(wèi)視聯(lián)合海內(nèi)外十余家知名華文媒體和機(jī)構(gòu)評(píng)選的2014年度“影響世界華人大獎(jiǎng)”。
量子世界的“80后”領(lǐng)軍人物
2013年4月9日，是陳宇翱的32歲生日。就在當(dāng)天，他收到了一份生日大禮——?dú)W洲物理學(xué)會(huì)正式致函，授予他2013年度“菲涅爾獎(jiǎng)”，以表彰他在光子、冷原子量子操縱和量子信息、量子模擬等領(lǐng)域的杰出貢獻(xiàn)。菲涅爾獎(jiǎng)由歐洲物理學(xué)會(huì)設(shè)立，以19世紀(jì)最偉大的光學(xué)家菲涅爾命名，每?jī)赡觐C發(fā)一次，每次獎(jiǎng)勵(lì)兩名35歲以下的青年科學(xué)家，基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究領(lǐng)域各一名。陳宇翱是獲此獎(jiǎng)項(xiàng)的第二位華人科學(xué)家，而前一位獲獎(jiǎng)?wù)哒撬膶?dǎo)師潘建偉院士。
量子，是一個(gè)很多人聽說過卻并不理解的科學(xué)名詞，其實(shí)它離我們并不遙遠(yuǎn)。人們常說雙胞胎之間有神奇的相互感應(yīng)，而在微觀世界,這種真實(shí)存在的現(xiàn)象更為神奇。有共同來源的兩個(gè)微觀粒子間具有“糾纏關(guān)系”,無論相距多遠(yuǎn),只要一個(gè)粒子狀態(tài)發(fā)生變化,另一個(gè)立即產(chǎn)生相應(yīng)變化，這種量子糾纏正是量子通信技術(shù)的基礎(chǔ)。量子糾纏特性賦予了量子通信許多突出的優(yōu)點(diǎn)：獨(dú)特的加密方式使密鑰具有不可復(fù)制性和絕對(duì)安全性,一旦有人竊取密鑰,整個(gè)通信信息會(huì)“自毀”并告知使用者；量子通信還可以消除線路時(shí)延,實(shí)現(xiàn)最快通信等等。
由于其中蘊(yùn)含的巨大戰(zhàn)略意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，量子通信技術(shù)在近二十年來逐漸成為國(guó)際科技競(jìng)爭(zhēng)中的一大熱點(diǎn)。與人們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)的銀行加密系統(tǒng)，就與量子通信技術(shù)密切相關(guān)。當(dāng)缺乏強(qiáng)有力的自主研發(fā)加密技術(shù)時(shí)，中國(guó)只能購(gòu)買國(guó)外技術(shù)。然而，隨著中國(guó)對(duì)量子研究的發(fā)展，中國(guó)用上自己的量子加密手段指日可待。如果把量子世界的一個(gè)個(gè)未知奧秘比喻成“魔盒”，那么陳宇翱對(duì)基于光子和超冷原子操縱的可拓展量子信息處理研究正是那把“開啟魔盒的鑰匙”。
對(duì)于這位“80后”青年科學(xué)家的成就，人們贊譽(yù)最多的是陳宇翱的天才和勤勉，但他自己卻用嚴(yán)謹(jǐn)而謙虛的科學(xué)口吻總結(jié)：“我不算天才，天分和勤奮占30%，機(jī)遇占70%。菲涅爾獎(jiǎng)是對(duì)個(gè)人研究生涯的一個(gè)獎(jiǎng)勵(lì)，但是這個(gè)獎(jiǎng)畢竟是對(duì)之前工作的肯定，有了前面的參照，后面的工作要更加努力才行?！?
