- 陈宇翱
陈宇翱
人物经历
男，汉族，1981年4月出生于江苏启东，合肥微尺度物质科学国家实验室，量子物理与量子信息研究部，中国科学技术大学近代物理系教授，获欧洲物理学会“菲涅尔奖”。
物理学家陈宇翱
2008年，陈宇翱获得德国海德堡大学博士学位。2011年全职回国工作后，他主要致力于基于光子和超冷原子操纵的可拓展量子信息处理研究，并在国际上首次成功制备出八光子薛定谔猫态。陈宇翱仅在《自然》《自然·物理学》《自然·光子学》《美国科学院院报》《物理评论快报》五个国际重要学术期刊上就发表论文38篇，其中第一作者和通信作者论文15篇，共被SCI他引1800余次。其研究成果得到国内外学术界高度评价，一次入选《自然》年度十大科技亮点，两次入选欧洲物理学会“年度物理学亮点”，两次入选美国物理学会“年度物理学重大事件”，五次入选由两院院士评选出的“中国十大科技进展新闻”。
量子追梦
中国科大微尺度物质科学国家实验室重要研究骨干；在其32岁生日当天获得欧洲量子学领域最高荣誉；梦想有一天能够随意操控原子。他就是——
陈宇翱：量子世界的追梦人
■本报记者 郝俊
“80后”教授陈宇翱的32岁生日，具有不同寻常的纪念意义。
4月9日，欧洲物理学会正式发布公告，将2013年度菲涅尔奖授予中国科学技术大学青年科学家陈宇翱。对他而言，这可算作一份意义非凡的生日礼物，更是一份对他十多年来科研生涯和成就的充分肯定。
“一开始很高兴，接下来，感到压力还是蛮大的，还得更加努力。”日前，陈宇翱接受《中国科学报》记者独家专访，首次谈起荣誉背后的故事。
中国力量
在菲涅尔奖历史上，陈宇翱是第二位获此殊荣的中国青年科学家。而首位中国获奖者，正是陈宇翱的导师潘建伟院士，他在2005年时实现了这一历史性突破。
时隔8年，师徒二人先后获奖。而正是这几年的时光，陈宇翱在学术“快车道”上奔驰，从青年学子迅速成长为中国科大微尺度物质科学国家实验室的重要研究骨干；潘建伟则带领着这支年轻的量子信息研究团队完成一系列超越，成为国际上该领域举足轻重的“中国力量”。
在欧洲物理学会正式发布授奖公告前一个礼拜，陈宇翱就已接到了获得菲涅尔奖的电话通知。第一时间，他首先把这个好消息告诉了在北京出差的潘建伟。
“我感觉潘老师比我还要高兴。”电话里，潘建伟难以抑制内心的激动，连连道贺，并祝愿陈宇翱“再攀高峰”，将来取得更大成就。
作为欧洲物理学会授予量子电子学和量子光学领域青年科学家的最高荣誉，菲涅尔奖每两年颁发一次，每次奖励2名35岁以下的青年科学家，基础研究和应用研究领域各一名。因在光与冷原子的量子操纵领域中的杰出贡献，陈宇翱在基础研究领域获奖。
师徒追梦
时间回溯到上世纪90年代初，潘建伟大学毕业后拜量子物理实验大师塞林格为师，留学奥地利维也纳大学。第一次见面时，塞林格就问潘建伟：“你的梦想是什么？”
“在中国建立一个像您实验室这样的世界领先的实验室。”潘建伟回答。
2002年，21岁的陈宇翱作为潘建伟在中国科大的开山弟子，正式参与量子操纵实验室的建设工作。采购仪器设备、搭建实验平台，师徒一起见证实验室从零开始在空房间内“慢慢生长起来”。
然而，这只是通往梦想的第一步，接下来才是真正的考验。在潘建伟的指导下，实验室顺利实现了此前已有基础的四光子纠缠。陈宇翱和同事们信心大增，主动提出要着手进行五光子纠缠实验。
“我不会打击你们的积极性，但我相信你们是做不出来的。”对于弟子们的雄心壮志，潘建伟似乎是泼了一盆冷水。
“我们就不信邪，一定要把它弄出来。”现在回想起来，陈宇翱觉得潘建伟的这句话，其实是“激将法”。
事实证明，潘建伟的谋略奏效了。“不信邪”的陈宇翱和同事通力合作，很快就成功搭建出世界上首个五光子纠缠实验平台，由此奠定了中国在多光子纠缠操纵方面的国际领先地位。
团队需要在技术、人才方面进行长远考虑。2004年，在德国最高博士生奖学金“德国电信精英奖”资助下，陈宇翱跟随导师潘建伟前往德国海德堡大学，攻读博士学位，从事冷原子量子存储的研究。留德深造期间，陈宇翱的科研能力得到了快速提升，取得了一系列引人注目的成就。
2011年，他与同事合作在国际上首次成功制备出八光子薛定谔猫态，引起国际学界关注。
“今天，我们已经在量子信息领域占据了一席之地，并且在很多方面已经超过了维也纳的团队。”陈宇翱相信，潘建伟最初的梦想已经实现。
打开魔盒
中学时代，就读于江苏省启东中学的陈宇翱便展现出过人的物理天赋。1998年，他在第29届国际中学生物理奥林匹克竞赛中夺得实验第一、总分第一两个奖项，填补了中国学生从未在国际物理奥赛中取得过实验第一的空白。
凭借奥赛中的优异表现，17岁的陈宇翱保送进入中国科大“零零班”（同少年班培养模式），专攻物理专业。本科期间接触量子力学之后，一个区别于经典物理学、极具颠覆性的量子世界为他打开。
“量子物理最大的吸引力在于，你能够对事物的本源进行全新的认知。”让陈宇翱深深着迷的，是量子世界本质上的不确定性、不可知性，他说：“这个领域是实验引领理论的，因此，经常会出现做实验之前根本无法想象的事情。”
探寻更多量子世界的物理学基础，成为驱动陈宇翱不断前行的动力。摆在他面前的，仿佛一个个装满未知奥秘的“魔盒”，他要做的，首先是想方设法打开“魔盒”。
