新中国从成立至今已经七十多年,这期间,我们从一穷二白发展到了国强民富,创造了一个又一个奇迹。
在新中国成立的头五年里,有超过两千五百名留学生和科研工作者选择放弃西方发达国家的优待和挽留,毅然回国投身新中国的建设。他们用自己的智慧和汗水,为祖国的繁荣富强做出了重要贡献。
如今,改革开放后,超过 90%的留学生选择回到祖国,他们继承了先辈的爱国精神,为国家的建设做出了巨大贡献。
段路明是中科大历史上最年轻的教授之一,他是中国本土培养的顶尖物理学家。
他年轻时曾赴美追求科学真理,后来在物理学名校密歇根大学获得终身教职,并成为英国【自然】杂志和美国【科学】杂志的特约审稿人。
段路明在不惑之年后,放弃了国外的大好前程,回到中国,在姚期智院士的邀请下,到清华大学交叉信息研究院工作,为中国的量子科学事业贡献自己的力量。
【一、年少成名的物理天才】
段路明,1972 年 8 月出生于安徽桐城,那可是个钟灵毓秀的好地方。
桐城派是清代最大的散文流派,它的得名与三位主要代表人物戴名世、方苞、刘大櫆都来自桐城有关。
到了现代,科技界也有桐城人的一席之地,比如原科技部副部长徐南平就是其中的杰出代表。南北文化的融合与这里的灵山秀水共同孕育了这片人杰地灵的土地。
段路明成就非凡,离不开家乡桐城崇文重教的传统。
段路明小时候就展现出了对物理浓厚的兴趣和远超同龄人的学习能力。
他宁愿观察周遭的现象,也懒得完成那些枯燥的作业;他更爱提刁钻问题,而不是死记硬背课本上的知识。
他的学习方法虽然比较特别,但在小学和初中阶段,并没有让他展现出过人的天赋,只是让他的成绩一直保持在中等水平。
段路明对物理学的热爱可以追溯到初中时期,这段经历对他的一生产生了深远的影响。
初中物理的几大部分核心内容都离不开公式和原理。
当同学们还在为背公式、做演算习题而感到枯燥和痛苦时,段路明已经习惯了用生活中的实际现象来解释物理公式。
活学活用知识,一直以来都是天才的特质。
在初高中的物理化学学习中,实验是非常重要的,它可以带领学生从感兴趣逐步深入,最后精通这门学科。
段路明在初中的时候,改革开放刚开始,那时候经济条件有限,学校里的实验设备不能满足他的好奇心。
老师鼓励他用善于观察和发现的眼睛去探索课本知识。
在这种指导下,段路明年纪轻轻就明白了氧气逐渐耗尽,会导致蜡烛火焰变小,最终熄灭的原理。
冬天的时候,只有不停地搓手,才能让身体慢慢热乎起来。
段路明成绩优异,考上了桐城最好的高中——桐城中学。
桐城中学是全国县级高中里的佼佼者,历史上共培养出了朱光潜等 10 名院士。
段路明上高中后,物质条件更好了,老师也更优秀,他就火速对物理产生了浓厚的兴趣,还想以此为业。
他的才华终于彻底爆发了。
他积极参加学校组织的安徽省和全国物理竞赛,并屡次获奖。
因为这个原因,这位 17 岁的少年成为了北大、清华等顶尖高校争抢的目标。
最终,段路明选择了离家更近的中国科学技术大学,因为这所学校的物理学专业更专精。
【二、中科大传说中的学神】
中科大少年班闻名全国,善于培养天才少年的它遇到了段路明,可谓是天作之合。
相比部分高校注重论资排辈和山头主义,中科大对年轻人的态度则是大力支持、唯才是举。
1994 年,段路明从中科大本科毕业,之后直接在本校攻读博士学位,四年后顺利拿到博士学位。
正常情况下,大部分硕士都需要两三年才能毕业,而理科博士由于要做大量实验,毕业时间更是会被批量推迟。
段路明用八年时间完成本硕博学业,提前一年毕业,这在当时条件下堪称奇迹。
段路明在读书期间,得到了导师、中科院院士郭光灿教授的全力支持和鼓励。
他在中科大优越的条件下,实力得到了充分的发挥。
他和郭光灿教授联手,开创了概率量子克隆这一崭新领域。他们深入研究最佳概率量子克隆过程,相关成果获得国际同行高度评价,其「段-郭」界限理论也被广泛引用。
对于绝大多数物理学研究生来说,这几乎是难以跨越的。
更让人惊叹的是,段路明不仅发文高产,而且质量也非常高。
他的博士论文当年荣获了全国百篇优秀博士论文大奖。
要从数万乃至十万篇集合了所有学科领域内的博士论文中选出最优秀的论文,才能成为博士百篇,所以它的含金量极高。
获得百篇论文是中国本土博士能获得的最高科研荣誉。
由于段路明在中科大的表现太出色,以至于二十年后,仍有老师和学生向晚辈讲述他的传奇故事。
1998 年博士毕业后,段路明选择留在学校任教。
他现在已经是国内该领域的顶尖专家了。
仅需数一数他获得的荣誉,就能够了解到部分情况:
1998 年,他获得了第四届中国饶毓泰基础光学奖,这是该奖项设立以来唯一的一次获奖者。博士毕业后,他获得了「中科院院长特别奖」。
他于 2000 年荣获「霍英东青年教师研究奖一等奖」,还曾被【物理评论快报】和【自然】杂志特聘为评审专家。
但是,当时中国的量子物理研究基础薄弱。
开拓者的工作总是更具挑战性,而站在科学巅峰则是高处不胜寒。因此,更好的条件对于他们来说就像登山者的装备一样重要。
段路明犹豫过,他是要为了更好的科研条件去国外,还是为了报效国家和母校留在中科大?
