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    標題 百萬青橙獎今年頒給他：32 歲中科大副研究員 搞量子力學
    分類 熱點事件
    內容

    最新一屆青橙獎得主，潘建偉，陸朝陽的得意門生，開口卻說‘我傻’？

    他叫陳明誠，中科大副研究員，被導師陸朝陽稱為‘古典真學者’。

    然而，得知自己中獎后，他的第一反應是意外。他直言，‘我屬于平庸的一類’，‘其他優秀的人更多’。

    說到這里，梳理一下他的科研成果就會發現，他的能力并不一般：

    證明虛數不是‘虛’的，自然數不是‘自然’的，并使其達到頂題《物理評論快報》。它也是關于量子計算優越性的‘九章’實驗論文的聯合工作。

    636763d38e9f09404f33591c_10241738.jpg陳明誠的反盤口不止這些。

    作為學者，我喜歡解決問題，但不喜歡寫論文。從開始讀博開始，我就沒想過出國留學。不喜歡包裝.他的很多特點和現在人們追求的熱點是相悖的。

    如果說他身上有更接近90后的東西，那可能就是‘社交恐懼’。

    用他自己的話說，就是‘我喜歡用表情符號，因為我不用說話’。

    這是什么樣的學者？

    核心研究成果

    我們先來看看陳明誠的科研成果。

    至今發表研究論文40余篇，Google學術引用7000余次，其中第一作者(含合著者)或通訊作者發表論文11篇，最高單次引用1100余次。

    636763d38e9f09404f33591d_10241739.jpg在青橙獎的官方介紹中，他獲獎的原因是——致力于探索量子力學的基本問題，幫助實現了‘量子計算的優越性’。

    陳明誠一直從事量子力學的基礎理論和實驗兩方面的工作。

    他的一大功績是，他用數學的量子客觀實在性證明了虛數不是‘虛的’，自然數不是‘自然的’。

    636763d38e9f09404f33591e_10241739.jpg長期以來，復數一直被認為是量子力學中一種方便的輔助工具，但是否有必要卻令人懷疑。

    比如薛定諤自己在第一次推導波函數方程的時候，就盡量避免使用虛數I。

    就在今年年初，陳明誠和他的同事們終于用超導量子方法證明了復數是量子力學的一個必需品，數學家想象的虛數不是‘虛數’。

    這一結果引起了廣泛的討論。美國物理學會物理網站和《自然》邀請國際專家分別就觀點和新聞觀點撰寫相關綜述文章。

    此外，陳明誠的工作是為另一個更基本的數學對象——3354個自然數證明自然數不是‘自然的’。

    自然數有一些基本的性質，其中我們比較熟悉的一個就是鴿子籠原理(pigeonhole principle)。當我們把三個物體放在兩個盒子里時，一定有一個盒子里有不止一個物體。

    陳明誠的工作之一就是統計個體光量子，以檢驗量子世界中的鴿子籠原理。

    他觀察到三個光子通過兩個通道，結果每個通道的光子數都不大于1。

    這一結果動搖了對自然計數定律的堅定信念，也顯示了量子世界客觀存在的反直覺特征。

    另一個顯著的成就是，超級計算機在第九章和祖沖之二的量子計算原型上，被經典和高難度的量子采樣打敗。

    2020年12月4日，潘建偉團隊‘九章’構建的76個光子的量子計算原型問世，并發表在《科學》雜志上，陳明誠是聯名作品之一。

    636763d38e9f09404f33591f_10241739.jpg與谷歌一年前推出的具有53個超導量子位的計算機‘鈴木’相比，‘九章’在處理高斯玻色采樣(一種用于論證量子優越性的特定計算任務)方面的速度快了100億倍。

    同時，第九章高斯玻色采樣證明的量子計算優越性不依賴于樣本數，克服了Google 53位隨機線采樣實驗中量子優越性依賴于樣本數的漏洞。

    這也意味著中國成為世界上第二個實現‘量子優勢’的國家，后來居上。

    陳明誠在《九章》的研發過程中一直扮演著重要的角色。

    在高斯玻色取樣過程中

    在最關鍵的優越性和驗證環節，由于量子計算的樣本量太大，他們的實驗太先進，無法借鑒，研究團隊想了很多方法，最后陳明誠提出了新的HOG方案，證明了光量子的優越性。

    這種新的HOG方案引起了國際同行的極大關注，成為眾多算法專家想要破解的目標。

    一次，玻色采樣的提出者，隨機線采樣的提出者和量子光學專家聚在一起討論最新的攻擊算法，HOG成功抵御了最新的攻擊。

    不僅如此，‘九章’誕生后的第二年，潘建偉團隊發布了超導量子計算機‘祖沖之二’。

    陳明誠還從理論上定義了隨機線采樣的計算復雜度邊界(PRL124，080502 (2020))，設計了66個量子位的‘祖沖之二’原始架構。

    636763d38e9f09404f335920_10241739.jpg祖沖之二號量子處理器圖(來源：中科大官網)

    結果陳明誠一直認為自己的貢獻相對于整個團隊來說很小。

    他的科研生涯起點相當高：剛從廈門大學畢業，進入中科大，師從被譽為‘量子天才’的陸朝陽。

    要知道，陸朝陽從2011年博士畢業回國加入中科大后，就一直是潘建偉團隊的重要成員之一。十多年來，潘建偉團隊已經發展成為量子信息科學領域國際領先的團隊之一。

    潘建偉院士是世界量子信息實驗領域的開拓者和先行者之一?；貒髱ьI中國量子研究進入世界第一方陣。在今年諾貝爾物理學獎得主之一安東塞林格的學術成就中，有潘建偉的貢獻：