基于光子和超冷原子操纵的可拓展量子信息处理，正是陈宇翱手中那把“开启魔盒的钥匙”。而在整个量子物理领域，当前科学界正在经历“实验为王”的阶段，这对自称“爱动手胜过爱思考”的陈宇翱而言，恰逢其时又充满挑战。
“有一天，我手中操纵着上万个原子，并且每一个都能按照我的意志和想法排列，形成不同的晶格类型，复杂的量子模拟和量子计算进而得以实现。”陈宇翱说，这就是他的“量子之梦”。[3]
个人履历
| 陈宇翱于2002年6月毕业于中国科学技术大学少年班。2004年于中国科学技术大学近代物理系获硕士学位。2008年于德国海德堡大学天文与物理系获理学博士学位。 | |
| 2008年01月-2008年11月 | 德国海德堡大学物理所，研究助理 |
| 2008年11月-2009年07月 | 美因茨大学物理所，博士后 |
| 2009年08月-2011年12月 | 德国马普量子光学所，项目负责人 |
| 2012年1月-至今 | 中国科学技术大学近代物理系，教授 |
研究方向
| 陈宇翱于2002年6月毕业于中国科学技术大学少年班。2004年于中国科学技术大学近代物理系获硕士学位。2008年于德国海德堡大学天文与物理系获理学博士学位。 | |
| 2008年01月-2008年11月 | 德国海德堡大学物理所，研究助理 |
| 2008年11月-2009年07月 | 美因茨大学物理所，博士后 |
| 2009年08月-2011年12月 | 德国马普量子光学所，项目负责人 |
| 2012年1月-至今 | 中国科学技术大学近代物理系，教授 |
人物荣誉
| 1 | 线性光学量子信息处理：多光子纠缠的制备、操纵及其应用 |
| 2 | 冷原子系综量子存储：远距离量子通讯、大尺度量子计算 |
| 3 | 基于光晶格的超冷原子量子调控：多体量子物理; |
代表论文
| 1 | 线性光学量子信息处理：多光子纠缠的制备、操纵及其应用 |
| 2 | 冷原子系综量子存储：远距离量子通讯、大尺度量子计算 |
| 3 | 基于光晶格的超冷原子量子调控：多体量子物理; |
人物评价
潘建伟教授为表彰中科大教授陈宇翱在光子和冷原子操纵等量子信息研究领域中做出的杰出贡献，欧洲物理学会日前决定授予其2013年度菲涅尔奖。该奖是国际量子电子学和量子光学领域青年科学家的最高荣誉，颁奖仪式于2013年5月14日在德国慕尼黑召开的2013年欧洲量子电子学与量子光学年会上举行。
由中国科学报社、中国科协科普部、中国科技新闻学会等主办的“2013中国科学年度新闻人物”推选活动2013年12月24日晚正式揭晓，陈宇翱为10位获奖者之一。
2016年6月1日，陈宇翱教授，在自由空间量子隐形传态等量子信息实验研究中取得重要研究成果，获得2016年度陈嘉庚青年科学奖数理科学奖。[4]
2017年9月12日，陈宇翱及其同事苑震生、潘建伟教授等人近期在国际上首次通过量子调控的方法，在超冷原子体系中发现了拓扑量子物态中的准粒子——任意子，并证实了任意子的分数统计特性，创造性地搭建了新的实验系统并开发了独特的量子调控技术，研发了自旋依赖的超晶格系统来囚禁和操控超冷原子，成功操控光晶格中约800个超冷原子同时产生了约200个四原子自旋纠缠态。首次观测到了四体环交换相互作用，并通过微波反转原子自旋的方法，实现了任意子之间的编织交换过程，首次在光晶格体系中直接观测到了任意子交换产生的分数拓扑相位。向着实现拓扑量子计算迈出了重要一步。国际权威学术期刊《自然·物理学》日前发表了该成果。[5]
2019年9月20日，“科学探索奖”评审委员会公布2019年“科学探索奖”获奖名单，陈宇翱在列。[6]
词条图册
| 1) | Juan Yin, Ji-Gang Ren, He Lu, Yuan Cao, Hai-Lin Yong, Yu-Ping Wu, Chang Liu, Sheng-Kai Liao, Fei Zhou, Yan Jiang, Xin-Dong Cai, Ping Xu, Ge-Sheng Pan, Jian-Jun Jia, Yong-Mei Huang, Hao Yin, Jian-Yu Wang, Yu-Ao Chen*, Cheng-Zhi Peng, Jian-Wei Pan Quantum teleportation and entanglement distribution over 100-kilometre free-space channels Nature 488 185(2012). |
| 2) | Sylvain Nascimbène, Yu-Ao Chen, Macros Atala, Monika Aidelsburger, Stefan Trotzky, Belén Paredes, Immanuel Bloch Experimental realization of plaquette resonating valence bond states with ultracold atoms in optical superlattices |
