陸朝陽 -中國科學技術大學教授

陸朝陽

中國科學技術大學教授
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陸朝陽,男,1982年12月生於浙江東陽,28歲成為中國科學技術大學教授 、博士生導師 ,九三學社社員 。

2000年考入中國科學技術大學,2011年獲英國劍橋大學物理學博士學位 ,2011年入選首批中組部青年千人計畫 ,2012年入選國家自然科學基金優秀青年項目 ,2013年入選上海千人計畫 ,2014年獲得香港求是傑出青年學者獎 ,2015年獲國家傑出青年科學基金資助 ,國家自然科學一等獎 ,英國物理學會評選的年度國際物理學領域的十項重大突破並位居榜首 ,2016年被《自然》雜誌評為"中國十大科學之星" ,被稱為"量子鬼才"  ,同年入選美國光學學會會士 。2017年5月獲得第21屆中國青年五四獎章 ,6月歐洲物理學會授予"菲涅爾獎" 。

代表性工作包括:於2007 ,2012 ,2016 ,2018 四次刷新並至今保持著光子糾纏的世界記錄;首次實現單光子多自由度的量子隱形傳態 ;首創量子點脈衝共振螢光技術 ,製備了國際上綜合性能最優的單光子源 ,成功研製世界上首台超越早期經典計算機的光量子計算原型機 。

  • 中文名稱
    陸朝陽
  • 國籍
    中國
  • 民族
    漢族
  • 出生地
    浙江東陽
  • 出生日期
    1982年12月
  • 職業
  • 畢業院校
    中國科學技術大學、英國劍橋大學
  • 主要成就
    多光子糾纏、量子計算、量子信息技術
  • 代表作品
    nature 518, 516 (2015), Rev. Mod. Phys 84, 777 (2012)

人物生平

早年經歷

陸朝陽出生于1982年12月,是浙江東陽市畫水鎮陸秀村巉頭自然村人。他自幼聰穎好學,1997年從畫水鎮中考入東陽中學,在東中期間曾擔任實驗班班代,獲得過王惕吾一等獎學金和嚴濟慈獎學金。2000年,陸朝陽考入中國科技大學物理系。成績優秀的他,在大學部畢業後原計畫被保送到微電子專業讀研究生。然而,一次偶然的同鄉聚會,改變了他的專攻方向,由此將他領進一個全新的領域。

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,幫助小老鄉盡快熟悉適應大學生活。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,一時間成為大家關註的焦點。當時,潘建偉已經在量子物理和量子信息研究方面成績斐然,從學術科研、時事到家常,這位親切隨和的大師兄和師弟師妹們聊得非常融洽。

"和潘老師交談以後,我就修改了志願。"陸朝陽事後回憶說。2004年大學部畢業之後,陸朝陽被保送至合肥微尺度物質科學國家實驗室量子物理和量子信息研究部,師從潘建偉開展光子糾纏和量子計算方面的研究。

初試鋒芒

潘建偉管理下的量子物理和量子信息實驗室在科研水準上一直向國際一流研究機構看齊,要求非常嚴格,而學術氛圍自由寬松。得益于這樣一個科研環境,陸朝陽如魚得水,邊學習邊鑽研,不斷進步,很快在理論、實驗設計和動手能力等方面脫穎而出。

2005年,當時的一年級碩士生陸朝陽接受了一項重要的任務:把光學平台從科大西區搬遷到東區微尺度國家實驗室,重建實驗平台,並且升級到具備操縱六光子糾纏的能力。為了完成這項任務,他犧牲了幾乎所有節假日。通過近兩年的努力,陸朝陽終于交出了一份漂亮的答卷:不僅成功製備了六光子糾纏態,而且在同一個實驗裝置中巧妙地實現了可用于量子計算的簇態,在理論上發展了有效的多體純糾纏判定工具。這個工作成果發表在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。

陸朝陽在學術上與其年齡不相稱的成熟和獨立性,在隨後的科研中表現得更加淋漓盡致。他的第二個實驗工作,就是在國際上首次用光子比特演示了量子信息領域最重要的演算法:肖爾大數分解演算法。這個工作被英國《新科學家》和美國物理學會等國際主流媒體的廣泛報道,還入選了教育部評選的中國高校科技十大進展。之後,他又帶領多光子團隊完成了容失量子編碼、任意子量子模擬等實驗;同時輔助潘建偉指導學生,設計了十量子比特超糾纏態等一系列後續實驗。此時的陸朝陽,已經成為潘建偉最得力的科研助手之一。

從中國科學技術大學大學部畢業以後,陸朝陽進入微尺度物質科學國家實驗室,師從潘建偉教授攻讀碩士學位,從事多粒子糾纏的實驗操縱研究。在碩士期間,陸朝陽以第一兼通訊作者在國際上首次實驗了對六光子糾纏的操縱,製備了"薛定諤貓"態和簇態[Nature Physics 3, 91 (2007)],重新整理了多光子糾纏和光學量子計算領域的兩項世界記錄。這個工作入選了兩院院士評選的年度中國科技十大進展新聞。同年,陸朝陽在國際上首次用光子比特實現了Shor大數分解演算法[PRL 99, 250504 (2007)],成果被美國物理學會以"量子計算的突破"專題報道,並入選了年度中國高等學校十大科技進展。