毕业后这三四年,他一直在国内外往返折腾。
1999 年,段路明在奥地利因斯布鲁克大学理论物理研究所做博后。
在原子系综纠缠、几何量子计算、连续变量纠缠等方向取得了开创性的理论成果。2000 年,他应中国科学院「百人计划」项目的邀请,回到中国科学技术大学工作。
段路明在短短两年时间内就评上了正教授。
他才 28 岁,高中从桐城中学毕业才 10 年。
【三、只身向海、赴美镀金】
2001 年,段路明决定出国,结果一去就是 17 年。
他先是在美国加州理工学院做博士后研究,研究方向和他在中科大时一样,还是量子光学和量子信息传输的基础理论。
他与祖国保持着联系,在美任教的同时,还兼任中科大教授,并担任实验室副主任。
段路明与导师郭光灿院士合作,于 2003 年申报了「量子信息技术基础研究」项目,并获得了国家自然科学技术二等奖。
同一年,段路明去美国当老师了。
密歇根大学向他发出邀请,请他去该校担任助理教授。
虽然从中国的教授到美国的助理教授,在头衔上有明显差距,但其实并非如此。
密歇根大学给段路明提供了非常优厚的条件:独立的办公室、实验室,科研启动资金是国内的好几倍,还有更简便高效的行政服务,更完善的科研共同体,为他的研究提供了更好的支撑和依托。
段路明到了密歇根大学之后,如鱼得水,很快就有了新突破。
2004 年 3 月,他因在量子通信领域的贡献获得了美国斯隆研究奖。
2004 年该奖有 116 名获奖者,其中 16 位是华裔科学家,除了段路明,还有 3 位同样毕业于中科大。
但段路明是获奖者中唯一一位在中国拿到博士学位的。
他是中国本土培养的博士中首位获得斯隆研究奖的科学家。
在 2007 年,段路明在物理学领域已经取得了卓越的成就,被业内公认为大咖。
密歇根大学为了留住这位年轻天才,给了他终身教职。
美国的终身教职是教授们梦寐以求的职位,一般要到年过半百、著作等身的时候才有机会获得。很多人甚至一辈子都无法获得这一职位。
相比「铁饭碗」带来的实际利益,更多人看重的是终身教职这个称号背后的荣誉。
35 岁的中国教授在异乡获得这项荣誉,真是让人佩服!
2009 年,段路明当选美国物理学会会士。
【四、魂牵梦绕、终归祖国】
段路明虽然身在国外,但心系祖国。
在国外待了十年后,段路明发现,中国的科研环境和条件已经有了很大的改善,与美国的差距逐渐缩小。于是,他决定回国发展。
段路明看到潘建伟在量子领域已经做出了突破性的成就,并且还成为了中科院院士,反观自己,从中科大毕业已经两三年了,还是一事无成,就更想回国发展了。
令他没想到的是,他还没打算主动回国,国内就已经向他伸出了橄榄枝。
2010 年 10 月的一天,放弃美国国籍的姚期智院士亲自给段路明打电话,希望段路明能在量子网络平台搭建方面为国内做出贡献。
段路明深知这个领域的未来发展潜力巨大,但还是没有做好决定。
但是,谁能想到,两个星期后,姚期智居然专门飞到密歇根大学,找他面谈,还直接带来了一个建设清华量子信息中心的计划。
姚期智和段路明的会面太顺利了,一方面是清华大学求贤若渴,开出了非常丰厚的条件;
段路明觉得自己应该站出来,并且也感受到了对方的真诚,所以就勇敢地承担起了这个责任。
2011 年 1 月,仅仅两个多月后,清华量子信息中心正式成立,挂靠在清华交叉信息研究院旗下。
段路明担任中心执行主任,同时还是清华大学姚期智讲座教授,主要负责量子计算机的物理实现和量子计算、量子网络实验平台搭建工作。
从那以后,他就过上了来回奔波于太平洋两岸的生活。
段路明与中国国内大学联系加强,引起美国担忧。密歇根大学不愿打水漂,也不想青年学者回国加盟中科大或清华,所以有所行动。
在段路明兼职清华半年后,密歇根大学就决定聘请他为费米讲席教授。
密歇根大学真是下血本了,为了聘请讲席教授不惜开出最高荣誉教职人员的诱人条件。
但在之后的几年里,段路明还是逐渐把工作重心转向了国内。
2014 年,段路明和他在清华的合作研究小组在【自然】杂志发文,称他们首次在常温固体中实现了普适的几何量子计算,该成果属国际首次。
2017 年和 2018 年,段路明的团队两次打破量子存储容量的世界纪录,并大幅提高了量子纠缠的接口数量,将加州理工学院保持的纪录提高了近 6 倍。
2018 年,段路明辞去美国密歇根大学教职,全职回国担任清华大学教授。
段教授在物理学著名学术期刊发表论文 180 多篇,其中【物理评论快报】50 多篇,【自然】8 篇,【科学】3 篇,【自然】【科学】子刊 10 多篇,总引用次数超过 26000 次。
2019 年 4 月,段路明被清华大学聘请为首位「基础科学讲席教授」。
段路明回国,助力中国量子研究。
以前国内量子科学领域一直是中科大领跑,段路明的母校哦!现在不一样了,清华已经迎头赶上,和中科大南北呼应,杠上了。
这是每一个心系中国物理学发展的人所期望的。
有了良性竞争,中国在量子计算领域的优势会更加明显。