| 3) | Stefan Trotzky, Yu-Ao Chen, Andreas Flesch, Ian P. McCulloch, Ulrich Schollwöck, Jens Eisert, Immanuel Bloch Probing the relaxation towards equilibrium in an isolated strongly correlated 1D Bose gas Nature Physics, (Advanced-Online-Publication 2012). |
| 4) | Xing-Can Yao, Tian-Xiong Wang, Ping Xu, He Lu, Ge-Sheng Pan, Xiao-Hui Bao, Cheng-Zhi Peng, Chao-Yang Lu, Yu-Ao Chen, Jian-Wei Pan Observation of eight-photon entanglement Nature Photonics, (Advance-Online-Publication 2012). |
| 5) | Xing-Can Yao, Tian-Xiong Wang, Hao-Ze Chen, Wei-Bo Gao, Austin G. Fowler, Robert Raussendorf, Zeng-Bing Chen, Nai-Le Liu, Chao-Yang Lu, You-Jin Deng, Yu-Ao Chen* & Jian-Wei Pan Experimental demonstration of topological error correction Nature 482, 489 (2012). |
| 6) | Monika Aidelsburger, Marcos Atala, Sylvain Nascimbène, Stefan Trotzky, Yu-Ao Chen*, Immanuel Bloch Experimental realization of strong effective magnetic fields in an optical lattice Phys. Rev. Lett. 107, 255301 (2011). |
| 7) | Ran Wei, Bo Zhao, Youjin Deng, Yu-Ao Chen, Jian-Wei Pan Deterministic spin-wave interferometer based on Rydberg blockade Phys. Rev. A 83, 063623 (2011). |
| 8) | Yu-Ao Chen*, Sylvain Nascimbène, Monika Aidelsburger, Marcos Atala, Stefan Trotzky, Immanuel Bloch Controlling Correlated Tunneling and Superexchange Interactions with AC-Driven Optical Lattices Phys. Rev. Lett. 107, 210405 (2011). |
| 9) | Christian Kasztelan, Stefan Trotzky, Yu-Ao Chen, Immanuel Bloch, Ian P. McCulloch, Ulrich Schollwöck, Giuliano Orso Landau-Zener sweeps and sudden quenches in coupled Bose-Hubbard chains Phys. Rev. Lett. 106, 155302 (2011). |
| 10) | Wei-Bo Gao, Xing-Can Yao, Jian-Ming Cai, He Lu, Ping Xu, Tao Yang, Yu-Ao Chen, Zeng-Bing Chen, Jian-Wei Pan Experimental measurement-based quantum computing beyond the cluster-state model Nature Photonics 5, 117-123 (2011). |
| 11) | Yu-Ao Chen*, Sebastian D. Huber, Stefan Trotzky, Immanuel Bloch, Ehud Altman Many-body Landau-Zener dynamics in coupled 1D Bose liquids Nature Physics 7, 61-67 (2011). |
| 12) | Stefan Trotzky, Yu-Ao Chen, Ute Schnorrberger, Patrick Cheinet, Immanuel Bloch Controlling and Detecting Spin Correlations of Ultracold Atoms in Optical lattices Phys. Rev. Lett. 105, 265303 (2010). |
