获选中科院院士！“原子上帝”段路明：科研报国，砥砺前行

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发布时间：2023-11-22

高中时保送至中科大，师从郭光灿教授；29岁入选中科院百人计划，破格入选、成为中科大最年轻的博士生导师；35岁，获美国大学终身教资；37岁，当选美国物理会会士，同年，他还获得了中国科学院院长特别奖。

可就在事业如日中天的时候，来自国内的一通电话，让他毅然、决然放弃美国高薪，放弃一切异乡荣誉回到了祖国的怀抱。回国之途并非坦荡：他曾遭到美方的重重阻拦、经过多方调解才终回祖国怀抱。

今年，他正式当选中国科学院院士。现在，作为清华大学量子信息中心主任、基础科学讲席教授的段院士，正带领一众科研人员，在量子科学领域创下非凡成就。

2023年中国科学院院士段路明

“段路明是世界量子科学领域前沿的科学家，是这个领域引人注目的人物。”《光明日报》曾这样评价段路明：“他的多篇论文以全新的观点、独特的思路和对整个领域的杰出贡献，奏响了量子研究领域的一个又一个‘高音’。”

1972年出生于安徽桐城，段路明在中学期间就出类拔萃，学业成绩遥遥领先；并在参与化学与物理的全国奥赛和冬令营期间，获得了中国科技大学的免试保送机会。

在大学中，段路明选择了量子科学专业，此后，更是积极地投入了量子科学的研究中。

大学四年，段路明最常做的事情就是在实验室里通宵，常常因为一个实验，在实验室里一呆就是几天，只有在全校关灯的时候，才会回到宿舍。

那他又是怎样与郭光灿教授结下师生缘的呢？据实验室同事回忆，段路明是在本科二年级光学课的课堂上被郭光灿教授发现的。

本科期间，段路明向来沉默寡言，绝大多数时间都用在研读高深的科技专著上。有一次课下，段路明拿着自己写的文章找到了郭教授，请他指点。郭教授看过以后，发现他的论文虽略有生涩但不乏活跃的思想：他在文章中尽情表达出了自己对所研究问题的思考和想法。郭教授觉得段路明是个不可多得的科研人才，便热情邀请他加入自己的课题组，参加实验室每周进行的研讨会。

就这样，段路明在郭光灿教授的指导下完成了硕博连读的研究生学业。

读博的几年时间里，段路明在物理学权威期刊《物理评论快报》和《物理评论》上发表多篇论文，研究成果引起了国际同行广泛关注。

由于这些出色的科研成绩，段路明提前一年获得了博士学位。博士毕业这年，他荣获“中科院院长特别奖”，而他的毕业论文也入选了“全国百篇优秀博士论文”。

毕业后，受到郭光灿教授的感召，段路明放弃了美国洛斯阿拉莫斯国家实验室做博士后的机会和其远比当时中国高校优厚的待遇，选择继续留校任教。

他与郭光灿教授合作、科研成果频出：率先在国际上提出了用于解决量子信息系统退相干问题的量子避错编码；后又提出一个新的研究方向——概率量子克隆，用来研究最佳量子克隆过程，后续一些论文称其为“段-郭”界限，这些工作被国际同行广泛引用并得到实验验证，成为我国早期有重要影响的量子信息工作代表。

29岁这年，段路明入选中科院百人计划，成为了当时中国科技大学破格晋升的最年轻的教授、博士生导师。

1998年，“香山会议”——一场曾对我国量子信息领域早期发展起关键作用的会议，正式在北京展开。在此次会议上，段路明受邀作了关于量子编码的报告，并结识了一些重要同行：特别是当时在奥地利因斯布鲁克（Innsbruck）大学留学做量子信息研究的潘建伟。两位在量子信息研究最前沿的年轻人从此相互交流，并结下了友谊。

因斯布鲁克大学是当时国际量子信息研究重镇，除了后来在2022年获诺贝尔奖的蔡林格（Anton Zeilinger）教授，还有在2013年获沃尔夫奖的佐勒（Peter Zoller）教授和西拉克（Ignacio Cirac）教授，理论实验方面都有杰出的领军人物，学术思想非常活跃。

