“35歲以下科技創(chuàng)新35人”：2位量子學(xué)者入選

7月12日消息（南山）昨日，《麻省理工科技評(píng)論》“35歲以下科技創(chuàng)新35人”中國(guó)區(qū)人選公布，2位量子學(xué)者入選。包括：

代爾夫特理工大學(xué)博士后薛瀟

入選理由：在硅基半導(dǎo)體系統(tǒng)中攻克了量子計(jì)算領(lǐng)域最重要的三大挑戰(zhàn)，即高保真度、可集成性和模塊化架構(gòu)，推動(dòng)硅基量子計(jì)算在短短幾年間成為被廣泛看好的量子計(jì)算最佳系統(tǒng)之一。

現(xiàn)如今，在量子、半導(dǎo)體和人工智能三大領(lǐng)域的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。就量子領(lǐng)域而言，融合當(dāng)前最尖端的量子計(jì)算技術(shù)和半導(dǎo)體集成電路技術(shù)的硅基量子計(jì)算技術(shù)，在近十年來(lái)獲得快速發(fā)展，并有望成為量子計(jì)算的最佳解決方案。

實(shí)現(xiàn)分布式可集成量子計(jì)算，即構(gòu)建多個(gè)小規(guī)模計(jì)算模塊，并使模塊間進(jìn)行量子通信，同時(shí)與經(jīng)典控制電路進(jìn)行集成，是量子計(jì)算研究（不限于硅基）的聚焦點(diǎn)。而這也正是薛瀟近年來(lái)專注的研究方向。

在計(jì)算模塊層面，他在2022年取得高達(dá)99.65% 的硅基兩比特邏輯保真度，并首次達(dá)到量子糾錯(cuò)所要求的保真度閾值；在集成層面，他與英特爾公司合作測(cè)試并驗(yàn)證了基于 22 納米制程的低溫量子控制芯片，于2021年首次實(shí)現(xiàn)利用低溫芯片對(duì)量子芯片的控制；在模塊間通信層面，他于2023年利用超導(dǎo)微波光子，在遠(yuǎn)距離的硅基量子模塊間實(shí)現(xiàn)兩比特邏輯。

基于上述研究，他計(jì)劃打造一個(gè)真正全集成的模塊化硅基量子處理器，并助力推動(dòng)量子計(jì)算規(guī)?；涞禺a(chǎn)業(yè)界，進(jìn)而應(yīng)用于加密算法、通信、無(wú)人駕駛、藥物發(fā)現(xiàn)等諸多領(lǐng)域。

華東師范大學(xué)教授袁翔

入選理由：研發(fā)了極端條件強(qiáng)磁場(chǎng)紅外光譜技術(shù)，并基于此發(fā)現(xiàn)一維外爾費(fèi)米子和三維量子霍爾效應(yīng)，在新的空間維度中實(shí)現(xiàn)了重要的拓?fù)淞孔涌茖W(xué)突破。

在不同的維度下，科學(xué)規(guī)律具有本質(zhì)不同。例如，在三維空間中，引力隨距離成平方反比；在二維空間中，引力將與距離成反比；在一維空間中，引力甚至不隨距離改變。

基于此，探索不同維度下基本粒子的科學(xué)規(guī)律，是十分重要但卻充滿挑戰(zhàn)的基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題之一，也是袁翔多年來(lái)的研究興趣所在。在該方面，他克服了紅外兼容的困難，提出并實(shí)現(xiàn)了外置探測(cè)方案，自主發(fā)展了磁紅外測(cè)量技術(shù)，為探索強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)問(wèn)題提供了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。

借助上述磁紅外測(cè)量技術(shù)，他在強(qiáng)磁場(chǎng)下構(gòu)建新維度拓?fù)錅?zhǔn)粒子，發(fā)現(xiàn)了一維外爾費(fèi)米子。具體來(lái)說(shuō)，他觀察到拓?fù)浣^緣體在強(qiáng)磁場(chǎng)下，先后進(jìn)行了三次拓?fù)湎嘧儯驗(yàn)橥負(fù)浣^緣體獨(dú)特的能帶反轉(zhuǎn)和零級(jí)朗道能級(jí)自旋極化的特征，其零級(jí)朗道能帶在強(qiáng)磁場(chǎng)下發(fā)生交叉，同時(shí)引起拓?fù)銵ifshitz相變。

這讓他在發(fā)現(xiàn)一維外爾費(fèi)米子的同時(shí)，還實(shí)現(xiàn)最低維度外爾費(fèi)米子，進(jìn)而驗(yàn)證了記錄在教科書中的百年理論。

袁翔還在強(qiáng)磁場(chǎng)下發(fā)現(xiàn)三維量子霍爾效應(yīng)。量子霍爾效應(yīng)是20世紀(jì)以來(lái)凝聚態(tài)物理領(lǐng)域最重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一，被認(rèn)為只能存在于二維體系。而他通過(guò)給出強(qiáng)磁場(chǎng)下三維量子霍爾效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，突破了量子霍爾效應(yīng)只能存在于二維系統(tǒng)中的認(rèn)知。

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