| 13) | Wei-Bo Gao, Alexander M. Goebel, Chao-Yang Lu, Han-Ning Dai, Claudia Wagenknecht, Qiang Zhang, Bo Zhao, Cheng-Zhi Peng, Zeng-Bing Chen, Yu-Ao Chen*, Jian-Wei Pan Teleportation-based realization of an optical quantum two-qubit entangling gate Proceedings of the National Academy of Sciences, 107, 20869 (2010). |
| 14) | Xing-Can Yao, Jaromír Fiurášek, He Lu, Wei-Bo Gao, Yu-Ao Chen, Zeng-Bing Chen, and Jian-Wei Pan Experimental Realization of Programmable Quantum Gate Array for Directly Probing Commutation Relations of Pauli Operators Phys. Rev. Lett. 105, 120402 (2010). |
| 15) | Claudia Wagenknecht, Che-Ming Li, Andreas Reingruber, Xiao-Hui Bao, Alexander Goebel,Yu-Ao Chen, Qiang Zhang, Kai Chen, & Jian-Wei Pan Experimental Demonstration of a Heralded Entanglement Source Nature Photonics 4, 549 - 552 (2010). |
| 16) | Bastian Jungnitsch, Sönke Niekamp, Matthias Kleinmann, Otfried Gühne, He Lu, Wei-Bo Gao,Yu-Ao Chen, Zeng-Bing Chen, & Jian-Wei Pan Increasing the Statistical Significance of Entanglement Detection in Experiments Phys. Rev. Lett. 104, 210401 (2010). |
| 17) | Wei-Bo Gao, Chao-Yang Lu, Xing-Can Yao, Ping Xu, Otfried Gühne, Alexander Goebel, Yu-Ao Chen, Cheng-Zhi Peng, Zeng-Bing Chen, & Jian-Wei Pan Experimental demonstration of a hyper-entangled ten-qubit Schrödinger cat state. Nature Physics 6, 331 - 335 (2010). |
| 18) | Yu-Ao Chen, Xiao-Hui Bao, Zhen-Sheng Yuan, Shuai Chen, Bo Zhao, Jian-Wei Pan. Heralded generation of atomic NOON state. Phys. Rev. Lett. 104, 043601 (2010). |
| 19) | Bo Zhao, Yu-Ao Chen*(equally contributed first author), Xiao-Hui Bao, Thorsten Strassel, Chih-Sung Chuu, Xian-Min Jin, Joerg Schmiedmayer, Zhen-Sheng Yuan, Shuai Chen, Jian-Wei Pan. A long-lived quantum memory for single-quanta spin wave. Nature Physics 5, 95 (2009). |
| 20) | Chih-Sung Chuu, Thorsten Strassel, Bo Zhao, Markus Koch, Yu-Ao Chen, Shuai Chen, Zhen-Sheng Yuan, Joerg Schmiedmayer, and Jian-Wei Pan. Quantum memory with optically trapped atoms. Phys. Rev. Lett. 101, 120501 (2008). |
| 21) | Zhen-Sheng Yuan, Yu-Ao Chen*(equally contributed first author), Bo Zhao, Shuai Chen, Joerg Schmiedmayer, and Jian-Wei Pan Experimental Demonstration of A BDCZ Quantum Repeater Node. Nature 454, 1098 (2008). |