潘建伟建议段路明去访问因斯布鲁克大学以拓展研究视野，段路明受邀访问，并和佐勒、西拉克教授合作，在此期间做出了一些量子信息领域的开创性工作：包括后来被国际同行广泛称誉为奠基性的DLCZ量子中继方案和DGCZ量子纠缠判据。

原子量子存储器阵列实验装置示意图

2003年，段路明担任美国密歇根大学教职，次年便获得了斯隆奖——斯隆奖是美国学术界的著名奖项（不少斯隆奖获得者后来获得诺贝尔奖等科技大奖）。而这一年的段路明年仅32岁，成为同届斯隆奖获奖者中唯一一位在中国获得博士学位的人。

2007年，段路明被授予密歇根大学终身教职；2009年，段路明当选为美国物理学会会士；2012年，段路明任密歇根大学费米讲席教授。在此期间他的科研成绩依旧斐然，特别是和门罗（Chris Monroe）教授的合作，在量子计算和网络方向取得系列突破，他们的合作团队成为在规模化离子量子计算方向的领导力量。

2005年，世界顶尖科学家、计算机科学最高奖“图灵奖”得主姚期智教授回到了祖国怀抱，任教清华大学。2010年，姚期智教授敏锐地察觉到世界量子信息技术发展加速，为了进一步促进中国量子信息领域的发展，姚教授推动清华建立量子信息中心。考虑到进行研究不仅需要计算机学家，还需要熟悉量子计算的领军物理学家，在量子领域声誉卓著的段路明成为了姚期智的最佳人选。

于是，在2010年秋，姚期智教授专程赶往密歇根大学，与段路明就量子计算机与量子网络的未来发展规划进行了深入的探讨。段路明与姚期智教授构建了量子计算方向的科研蓝图，并受姚教授邀请一起推动清华量子信息中心的建设，成为了执行主任并兼任清华大学姚期智讲座教授。

段路明正式受聘，成为清华大学“姚期智讲座教授”

段路明研究组实现的上千个离子量子比特的稳定囚禁

很快，段路明在清华大学建立了量子信息实验室，致力于规模化的量子计算与量子网络研究。2018年初，段路明辞去美国密歇根大学费米讲席教授职位，全职回到清华大学担任基础科学讲席教授。

保守估计，在从事科研的三十余年年，段路明在物理学著名学术期刊发表论文240余篇（其中包括《物理评论快报》66篇，《自然》《科学》主刊10篇，子刊19篇），共被引用37980余次。

图片来源：谷歌学术

钱学森曾经说过：“科学无国界，但是科学家有祖国。”在科研职业“巅峰期”毅然回国，段路明成全了自己一腔拳拳报国之心。作为我国本土的顶尖科学家，段路明不忘初心，在得知祖国需要帮助后，没有任何顾虑地回到了祖国怀抱。这一行为无不感动着每一位爱国人士，可以说，段路明不仅仅是一位惊艳世界的科学家，更是我们所有同胞的骄傲。

如今，段路明虽已到中年，但他在量子领域研究上的那股子冲劲儿没有半点消退：经常出席各种讲座，将他的经验传授给那些年轻的学子。

他就像是量子世界脚踏实地耕种的农民，在量子信息这一交叉领域不断地播种、为在中国这片土地上实现量子梦而持续奋斗。

目前，中国的科学技术已经在飞速发展中，无数的爱国科学家，研究者的前赴后继，为中国创造了一个全新的面貌，也为下一辈提前铺好了前进的道路。相信在未来的道路上，有了更多像段路明这样的人才的带领，中国科学技术的发展必将蒸蒸日上。

参考链接（上下滑动查看更多）：

[1]https://mp.weixin.qq.com/s/0gsk4fCQ7FSSgZ6_1yee0w

[2]https://mp.weixin.qq.com/s/Xp_N-iIY5aEzMySIxmsbrQ

[3]https://scholar.google.com/citations?hl=zh-CN&user=ULkJQpkAAAAJ&view_op=list_works

[4]https://www.tsinghua.edu.cn/en/info/1245/4463.htm

[5]https://sites.lsa.umich.edu/kuzmich-lab/staff-members/luming-duan/

[6]https://patents.justia.com/inventor/luming-duan

[7]https://www.sohu.com/a/711254823_120119586

[8]https://baijiahao.baidu.com/s?id=1766220522145809696&wfr=spider&for=pc