扎根西部求發(fā)展 聚焦量子勤探索

徐紅 王永梅

科研需要具有前瞻性的眼光，需要頑強(qiáng)堅(jiān)定的毅力，更需要積極向上、勇敢前進(jìn)的執(zhí)著精神。正是在這種具有感染力的美好精神的感召下，許多科研人士努力鉆研，奮力拼搏，用自己的生命和激情譜寫著美好的科研人生。

電子科技大學(xué)鄧光偉研究員，就是這樣一位不斷努力的科研斗士。他扎根西部，致力于量子器件、量子光學(xué)、量子精密測(cè)量物理學(xué)等方面的研究，積極創(chuàng)新，經(jīng)過(guò)堅(jiān)持不懈的努力，取得了可喜的科研成果，為我國(guó)的科研事業(yè)貢獻(xiàn)著自己的力量。

不畏困難 堅(jiān)持研究

2007-2016年，鄧光偉本碩博均就讀于中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)，師從郭國(guó)平教授和郭光燦院士。2016-2017年，他被評(píng)為中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)副研究員。2018年，鄧光偉作為“校百人計(jì)劃”入選者加入電子科技大學(xué)，任研究員。從此，他開始對(duì)量子器件、量子光學(xué)等進(jìn)行深入細(xì)致的研究。

2011-2015年，鄧光偉對(duì)二維材料石墨烯的量子調(diào)控性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，他與同事一起，優(yōu)化了石墨烯量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案、制造流程以及操控方法，對(duì)石墨烯和超導(dǎo)諧振腔的新型復(fù)合結(jié)構(gòu)進(jìn)行了認(rèn)真的探索，并通過(guò)微波光學(xué)的探測(cè)手段對(duì)量子點(diǎn)上的電子狀態(tài)進(jìn)行了靈敏測(cè)量，還深入研究了石墨中電子的量子相干性質(zhì)，這些成果為研究未來(lái)的固態(tài)量子器件打下良好的基礎(chǔ)，相關(guān)成果以鄧光偉為第一作者發(fā)表在物理學(xué)頂級(jí)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》。

2012年，作為核心成員的鄧光偉參與了中國(guó)科學(xué)戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（B類）等研究項(xiàng)目。他參與了“半導(dǎo)體量子點(diǎn)的量子操控及信息處理”課題研究，主要是對(duì)無(wú)凈核自旋的四、六族元素（主要是碳、硅以及鍺等）在量子點(diǎn)器件方面的應(yīng)用開展研究，觀察在不受核自旋影響的條件下，是否能提升量子點(diǎn)的相干性質(zhì)。雖然面臨的困難很多，但是鄧光偉毫不氣餒，頑強(qiáng)地堅(jiān)持著科學(xué)研究。

要構(gòu)建一臺(tái)實(shí)用化的量子計(jì)算機(jī)，不僅需要實(shí)現(xiàn)可糾錯(cuò)、可測(cè)量、可操作的量子比特單元，還需要量子比特單元能夠保持相干性地?cái)U(kuò)展。雖然現(xiàn)在科學(xué)界已經(jīng)在半導(dǎo)體量子點(diǎn)、超導(dǎo)量子線路等體系完成了基本的量子比特構(gòu)建、演示比特邏輯門等操作，但是要真正地實(shí)現(xiàn)實(shí)用化的量子計(jì)算機(jī)，還需要解決很多難題，而比特的相干性擴(kuò)展問(wèn)題是現(xiàn)在半導(dǎo)體量子計(jì)算領(lǐng)域里最大的難題之一。

鄧光偉針對(duì)這一難題展開了孜孜不倦的探索和研究，并與同事一起創(chuàng)新性地利用超導(dǎo)微波腔實(shí)現(xiàn)了門控量子點(diǎn)領(lǐng)域第一個(gè)兩比特長(zhǎng)程耦合的實(shí)驗(yàn)，相關(guān)成果以鄧光偉為第一作者發(fā)表在國(guó)際知名期刊《納米快報(bào)》。勤奮不懈的他始終堅(jiān)持著自己的科研理想和信念。

努力創(chuàng)新 成果碩然

在攻讀博士學(xué)位期間，鄧光偉在中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究學(xué)習(xí)，在郭國(guó)平教授、郭光燦院士的指導(dǎo)下，他把半導(dǎo)體量子點(diǎn)耦合超導(dǎo)微波腔、納米機(jī)電系統(tǒng)（NEMS）的固態(tài)雜化量子器件作為研究對(duì)象，努力解決半導(dǎo)體量子比特相干擴(kuò)展的問(wèn)題，在國(guó)際上，他是最早從事該新興領(lǐng)域的研究人員之一。

