陆朝阳

 

        我主要的研究领域是基于单光子的量子计算。我们知道,计算科学广泛服务于工业、科研和学术等领域,已经成为促进重大科学发现和科技发展的战略支撑技术,是国家科技发展水平和综合国力的重要标志。在过去的半个世纪,计算能力的飞速提升得益于集成电路上晶体管尺寸的不断缩小。一个经验公式,“摩尔定律”总结了这个趋势:集成电路上可容纳的晶体管数目,约每隔18个月便会翻一番。根据这个趋势,到2020年左右,当晶体管尺寸缩小到单个原子量级的时候,集成电路将可能不再能够继续按照经典物理规律运行,而将遵循量子力学的规律。事实上,“摩尔定律”预言的增长速率已经在2013年年底放缓。因此,后摩尔时代计算科学何去何从,已经成为一个重大而严峻的挑战。

 

光子,或被称为“光量子”,是电磁辐射的最小的基本单位。在量子世界,光子可以具有很多我们所熟悉的物理世界里面不存在的奇妙现象。比如,一个光子可以同时处于不同的状态的相干叠加态。两个光子可以出于一种称为量子“纠缠”的状态,它们之间不管相距多么遥远,存在着被爱因斯坦称为“鬼魅般的相互作用”(Spooky action at a distance)的效应。有趣的是,就是这些奇妙的规律,使得并行的、比经典计算有指数级的加速的量子计算成为可能。我们希望在实验室从制备单个光子开始,发展多体相干控制技术,操纵越来越多的光量子比特,并建立起它们之间的量子纠缠。计划在未来五年到十年实现20到30个光子的量子线路,在某些特定问题上达到目前最好的笔记本电脑的计算能力。

 

在发展量子计算的征途中,科学和技术相辅相成,也将有很多美妙的风景。在这样一条研究主线的基础上,我们也随机游走于量子世界,利用发展起来的操纵量子态的新方法和理念,以新的视角观察量子世界,并探索和丰富量子物理本身的内涵。”

 

 

        陆朝阳,1982年生,2004年本科毕业于中国科学技术大学,2011年初于英国剑桥大学获得物理学博士,入选剑桥大学丘吉尔学院Fellow、中组部国家“青年千人计划”和“上海千人计划”,现任中国科学技术大学教授。

 

        陆朝阳的研究领域为量子物理基础、量子光学和实用化量子信息技术。其代表性工作包括:在国际上首次实验实现了六光子、八光子和十量子比特超纠缠“薛定谔猫”态;率先对光学量子计算的基本问题进行了系统性研究,包括首次用光子比特实现了Shor分解算法、量子容失编码、任意子分数统计的量子模拟和线性方程组量子算法;首次实现了基于量子点脉冲共振荧光和拉曼荧光的确定性最高品质单光子源,实现电子自旋的单次非破坏性测量。在Reviews of Modern Physics,Nature,Nature Physics, Physical Review Letters等国际学术期刊发表了30余篇论文,其中第一作者论文单篇引用最高340余次。研究结果多次被Nature杂志、BBC、英国物理学会、美国物理学会、新科学家、科学美国人等国际科学媒体报道。

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