如今,科技迅速发展,手机、电脑等终端产品也是日新月异,甚至随着5G时代的到来,将会涌现更多智能的终端设备。然而,这些智能的终端设备都离不开微处理器,离不开堪比大脑的芯片。然而,当下,单位面积(或体积)上集成的元件数目也在迅速增加,这样的情况会带来一个巨大的问题,在不久的将来,芯片元件就会达到它能以经典方式工作的极限尺度,也就是说芯片上的元件数量无法增加。因此,突破这种尺度极限是当代信息科学所面临的一个重大科学问题。
不过,量子的研究或许能够为突破芯片极限提供新概念、新思路和新途径。因此,这方面的科学家成为各国争相争夺的对象,掌握量子方面的人才,就等于掌握了未来芯片的发展方向。
有位量子方面的顶尖科学家,年8月出生于安徽桐城市,年担任美国密歇根大学助理教授,年获得终身教职,年当选美国物理学会会士,年任密歇根大学费米讲席教授,发表11篇Nature和Science,获得美国多项大奖,在功成名就之后,在年辞去美国密歇根大学费米讲席教授职位,全职来清华大学交叉信息院工作。众所周知,芯片核心技术一直是国人的痛处,而他准备用毕生精力为国效力,他希望能够用自己所学,助力中国量子科学研究进入世界前列,为中国能够在科技竞争之中夺得一席之地,不再受制于人。
而这位顶尖科学家,就是目前任职在清华大学交叉信息研究院段路明教授。
而在年,段路明教授研究组在量子信息领域又取得重要进展,首次实现了25个量子接口之间的量子纠缠。相比于先前加州理工学院研究组保持的4个量子接口之间纠缠的世界纪录,纠缠的量子接口数目提高了约6倍。该成果的研究论文“25个可独立操控的量子接口之间纠缠的实验实现”(“Experimentalentanglementof25individuallyaccessibleatomicquantuminterfaces”),近日发表于《科学》子刊《科学进展》(《ScienceAdvances》)上。
量子接口(Quantuminterfaces)用于实现量子信息在光子和存储粒子(通常为原子)之间的相干转化,是连接量子存储器或量子计算单元与光量子通信通道间的重要界面。类似于经典接口的广泛应用,量子接口是量子信息领域的基本元器件,实现量子接口之间的纠缠是构建量子网络和未来量子互联网的一个基本要求。
在年,段路明提出用于实现长距离量子通信的“DLCZ(Duan-Lukin-Cirac-Zoller)量子中继方案,引发了世界上多个研究组的实验研究热潮,对量子信息领域影响很大,国际上多个研究组致力于实现DLCZ型量子接口及其相互间的量子纠缠。加州理工学院的著名量子信息和量子光学专家Kimble研究组,在此方向经过系列工作,于年实现了4个DLCZ型量子接口之间的纠缠,代表此前的国际纪录。
而如今段路明教授所带领的团队刷新了这一记录,足足提升了6倍多。段路明教授研究组研发了新颖的二维量子接口阵列,解决了相关技术问题,可以方便地实现多个量子接口间的纠缠。
未来,段路明教授将会继续致力于研究量子,相信会继续有更多的突破,为祖国奉献自己的青春和力量,让中国在未来屹立于国际科技之林,成为科技强国。更希望有更多像段路明教授一样的热血爱国科学家,能够学业有成回到祖国,为国家富强出一份力量。这些科学家是我们国家的脊梁,值得人民敬仰。