善于創(chuàng)新的鄧光偉在科研中付出的辛苦和努力，終于換來(lái)了豐碩的果實(shí)。鄧光偉與同事們一起構(gòu)建了芯片上基于二維材料的可控電子體系，使困擾了科研界多年的二維材料量子點(diǎn)不可調(diào)的難題得到了完美的解決。他優(yōu)化了芯片上的可控聲子體系，使國(guó)際上沒辦法實(shí)現(xiàn)的聲子模式長(zhǎng)程可調(diào)耦合的難題得到了解決。他采用超導(dǎo)微波腔作為量子總線，使它與石墨烯量子點(diǎn)量子比特的色散耦合得以實(shí)現(xiàn)，還使高達(dá)30兆赫茲的耦合強(qiáng)度得以實(shí)現(xiàn)，這有利于未來(lái)大規(guī)模集成的量子芯片架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)。此外，鄧光偉還創(chuàng)新性地通過(guò)超導(dǎo)微波腔使兩個(gè)量子點(diǎn)比特的長(zhǎng)程耦合得以實(shí)現(xiàn)，截至現(xiàn)在，仍然是半導(dǎo)體量子點(diǎn)領(lǐng)域里唯一的報(bào)道門控量子點(diǎn)通過(guò)超導(dǎo)微波腔實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)程耦合的實(shí)驗(yàn)工作。該實(shí)驗(yàn)對(duì)遠(yuǎn)距離量子點(diǎn)比特之間的量子糾纏的實(shí)現(xiàn)以及最終實(shí)現(xiàn)集成化的量子芯片具有重要的作用。

這些成果以鄧光偉為共同第一、共同通訊作者發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》《自然通訊》《科學(xué)進(jìn)展》《納米快報(bào)》等國(guó)際知名期刊上。

榮獲獎(jiǎng)項(xiàng) 篤定未來(lái)

長(zhǎng)期致力于科研事業(yè)的鄧光偉，作為學(xué)術(shù)骨干參與了科技部973項(xiàng)目、科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中國(guó)科學(xué)戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)（B類）等多項(xiàng)國(guó)家重大研究項(xiàng)目。201 5年，他作為核心成員與實(shí)際主要執(zhí)行人參與總裝項(xiàng)目。2016年8月，他作為核心成員參與了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目“半導(dǎo)體量子芯片”。2017年1月-12月，他主持中央高校基本科研業(yè)務(wù)項(xiàng)目。201 8年1月-2020年12月，他主持國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目。近年來(lái)，他發(fā)表SCI論文十余篇。

在雜化量子器件方面取得的突出成績(jī)，使鄧光偉獲得了多項(xiàng)科研獎(jiǎng)勵(lì)。2015年，他獲博士研究生國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金。同年，他分別獲中國(guó)航天科技集團(tuán)公司（CASC）研究生一等獎(jiǎng)、 “王大珩光學(xué)獎(jiǎng)”高校學(xué)生獎(jiǎng)、中國(guó)科學(xué)院量子信息與量子科技前沿協(xié)同創(chuàng)新中心杰出研究生獎(jiǎng)和中國(guó)科技大學(xué)物理學(xué)院學(xué)術(shù)論壇一等獎(jiǎng)以及清華大學(xué)、北京大學(xué)等6校聯(lián)盟學(xué)術(shù)論壇一等獎(jiǎng)。此外，他還獲得了2016年度牛津儀器“明日之星”獎(jiǎng)，并代表中國(guó)出席2016年德國(guó)諾貝爾獎(jiǎng)獲得者大會(huì)。因?yàn)樵趪?guó)際期刊Nanotechnology等刊物的審稿期間做出了卓越的貢獻(xiàn)，他還獲得了由英國(guó)物理學(xué)學(xué)會(huì)頒發(fā)的2017年度“杰出審稿人獎(jiǎng)”，并多次被邀請(qǐng)?jiān)趪?guó)際會(huì)議上做報(bào)告。

現(xiàn)在，鄧光偉已把固態(tài)量子精密測(cè)量作為主要的科研方向，努力打造出一支高素質(zhì)的科研團(tuán)隊(duì)。雖然創(chuàng)業(yè)的道路充滿了艱辛，但是鄧光偉扎根西部，篤定未來(lái)，聚焦量子，為我國(guó)科研事業(yè)的發(fā)展努力奮進(jìn)，頑強(qiáng)拼搏。

科研之路漫漫，鄧光偉深信，只有走好自己的科研路，奮發(fā)圖強(qiáng)，積極開拓壯麗的科研前景，人生才有希望，才有美好的未來(lái)，科研事業(yè)也會(huì)更加輝煌。