| 22) | Alexander Goebel, Claudia Wagenknecht, Qiang Zhang, Yu-Ao Chen, Kai Chen, Joerg Schmiedmayer, and Jian-Wei Pan. Experimental Demonstration of Multistage Entanglement Swapping. Phys. Rev. Lett. 101, 080403(2008). |
| 23) | Nicolas Sangouard, Christoph Simon, Bo Zhao, Yu-Ao Chen, Hugues de Riedmatten, Jian-Wei Pan, and Nicolas Gisin, Robust and efficient quantum repeaters with atomic ensembles and linear optics. Phys. Rev. A 77, 062301 (2008). |
| 24) | Yu-Ao Chen*, Shuai Chen, Zhen-Sheng Yuan, Bo Zhao, Chih-Sung Chuu, Joerg Schmiedmayer, Jian-Wei Pan, Memory-built-in quantum teleportation with photonic and atomic qubits. Nature Physics 4, 103 – 107 (2007). |
| 25) | Shuai Chen, Yu-Ao Chen, Bo Zhao, Zhen-Sheng Yuan, Joerg Schmiedmayer, Jian-Wei Pan, Demonstration of a stable atom-photon entanglement source for quantum repeaters. Phys. Rev. Lett. 99, 180505 (2007). |
| 26) | Kai Chen, Che-Ming Li, Qiang Zhang, Yu-Ao Chen, Alexander Goebel, Shuai Chen, Alois Mair, Jian-Wei Pan, Experimental realization of one-way quantum computing with two-photon four-qubit cluster states. Phys. Rev. Lett. 99, 120503 (2007). |
| 27) | Zeng-Bing Chen, Bo Zhao, Yu-Ao Chen, Joerg Schmiedmayer and Jian-Wei Pan. Fault-tolerant quantum repeater with atomic ensembles and linear optics. Phys. Rev. A 76, 022329 (2007). |
| 28) | Bo Zhao, Zeng-Bing Chen, Yu-Ao Chen, Joerg Schmiedmayer and Jian-Wei Pan. Robust creation of entanglement between remote memory qubits. Phys. Rev. Lett. 98, 240502 (2007). |
| 29) | Zhen-Sheng Yuan, Yu-Ao Chen, Shuai Chen, Bo Zhao, Markus Koch, Thorsten Strassel, Yong Zhao, Gan-Jun Zhu, Jörg Schmiedmayer and Jian-Wei Pan. Synchronized Independent Narrow-band Single Photons and Efficient Generation of Photonic Entanglement. Phys. Rev. Lett. 98, 180503 (2007). |
| 30) | Qiang Zhang, Alexander Goebel, Claudia Wagenknecht, Yu-Ao Chen, Bo Zhao, Tao Yang, Alois Mair, Joerg Schmiedmayer and Jian-Wei Pan, Experimental quantum teleportation of a two-qubit composite system. Nature Physics 2, 678 (2006). |
| 31) | Shuai Chen, Yu-Ao Chen, Thorsten Strassel, Zhen-Sheng Yuan, Bo Zhao, Jörg Schmiedmayer and Jian-Wei Pan. A deterministic and storable single-photon source based on a quantum memory. Phys. Rev. Lett. 97, 173004 (2006). |