    在評獎委員會提到的安東塞林格的四篇量子通信實驗文章中，潘建偉是兩篇文章的第一作者，兩篇文章的第二作者。

    同時，評獎委員會還提到了另外三篇文章，都是以潘建偉為首的中國科學家獨立完成的。

    如果不是這個大團隊，我可能不會走得這么順利。陳明對我們這樣說。

    我不喜歡寫論文，也沒想過出國。

    能夠在量子力學的道路上走到現在，陳明誠還提到了一個關鍵詞：興趣。

    而這份愛情可以追溯到他的高中時代。

    中學的時候，他曾經喜歡過化學，但是后來他發現，自己想深入研究的化學問題，最后往往變成了物理問題。

    比如為什么化學鍵之間的聯系可以形成，或者分子的運動，最終的發現還得回到物理學上。

    636763d38e9f09404f335921_10241739.jpg所以他得出結論，如果他能學習物理，他就能更清楚地理解其他事情。

    于是高中畢業后，他果斷選擇了物理專業。

    真正接觸量子計算是從大四開始的。在老師的帶領下，陳明誠發現這個領域‘特別有趣’:

    實現量子計算，有各種不同的系統，比如光學、超導、原子，每個系統看起來都不一樣。

    老師給我介紹了光子的概念。光子有許多有趣的特性。感覺說起來很簡單，但也很有趣，一下子就被吸引住了。

    在陳明誠的心目中，量子力學有一種簡單而美好的美感：

    這是一個非常簡單的線性代數系統。在這些簡單而基本的規則下，可以產生許多有趣而吸引人的現象，所以簡單而豐富。

    不僅如此，在他心目中，量子物理的實驗也有復雜工程之美。比如第九章需要一個有兩個房間的復雜裝置，但它做的是一個數學上純粹而困難的量子采樣問題。

    636763d38e9f09404f335922_10241739.jpg光量子干涉物理圖(來源：中科大官網)

    對于他純粹的學術精神，他的導師陸朝陽教授給了陳銘誠很高的評價：

    他不僅在物理學的深度、廣度和直覺上出類拔萃，而且是最經典、最真實的學者：癡迷學術，低調超然，童真聰慧，樂于助人。

    陳明誠的‘低調超脫’體現在很多方面。比如在年輕學者競爭激烈的環境下，他不喜歡把自己的成果寫進論文。

    在他眼里，比起寫論文，他更喜歡解決問題的過程。

    雖然陳明誠的很多成就備受矚目，但他總說自己‘一般’，‘寫作不會對別人有很大幫助’。

    導師陸朝陽教授耐心講解，科學是一個社團合作。不管貢獻大小，只要寫出來，可能對某些人是有幫助的。

    而如果工作做了，但沒有告訴別人，其科學意義等于零。

    就這樣，陳明誠逐漸改變了自己?，F在他會主動寫論文，但還是‘不太主動’。

    另外，與很多學者不同的是，陳明誠沒有留學經歷，是完全在本土培養的學者。

    他承認他從未想過出國。第一，因為他的英語不是很好，可能不適應國外的環境。

    其次，也是最重要的，國內的科研環境競爭越來越大，而我所在的潘建偉團隊也有超強的科研實力，所以我出國與否并沒有太大的區別。

    他是社交恐懼癥，喜歡看武俠。

    事實上，陳明誠對科研的純粹追求也影響了他的人生態度。

    從某種程度上說，他的科研和他的生活并沒有明確的分界線，而是相互交融的。

    他承認自己有一些‘家’，在家里做的最多的就是科研。

    不是說沒有其他興趣可以探索，比如玩游戲，但是最后‘因為吃的太多所以不玩了’。

    636763d38e9f09404f335923_10241739.jpg至于社交方面，和大部分同齡人一樣，陳明誠喜歡發表情包。原因是“社交恐懼”:

    因為發表情包的時候不用說話。

    而如果你坐下來和陳明誠聊天，你也會發現他的回答總是很簡短，沒有一句廢話直擊主題。

    636763d38e9f09404f335924_10241739.jpg和大家想象的不一樣。雖然他是一名研究人員，但他不太喜歡科幻小說和電影。他說是因為平時的研究中有一些很科幻的有趣的東西。

    比起科幻，他更喜歡武俠。

    偶爾會在飯間看看武俠劇。他是金庸迷，聲稱他最喜歡的武俠人物是喬峰。

    雖然談及自己的成就，他總是表現得很謙虛，反復強調，和俠義之道不同，科研中團隊合作很重要。

    但在別人眼里，陳明誠本人從來沒有不追求純粹的俠義風格。

    正如導師陸朝陽在評價中所說的：陳明誠是我在學術報告結尾經常感謝的最典型的學生群體之一：‘少年俠義，才華橫溢’，氣度不凡。

         百萬青橙獎今年頒給他：32 歲中科大副研究員 搞量子力學 風光秀蓬頭靜如處女，動如脫兔垢面麗流年，在遼遠深邃的意念中，逍遙在無法把握的虛境，柔情萬縷逃逸著現實，輾轉在縹緲的夢中，在迷離和清晰里，綿綿絮語。17. I would appreciate it if you accept my invitation.（2017.全國Ⅱ卷）222.可憐身上衣正單，心憂炭賤愿天寒?！顿u炭翁》    蝶戀花　趙令畤點竄堯典舜典字，涂改清廟生民詩。陳明,潘建偉,科研,量子計算,九章35.As the tree,so the fruit. 種瓜得瓜，種豆得豆。
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