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中國科技大學杜江峰、陳仙輝、陳曉非教授當選中國科學院院士

12月7日,中國科學院公佈瞭2015年新當選中國科學院院士名單,2015年中國科學院選舉產生瞭61名中國科學院院士和12名中國科學院外籍院士。其中,中國科學技術大學杜江峰、陳仙輝教授當選中國科學院數學物理學部院士,陳曉非教授當選中國科學院地學部院士。

杜江峰教授

杜江峰,男,1969年6月出生,江蘇無錫人,理學博士。1985年從江蘇省天一中學少年班進入中國科學技術大學少年班,後即轉入近代物理系學習,1990年起在中國科學技術大學近代物理系工作至今。2001年,杜江峰榮獲中國科學技術大學海外校友基金會頒發的首屆 優秀青年教師獎 。2012年,中國科技大學杜江峰教授的《基於核自旋的量子計算研究》獲國傢自然科學獎二等獎(一等獎空缺)。

杜江峰同志是我國最早從事量子計算實驗研究的科研工作者之一,致力於使用磁共振方法進行量子計算的實驗研究工作,已發表SCI論文70多篇,其中Nature1篇、Physical Review Letters 8篇,且均為實驗論文。

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是他,使中國成為成功實現四量子位以上量子計算的三個國傢之一;是他,在國際上第一次成功實現量子博弈的實驗;是他,在國際上第一次實驗觀測到混合量子態的台中包通馬桶幾何量子相位。

他,快樂向前,執著向前: 我的路還很長,我的目標還很遙遠

杜江峰,1969年6月生,1985年保送科大少年班,1990年留校工作。

我國量子計算領域優秀青年科學傢,第五屆 中國科學院優秀青年 、第七屆 江淮十大傑出青年 。

37歲的杜江峰,履歷簡潔得像條直線。

16歲被科大少年班錄取,21歲近代物理系畢業留校,29歲進軍當時最新的量子計算實驗研究領域,成為我國最早從事這項研究的科學傢之一。

2002年以來,杜江峰仿佛一匹快樂的奔馬,縱橫馳騁遼闊的量子計算版圖。他率先在國內完成多量子位量子計算的實驗工作,並進一步實現四量子位量子演化實驗,這使得我國成為繼美國和德國之後成功實現四量子位以上量子計算的國傢。

2002年,《美麗心靈》榮膺奧斯卡金像獎,博弈論大師納什的傳奇故事傢喻戶曉的時候,杜江峰研究小組的量子博弈實驗論文登上國際權威雜志《物理評論快訊》。這是國際上首次實現的量子博弈實驗研究。杜江峰不但從理論上破解瞭納什博弈論經典案例 囚徒困境 ,而且通過核磁共振設備成功驗證瞭理論預言。

面對無數贊賞的目光,杜江峰淡淡一笑: 是小組全體成員合作走出瞭 困境 ,而我不過是其中一個幸運的 囚徒 而已。

2003年,杜江峰在國際上首次成功地觀測到任意量子態的幾何相。《物理評論快訊》審稿人大加贊賞,這一實驗 為今後實現高精度、低噪聲、自容錯的量子計算機指明瞭新的研究方向 。他快樂著,繼續探索。

當然,也有不快樂的時候。一項實驗,兩年堅持,沖擊數次,依然徘徊在成功邊緣。杜江峰忍不住喊瞭一嗓子: 不玩瞭,休整休整! 走進秀水青山,走向自然田園,他又快樂得像個天真少年。休整好瞭,靈感來瞭,新的挑戰又打響瞭

不言敗,不言悔,一個執著的科學 囚徒 快樂向前。3年來,杜江峰發表SCI論文40多篇,僅在《物理評論快訊》上就發表4篇實驗論文,這也是國內量子計算實驗領域僅有的4篇。

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2009年11月2日報道,記者從中國科學技術大學獲悉,這所學校微尺度物質科學國傢實驗室杜江峰教授領導的研究小組和香港中文大學劉仁保教授合作,通過電子自旋共振實驗技術,在國際上首次通過固態體系實驗,實現瞭最優動力學解耦,極大地提高瞭電子自旋相幹時間。這個成果發表在10月29日出版的《自然》上,被評價為是實現量子計算的重要一步。

將量子力學和計算機科學結合,並實現量子計算是人類的一大夢想。量子計算的本質就是利用量子的相幹性。而在現實中,由於環境不可避免地會對量子系統發生耦合幹擾,使量子的相幹性隨時間衰減,發生消相幹,使得計算任務無法完成。因此,為瞭使量子計算成為現實,一個首要急需解決的問題就是克服消相幹。

杜江峰教授介紹,以分解500位的自然整數為例,目前最快的計算機需要用幾十億年才能完成。而用量子計算機,同樣的重復頻度,一分鐘就可以解決。但量子計算如同人類思考問題,也需要一定時間,其時間長短取決於量子的相幹性。相幹性保持時間越長,量子計算機就可以處理復雜程度更高、難度更大的信息。因此,提高量子相幹性,對提高量子計算機的能力十分關鍵。

為瞭保持量子相幹性,物理學傢提出瞭很多種方法。其中,最優動力學解耦是最有效的方法之一。杜江峰教授說,最優動力學台中通馬桶推薦解耦方法就是通過一串精心設計的微波脈沖直接作用於自旋電子,讓自旋電子反復翻轉, 感受 到的外力上下翻轉,消去電子自旋與環境中核自旋之間的耦合,保護電子自旋的量子相幹性。

經過多年努力,杜江峰研究小組在科技部、國傢基金委、中國科學院、中國科學技術大學的大力支持下,於今年4月成功建立瞭目前國內唯一可以同時操控電子和核自旋的實驗平臺。在此基礎上,他們第一次在真實固態體系中開展獨立實驗,實現瞭最優動力學解耦方案。研究人員用最多7個微波脈沖把一種叫丙二酸的材料裡的電子自旋的相幹時間從不足二千萬分之一秒提高到瞭近三萬分之一秒,這個時間已經能夠滿足一些量子計算任務的需要。他們的研究顯示,即使在常溫下,這樣的方案也是可以工作的,這為用固態材料研制出能在室溫下使用的量子計算機奠定瞭基礎。

研究人員認為,一旦實際固態體系的各種退相幹機制被人們所完全瞭解,高精度的相幹控制將更加容易,距離量子計算機的真正實現也不再遙遠。



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