？物理巔峰上的中國(guó)追夢(mèng)人
量子間的糾纏關(guān)系是一道美麗的科學(xué)謎題，而陳宇翱與量子之間似乎也“糾纏”著某種命中注定的緣分。
1998年，17歲的陳宇翱在第29屆國(guó)際中學(xué)生物理奧林匹克競(jìng)賽上一舉奪得“實(shí)驗(yàn)”、“總分”兩項(xiàng)第一，填補(bǔ)了中國(guó)學(xué)生從未在國(guó)際物理奧賽中取得過“實(shí)驗(yàn)第一名”的空白。這次比賽也為他叩開了通往量子世界的大門，同年，陳宇翱被保送進(jìn)入中科大深造，后師從潘建偉教授，開始了他在量子信息處理領(lǐng)域的科研歷程。學(xué)生時(shí)代，他就和同事合作搭建了世界上首個(gè)五光子糾纏實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，奠定了中國(guó)在多光子糾纏操縱方面的國(guó)際領(lǐng)先地位。2004年，他跟隨潘建偉教授到海德堡大學(xué)攻讀博士學(xué)位，而在前往海德堡之前，潘教授就對(duì)陳宇翱表示，希望他學(xué)成后能回國(guó)從事科研工作。
2011年年底，陳宇翱全職回到母校中科大工作。從那時(shí)起，陳宇翱便開始像候鳥一樣穿梭在位于合肥的中科大微尺度物質(zhì)科學(xué)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和位于上海的中科大上海研究院之間，開展基于光子和超冷原子操縱的可拓展量子信息處理方向的工作。
他在國(guó)際上首次成功制備出八光子薛定諤貓態(tài)，并利用八光子簇態(tài)實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算中容錯(cuò)率最高的拓?fù)淞孔蛹m錯(cuò)；在發(fā)展高亮度糾纏源技術(shù)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)百公里級(jí)自由空間量子隱形傳態(tài)及雙向糾纏分發(fā)，推動(dòng)了星-地遠(yuǎn)距離量子通信的發(fā)展，為發(fā)射全球首顆“量子實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星”奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，并被《自然》雜志稱贊為“有望成為遠(yuǎn)距離量子通信的里程碑”。如今，作為項(xiàng)目工程總師，陳宇翱正在積極建設(shè)發(fā)改委量子保密通信京滬干線工程，以期實(shí)現(xiàn)目前世界上空間尺度最大、規(guī)模最大的地面廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)。
正是有了陳宇翱這樣在量子世界的巔峰上不斷攀爬挺進(jìn)的青年科學(xué)家，在實(shí)現(xiàn)量子通信的長(zhǎng)跑競(jìng)賽中，中國(guó)已晉身為“第一方陣”的選手。《自然》雜志曾評(píng)論：“在量子通信領(lǐng)域，中國(guó)用了不到十年時(shí)間，由一個(gè)不起眼的國(guó)家發(fā)展成為現(xiàn)在的世界勁旅，中國(guó)將先于歐洲和北美發(fā)射量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，建立首個(gè)全球量子通信網(wǎng)絡(luò)?！?
想取得超乎尋常的成就，要以超乎尋常的夢(mèng)想做動(dòng)力，也必然要付出更加超乎尋常的努力。物理學(xué)家的平均工作時(shí)間是12小時(shí)，陳宇翱每天的生活就像定好了鬧鐘：早餐后，他來到辦公室開始一天的工作；午飯和晚飯是他和家人相聚的時(shí)間；晚上8點(diǎn)，他會(huì)帶著筆記本電腦回到家里，繼續(xù)工作到深夜。這種在旁人看來是一種苦行僧式的狀態(tài)，卻讓陳宇翱覺得很享受。
量子世界本質(zhì)上的不確定、不可知性是他孜孜以求的動(dòng)力，更讓他深深癡迷：“量子物理最大的吸引力在于，你能夠?qū)κ挛锏谋驹从幸粋€(gè)全新的認(rèn)知。這個(gè)領(lǐng)域是實(shí)驗(yàn)引領(lǐng)理論的，因此，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)做實(shí)驗(yàn)之前根本無法想象的事情。我的夢(mèng)想，就是有一天既能自由地對(duì)每個(gè)原子實(shí)現(xiàn)單獨(dú)操控，又能同時(shí)操控幾十萬個(gè)原子，將它們?nèi)我馀判颍剿鞲嗟奈粗澜?。?
（轉(zhuǎn)載于《科學(xué)網(wǎng)》，本刊有文字上的刪改）