扎根西部求发展 聚焦量子勤探索

2018-09-27 09:32徐红王永梅
海峡科技与产业 2018年4期
关键词:比特半导体器件

徐红 王永梅

科研需要具有前瞻性的眼光,需要顽强坚定的毅力,更需要积极向上、勇敢前进的执着精神。正是在这种具有感染力的美好精神的感召下,许多科研人士努力钻研,奋力拼搏,用自己的生命和激情谱写着美好的科研人生。

电子科技大学邓光伟研究员,就是这样一位不断努力的科研斗士。他扎根西部,致力于量子器件、量子光学、量子精密测量物理学等方面的研究,积极创新,经过坚持不懈的努力,取得了可喜的科研成果,为我国的科研事业贡献着自己的力量。

不畏困难 坚持研究

2007-2016年,邓光伟本硕博均就读于中国科学技术大学,师从郭国平教授和郭光灿院士。2016-2017年,他被评为中国科学技术大学副研究员。2018年,邓光伟作为“校百人计划”入选者加入电子科技大学,任研究员。从此,他开始对量子器件、量子光学等进行深入细致的研究。

2011-2015年,邓光伟对二维材料石墨烯的量子调控性质进行了系统的研究,他与同事一起,优化了石墨烯量子点结构的设计方案、制造流程以及操控方法,对石墨烯和超导谐振腔的新型复合结构进行了认真的探索,并通过微波光学的探测手段对量子点上的电子状态进行了灵敏测量,还深入研究了石墨中电子的量子相干性质,这些成果为研究未来的固态量子器件打下良好的基础,相关成果以邓光伟为第一作者发表在物理学顶级期刊《物理评论快报》。

2012年,作为核心成员的邓光伟参与了中国科学战略性先导科技专项(B类)等研究项目。他参与了“半导体量子点的量子操控及信息处理”课题研究,主要是对无净核自旋的四、六族元素(主要是碳、硅以及锗等)在量子点器件方面的应用开展研究,观察在不受核自旋影响的条件下,是否能提升量子点的相干性质。虽然面临的困难很多,但是邓光伟毫不气馁,顽强地坚持着科学研究。

要构建一台实用化的量子计算机,不仅需要实现可纠错、可测量、可操作的量子比特单元,还需要量子比特单元能够保持相干性地扩展。虽然现在科学界已经在半导体量子点、超导量子线路等体系完成了基本的量子比特构建、演示比特逻辑门等操作,但是要真正地实现实用化的量子计算机,还需要解决很多难题,而比特的相干性扩展问题是现在半导体量子计算领域里最大的难题之一。

邓光伟针对这一难题展开了孜孜不倦的探索和研究,并与同事一起创新性地利用超导微波腔实现了门控量子点领域第一个两比特长程耦合的实验,相关成果以邓光伟为第一作者发表在国际知名期刊《纳米快报》。勤奋不懈的他始终坚持着自己的科研理想和信念。

努力创新 成果硕然

在攻读博士学位期间,邓光伟在中科院量子信息重点实验室研究学习,在郭国平教授、郭光灿院士的指导下,他把半导体量子点耦合超导微波腔、纳米机电系统(NEMS)的固态杂化量子器件作为研究对象,努力解决半导体量子比特相干扩展的问题,在国际上,他是最早从事该新兴领域的研究人员之一。

善于创新的邓光伟在科研中付出的辛苦和努力,终于换来了丰硕的果实。邓光伟与同事们一起构建了芯片上基于二维材料的可控电子体系,使困扰了科研界多年的二维材料量子点不可调的难题得到了完美的解决。他优化了芯片上的可控声子体系,使国际上没办法实现的声子模式长程可调耦合的难题得到了解决。他采用超导微波腔作为量子总线,使它与石墨烯量子点量子比特的色散耦合得以实现,还使高达30兆赫兹的耦合强度得以实现,这有利于未来大规模集成的量子芯片架构的实现。此外,邓光伟还创新性地通过超导微波腔使两个量子点比特的长程耦合得以实现,截至现在,仍然是半导体量子点领域里唯一的报道门控量子点通过超导微波腔实现长程耦合的实验工作。该实验对远距离量子点比特之间的量子纠缠的实现以及最终实现集成化的量子芯片具有重要的作用。

这些成果以邓光伟为共同第一、共同通讯作者发表在《物理评论快报》《自然通讯》《科学进展》《纳米快报》等国际知名期刊上。

荣获奖项 笃定未来

长期致力于科研事业的邓光伟,作为学术骨干参与了科技部973项目、科技部重点研发计划、中国科学战略性先导科技专项(B类)等多项国家重大研究项目。201 5年,他作为核心成员与实际主要执行人参与总装项目。2016年8月,他作为核心成员参与了国家重点研发项目“半导体量子芯片”。2017年1月-12月,他主持中央高校基本科研业务项目。201 8年1月-2020年12月,他主持国家自然科学基金青年项目。近年来,他发表SCI论文十余篇。

在雜化量子器件方面取得的突出成绩,使邓光伟获得了多项科研奖励。2015年,他获博士研究生国家奖学金。同年,他分别获中国航天科技集团公司(CASC)研究生一等奖、 “王大珩光学奖”高校学生奖、中国科学院量子信息与量子科技前沿协同创新中心杰出研究生奖和中国科技大学物理学院学术论坛一等奖以及清华大学、北京大学等6校联盟学术论坛一等奖。此外,他还获得了2016年度牛津仪器“明日之星”奖,并代表中国出席2016年德国诺贝尔奖获得者大会。因为在国际期刊Nanotechnology等刊物的审稿期间做出了卓越的贡献,他还获得了由英国物理学学会颁发的2017年度“杰出审稿人奖”,并多次被邀请在国际会议上做报告。

现在,邓光伟已把固态量子精密测量作为主要的科研方向,努力打造出一支高素质的科研团队。虽然创业的道路充满了艰辛,但是邓光伟扎根西部,笃定未来,聚焦量子,为我国科研事业的发展努力奋进,顽强拼搏。

科研之路漫漫,邓光伟深信,只有走好自己的科研路,奋发图强,积极开拓壮丽的科研前景,人生才有希望,才有美好的未来,科研事业也会更加辉煌。

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