第三位中国科学家获美国物理学会量子计算奖——中科大80后教授陆朝阳!

发布时间:2020-10-10

2020年10月6日,美国物理学会(American Physical Society)公布,授予中国科学技术大学陆朝阳教授2021年度“兰道尔—本内特量子计算奖”(Rolf Landauer and Charles H. Bennett Award in Quantum Computing),表彰他“在光学量子信息科学,特别是在固态量子光源、量子隐形传态和光量子计算方面的重要贡献(“For significant contributions to optical quantum information sciences, especially on solid-state quantum light sources, quantum teleportation and optical quantum computing)”。

量子技术的巨大潜力已经得到普遍共识和广泛关注。近年来,随着各个国家的大力支持和产业界的雄厚资金投入,量子信息科学发展迅猛,被称为“第二次量子革命”。由于该领域的重要性,美国物理学会在2015年专门新设立了“兰道尔—本内特量子计算奖”,用于表彰在量子信息科学领域—特别是在利用量子效应实现经典方法无法完成的任务方面—做出杰出贡献的科学家。


该奖项以量子信息理论的两位先驱科学家命名:首次提出擦除一个比特所需最小能量的兰道尔(Rolf Landauer),他为理解热力学和信息之间的关系作出了巨大贡献;首次提出可逆计算思想、和合作者一起提出量子密钥分发和量子隐形传态方案的本内特(Charles H. Bennett),他为量子信息理论做了奠基性的工作,并因此获得了沃尔夫奖、狄拉克奖和香农奖。


国际评审委员会每年在全世界范围内评选出一名博士毕业12年之内的青年科学家。前四届获奖人分别来自美国麻省理工学院、加州理工学院、瑞士苏黎世联邦理工学院和澳大利亚南威尔士大学。


建立与支持


该奖项于2015年由APS量子信息部(正式称为APS量子信息专题组)设立,部分由国际商业机器公司(International Business Machines Corporation)授予,以表彰Landauer和Bennett在信息与物理学之间的基础发现方面的开拓性工作。


罗尔夫·兰道尔(Rolf Landauer)为理解热力学与信息之间的关系做出了许多贡献,其中最著名的是兰道尔原理,该原理指出擦除一点所需的最小能量为kT ln(2)。兰道尔(Landauer)是APS的资深会员,并获得了奥利弗·巴克利(Oliver Buckley)凝聚态物理奖。


查尔斯·本内特(Charles Bennett)是量子信息和计算领域的创始人之一。Bennett是APS的研究员,他的引用是“发明可逆计算,他对麦克斯韦恶魔的分析以及共同发明量子密码术和量子隐形传态。” 量子隐形传态是量子计算中的关键原语,在当前的量子纠错和通用量子计算方法中发挥着重要作用。Bennett的工作帮助将量子信息科学确立为一门连贯的学科,该学科阐明了物理学的其他领域并具有重要的实际应用。


规则与资格

科学家在过去10年中所做的杰出量子计算研究。公认的研究既可以是一项工作,也可以是贡献的总和。重点是促进量子信息处理技术的理论理解和技术状态的杰出工作。如果被提名人已经获得了APS奖项或奖项,那么该奖项必须基于清楚描述的内容,并且与先前的奖项或奖项所认可的工作完全不同(或者至少是实质性的进一步)


美国物理学会

美国物理学会成立于1899年,是世界最大的非营利性物理学组织,约有来自世界各国的五万多会员,发表包括《现代物理评论》、《物理评论快报》、《物理评论》在内的十多种科学期刊,每年举办二十多项科学会议。


陆朝阳

陆朝阳,男,1982年12月生于浙江东阳,28岁成为中国科学技术大学教授、博士生导师,九三学社社员 。


2000年考入中国科学技术大学,2011年获英国剑桥大学物理学博士学位,2012年入选国家自然科学基金优秀青年项目 ,2014年获得香港求是杰出青年学者奖,2015年获国家杰出青年科学基金资助 ,国家自然科学一等奖,英国物理学会评选的年度国际物理学领域的十项重大突破并位居榜首 ,2016年被《自然》杂志评为“中国十大科学之星”,被称为“量子鬼才”,同年入选美国光学学会会士。2017年5月获得第21届中国青年五四奖章 ,6月欧洲物理学会授予“菲涅尔奖”。


2008年,陆朝阳进入英国剑桥大学卡文迪许实验室转向固态量子光学的研究,在三年之内完成了博士论文和答辩,同时成为了入选比例不到1%的剑桥大学丘吉尔学院Fellow。博士期间,他以第一作者在国际上首次观测到单电子自旋的实时量子跃迁和非破坏性测量,为固态量子计算解决了一个基础性难题。


回国后,陆朝阳加入潘建伟带领的中科大量子信息“梦之队”,在量子计算、量子通信、多光子纠缠、光子操控等方向上获得突破。2019年,该团队与国内外科学家合作,在国际上首次实现了20光子输入6060模式干涉线路的玻色取样量子计算,输出了复杂度相当于48个量子比特的希尔伯特态空间,其维数高达三百七十万亿。这个工作同时在光子数、模式数、计算复杂度和态空间这四个关键指标上都大幅超越之前的国际记录,其中,态空间维数比国际同行之前的光量子计算实验高百亿倍。美国物理学会网站以“玻色取样量子计算逼近里程碑”为题对该工作做了精选报道。


期间,这位东阳籍科学家也屡屡获奖,如中科院青年科学家奖、“黄昆物理奖”、腾讯基金会发起的“科学探索奖”。2016年,陆朝阳参与的“多光子纠缠及干涉度量”项目获国家自然科学一等奖。


在国际上,2017年,欧洲物理学会宣布将菲涅尔奖(Fresnel prize)授予陆朝阳,为奖励量子电子学和量子光学领域35岁以下青年科学家的国际最高荣誉,每两年颁发一次。他成为继导师潘建伟和师兄陈宇翱之后第三位获得该奖项的中国科学家。


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