| 32) | Yu-Ao Chen*, Tao Yang, An-Ning Zhang, Zhi Zhao, Adan Cabello and Jian-Wei Pan. Experimental Violation of Bell's Inequality beyond Tsirelson's Bound. Phys. Rev. Lett. 97, 170408 (2006). |
| 33) | Yu-Ao Chen, An-Ning Zhang, Zhi Zhao, Xiao-Qi Zhou, Jian-Wei Pan, Experimental Quantum Error Rejection for Quantum Communication. Phys. Rev. Lett. 96, 220504 (2006). |
| 34) | Qiang Zhang, Xiang-Bin Wang, Yu-Ao Chen, Won-Young Hwang, Tao Yang and Jian-Wei Pan, Comment on "Quantum Key Distribution with Blind Polarization Base", Phys. Rev. Lett. 96, 078901 (2006). |
| 35) | An-Ning Zhang, Chao-Yang Lu, Xiao-Qi Zhou, Yu-Ao Chen, Zhi Zhao, Tao Yang and Jian-Wei Pan, Experimental construction of optical multiqubit cluster states from Bell states, Phys. Rev. A, 73, 022330 (2006). |
| 36) | Yu-Ao Chen, An-Ning Zhang, Zhi Zhao, Tao Yang, Cheng-Zhi Peng, and Jian-Wei Pan, Experimental Demonstration of Third-Man Quantum Cryptography and Quantum Secret Sharing. Phys. Rev. Lett. 95, 200502 (2005). |
| 37) | Zhi Zhao, An-Ning Zhang, Xiao-Qi Zhou, Yu-Ao Chen, Chao-Yang Lu, Anders Karlsson, and Jian-Wei Pan, Experimental realization of optimal asymmetric cloning and telecloning via partial teleportation. Phys. Rev. Lett. 95, 030502 (2005). |
| 38) | Zhi Zhao, An-Ning Zhang, Yu-Ao Chen, Han Zhang, Jiang-Feng Du, Tao Yang, and Jian-Wei Pan, Experimental demonstration of a non-destructive controlled-NOT quantum gate for two independent photon-qubits. Phys. Rev. Lett. 94, 030501 (2005). |
| 39) | Zhi Zhao, Yu-Ao Chen An-Ning Zhang, Tao Yang, Hans Briegel and Jian-Wei Pan, Experimental Realization of Five-photon Entanglement and Open Destination Teleportation, Nature 430 54 (2004). |
| 40) | Zhi Zhao, Tao Yang, Yu-Ao Chen, An-Ning Zhang, Marek Żukowski, and Jian-Wei Pan, Experimental Test of Quantum Nonlocality in Four-photon Greenberger-Horne-Zeilinger Entanglement, Phys. Rev. Lett. 91, 180401 (2003). |
| 41) | Zhi Zhao, Tao Yang, Yu-Ao Chen, An-Ning Zhang and Jian-Wei Pan, Experimental Realization of Entanglement Concentration and a Quantum Repeater, Phys. Rev. Lett. 90, 207901 (2003). |
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