這位頂尖科學家正式回國！29歲教授博導，11篇Nature、Science

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來源：材料科學與工程

編輯整理：元子

【新智元導讀】段路明，中國科大培養的天才科學家，讀博士時就發表40篇論文，並獲選全國百篇博士優秀論文，同時提前一年畢業。28歲入選中國科學院「百人計劃」回母校中國科學技術大學工作，29歲成為中國科學技術大學最年輕的教授、博士生導師之一。2004年獲得著名的美國斯隆研究獎，成為中國本土培養的博士中第一個獲得該獎的科學家。

他是中國科大培養的天才科學家，讀博士時就發表40篇論文，並獲選全國百篇博士優秀論文，同時提前一年畢業。

28歲入選中國科學院「百人計劃」回母校中國科學技術大學工作，29歲成為中國科學技術大學最年輕的教授、博士生導師之一。2004年獲得著名的美國斯隆研究獎，成為中國本土培養的博士中第一個獲得該獎的科學家。

在國內科研方面順風順水的時刻，他選擇了前往美國任教，而且成就斐然：先後擔任自美國密歇根大學助理教授 ，2007年獲得終身教席，2009年當選美國物理學會會士，2012年任密歇根大學費米講席教授。

非常值得高興的是，2018年，他正式辭去美國密歇根大學費米講席教授職位，全職來清華大學交叉信息院工作。2019年4月24日，他正式獲聘首位「清華大學基礎科學講席教授」。

他就是段路明，一位天才級的科學家。他的全職回國或將大大助力中國量子科學研究進入世界前列。

中國科大培養的傑出科學家

段路明1972年8月出生於安徽桐城。1990年畢業於桐城中學，因化學競賽取得優異成績，被保送到中國科學技術大學。在中國科學技術大學先後獲得學士（1994年）和博士（1998年）學位，師從於中國科大量子通信與量子計算開放實驗室主任郭光燦教授。

在校學習期間，他就以良好的理論功底、敏捷的科學思維斬露頭角，讀博士時就在《物理評論快報》發表2篇論文、總計有40篇論文發表、並獲選全國百篇博士優秀論文。他以出色的表現，提前一年畢業。

留校後，段路明在良好的科研環境里如魚得水，不斷取得科研的進展。其中，他與郭光燦教授合作在國際上首先提出量子概率克隆原理，這個原理被國際同行稱為「段－郭概率克隆機」，其推導的最大概率克隆效率公式，被稱為「段－郭界限」。

段路明也被破格晉陞職稱，2001年，年僅29歲成為中國科大最年輕的教授、博士生導師之一，並擔任了實驗室副主任等重要學術職務。他還以在量子物理研究中的優異成績，於1999年擔任了美國《物理評論快報》的特邀審稿人，2000年又成為英國《自然》雜誌的特約審稿人。

1999年，段路明來到國際量子科學研究的著名學府——奧地利茵斯布魯克大學從事博士後研究工作。在被譽為「音樂的聖殿」的奧地利，段路明夜以繼日的譜寫著量子通信和量子計算的美妙樂章。在不到兩年的時間裡，他的多篇論文以全新的觀點、獨特的思路和對整個領域的傑出貢獻，奏響了量子研究領域的一個又一個「高音」。

2001年，段路明到美國加州理工學院從事博士後研究，併入選「中國科學院引進國外傑出人才」計劃。在2004年公布的美國斯隆研究獎(Sloan Resarch Fellowship Award)揭曉，中國科學技術大學段路明教授榮獲該獎。據悉，116名獲獎者中有16位華裔科學家，段路明是其中唯一在中國取得博士學位的獲獎者。

海外任教，助力清華量子科學研究

不過，在國內科研方面順風順水的段路明並未選擇繼續留在國內，而是前往美國任教，並很快成為美國密歇根大學教授（2007年）。2012年，擔任密歇根大學費米講席教授。在美國，頂尖高校的講席教授，一般都是最傑出的科學家才能擔任，可見段路明的成就之高了。