異國深造

為了發展更高品質和可升級的光量子信息技術,從2008年開始,受英國政府獎學金和劍橋海外基金資助,陸朝陽進入劍橋大學卡文迪許實驗室轉向量子點單光子源和電子自旋操縱方面的研究。博士期間,陸朝陽以第一作者首次觀測到單電子自旋的即時量子躍遷和非破壞性測量[Nature 467, 297 (2010)],為基于自旋的量子計算方案解決了一個基礎性難題。

2011年初,在完成博士論文答辯的同時,陸朝陽還入選了劍橋大學丘吉爾學院的Fellow(入選比例約1%)。感受到量子信息的潛在重大套用和國家對這個領域的日益重視,博士畢業以後陸朝陽隨即回到祖國,希望推進國內相對薄弱的固態量子調控技術的研究,把這個領域做大做強,真正為國家所用。

回國施展

回國後,陸朝陽28歲成為中國科技大學正教授,同年入選了中組部首批國家"青年千人計畫"和上海市"千人計畫",目前主持國家自然科學基金重點項目、優秀青年項目、面上項目、科技部重大科學研究計畫課題、中科院對外合作重點項目、量子先導專項子課題等。陸朝陽博士回國以後,進一步保持和潘建偉團隊的密切合作,帶領幾名年輕的學生一起組建了固態量子光源新實驗室,向世界勁旅發起挑戰。通過夜以繼日的奮戰,在短短的三年時間裏,他帶領研究團隊完成了一系列重要突破,包括:打破之前的六光子記錄,首次實現八光子糾纏[Nature Photonics 6, 225 (2012)],繼續在多光子糾纏領域在國際上保持領先;在國際物理學界最權威的綜述性評論期刊Reviews of Modern Physics上發表題為"多光子糾纏和幹涉度量學"的長篇綜述論文(這是中國科學家在該期刊上以中國為第一單位發表的第一篇實驗綜述論文);實現遠程原子團之間的量子隱形傳態[PNAS 109, 20347 (2012)];演示快速求解線性方程組的量子演算法[PRL 110, 230501 (2013)];在國際上首次實現了基于量子點脈沖共振熒光的確定性高品質單光子源[Nature Nanotechnology 8, 213 (2013)](這是中國在量子點光學量子調控領域發表在《自然》系列期刊上第一篇論文)。

人物成就

研究成果

在Reviews of Modern Physics (1篇),Nature (3篇),Nature Physics (3篇),Nature Photonics (3篇),Nature Nanotechnology (2篇),PNAS (3篇),Physics Reports (1篇),Physical Review Letters (10篇)等國際頂尖學術期刊發表了26篇論文,被SCI引用1400多次,其中第一作者論文單篇引用最高340次(具體列表見 )。

研究成果被Nature雜志、英國BBC、英國物理學會(IOP)、美國物理學會(APS)、新科學家、科學美國人等國際科學媒體廣泛報道。第一作者成果兩次入選年度中國科技十大進展新聞,中國高等學校十大科技進展,中國基礎研究十大新聞和Nature Physics雜志創刊5周年紀念亮點。獲得中科院院長獎,香港求是獎,劍橋海外獎(ORS,COT),劍橋大學丘吉爾學院Fellowship等榮譽。

獲獎記錄

2011年入選首批中組部"青年千人計畫" ,2012年入選國家自然科學基金優秀青年項目 ,2013年入選上海"千人計畫" ,2014年獲得香港求是傑出青年學者獎 ,2015年獲國家傑出青年科學基金 。

2015年12月,獲得歐洲物理學會新聞網站"物理世界"2015年度國際物理學領域的十項重大突破,中國科學技術大學教授潘建偉、陸朝陽等完成的科研成果"多自由度量子隱形傳態"當選"年度突破",位居榜首。

科研方向

在國際上首次實現六光子糾纏、八光子糾纏和十比特超糾纏,三次重新整理了多光子糾纏和光學量子計算領域的兩項世界記錄,兩次入選了兩院院士評選的年度中國科技十大進展新聞 ;首次用光量子比特實現Shor演算法,成果被美國物理學會以"量子計算的突破"專題報道,並入選了年度中國高等學校十大科技進展 ;首次演示容失量子編碼;首次模擬任意子分數統計;首次實現多體糾纏交換;首次演示基于隱形傳態的量子邏輯門;首次完成單量子點自旋的動力學測量;首次實現單電子自旋的光學非破壞性讀取;首次實現原子系綜之間的量子隱形傳態;首次實現基于量子點的脈沖共振熒光;在國際物理學界最權威的綜述性評論期刊Reviews of Modern Physics上發表題為"多光子糾纏和幹涉度量學"的長篇綜述論文(這是中國科學家在該期刊上以中國為第一單位發表的第一篇實驗綜述論文 )等。

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