在美國密歇根大學任教的同時，段路明同時也兼任了清華大學姚期智講座教授，幫助建設清華大學交叉信息研究院。

2010年，全職回國的姚期智正計劃在清華組建一支能在量子計算領域做出創新工作的團隊。在過去的幾十年里，姚期智親眼見證了中國在世界微電子領域競爭中的「錯過」，他意識到未來量子信息和量子科技將成為新的發展點，中國必須得跟上。而量子計算除了需要理論計算機專家外，同樣也需要懂量子計算的物理學家。於是，姚期智想到了段路明。

2010年10月的一天上午，當時正是北京時間的深夜，段路明在密歇根大學正準備給學生上課，突然間身邊的電話響了，顯示號碼是北京，他萬萬沒想到，電話那頭居然是姚期智本人。

姚期智在電話里表示希望段路明發揮在實驗設計方面的優勢，為清華成立量子網路研究平台作出開創性的工作。接到電話後，段路明感到既興奮又忐忑，研究直覺告訴他這將是一片大有可為的天地，但長時間的國外生活和研究經歷也讓他心存顧慮。但後來更讓他沒有想到的是，兩個星期後，姚期智專程飛到密歇根大學與他會面。經過這次為期幾天的停留，姚期智與段路明初步勾勒出清華量子信息中心的藍圖。

兩個月後，也就是2010年歲末，段路明加盟清華量子信息中心的建設。憑藉姚期智在學術界的威望，以及段路明在物理學界的影響，積極延攬人才，量子信息領域一批年輕學者開始將目光投向清華。2011年1月，經過不到兩個月的籌劃，清華大學量子信息中心揭牌成立。

成立四年來，清華大學量子信息中心在段路明等教師的共同努力下，取得了豐碩的研究成果。2014年10月，段路明研究組首次在常溫固態系統中實現了抗噪的幾何量子計算，該成果是量子計算研究領域取得的重要進展，研究論文發表在國際著名期刊《自然》上。更為可喜的是，論文第一作者祖充是交叉信息研究院在讀博士生，共同完成文章的還有兩名本科生。科研與教學園地里多年來的辛勤培育，逐漸開花結果。

全職加盟清華，擔任長聘教授

根據清華大學交叉信息研究院官網的報道，2018年辭去美國密歇根大學費米講席教授職位，全職來清華大學交叉信息院工作。2019年4月24日，段路明獲聘首位「清華大學基礎科學講席教授」。

段教授完成了量子信息領域一系列開創性的工作，提出實現長距離量子通信網路的量子中繼方案，被國際同行譽為「DLCZ」（Duan-Lukin-Cirac-Zoller）方案，為該領域的奠基性方案，引發了世界上關於DLCZ方案的研究熱潮。

段教授提出通過量子網路互聯進行規模化量子計算的方案，為一些量子計算大型合作項目奠定了理論基礎，並受邀在物理學權威期刊《現代物理評論》上撰寫此方向的綜述。段教授在物理學著名學術期刊發表論文160餘篇（其中《物理評論快報》48篇，《自然》8篇，《科學》3篇，《自然》、《科學》子刊10篇），共被引用24,600多次。

期待取得更大成就

目前，中國雖然在諸多科技領域都與世界有或多或少的差距，但中國在量子信息技術領域卻處於較為領先的地位。

在量子保密通信方面，中國也已經取得了一系列重大國際突破。2016年8月16日，世界第一個量子科學實驗衛星「墨子」號升空。2017年8月，「墨子號」在國際上首次成功實現了從衛星到地面的量子密鑰分發和從地面到衛星的量子隱形傳態，而這也被《自然》雜誌譽為「量子通信領域的里程碑」。

在量子計算研究領域，中科大潘建偉團隊一直在量子計算的核心資源「多粒子糾纏」的製備與操縱上處於國際領先地位。2015年，該團隊和阿里巴巴合作成立了「中科院-阿里巴巴量子計算聯合實驗室」，在保持光量子計算世界領先地位的同時，將大力推動我國量子計算整體研究水平。

不過，一切都不能太過樂觀。目前，世界主要發達國家都在投入巨資發展本國的量子信息技術，搶先開啟本國的「量子時代」。

段教授此時全職加盟清華，正當其時。他的加盟，勢必將為大大助力清華大學量子信息技術研究，同時更進一步地我國量子計算整體研究水平。

來源：青塔、清華大學新聞網、中國科大新聞網

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