在家宅了一个寒假?看看浙大博士生如何“躺赢”!

 

他两破世界纪录,三年两获浙江大学,竺可桢奖学金……...



这个假期,大家宅在家做了些什么?
在浙大有位博士生
他说做研究就像打电脑游戏
躺在被窝还能开展量子研究
两破世界纪录
三年两获浙江大学竺可桢奖学金
他就是物理学系凝聚态专业博士生宋超
一起看看他的“躺赢”故事
1


能高精度操控量子

犹如打通了穿山隧道

三年前,正在读硕士的宋超,便曾凭借多项科研成果第一次获得竺可桢奖学金

2017年,宋超和团队制备出具有10个超导量子,比特的量子芯片,打破了原有的在固态量子器件,中生成纠缠态的9量子比特数目的世界纪录。2019年,宋超和团队将超导量子比特,数芯片上的量子比特数推至20。
量子比特数以及量子比特,数推至20到底是啥意思呢?量子是现代物理中的一个重要概念,一个物理量如果存在最小的不可分割,的基本单位,则这个物理量是量子化的,最小的单位称为量子。简单来说,量子是一系列微观粒子的,统称。

量子系统的各种相关特性是,带有信息的,比如一个或几个处于纠缠状态的量子,会携带若干信息,我们可以对这些信息,进行计算、编码后信息传输,而量子比特就是存储量子,信息的基本单元,对应经典计算机中的比特。
在20量子比特芯片上制备薛定谔猫态的概念展示图


宋超介绍,国外的研究机构曾有过20、50甚至70超导量子,比特的芯片的报道,但是这一次他们制备出20超导量子比特芯片的意义在于实现了对量子信息的高精度操控,“因为量子信息非常脆弱,操控它们对于控制噪音和控制精度有着,非常高的要求”。

通过量子模拟,研究者能发现更多原子,分子的运行规律,进行新药物(新药物)和,新材料的研发;还能建立模型,对问题进行优化。

宋超说,问题优化就好像在,群山中寻找最低的山谷。从起点出发,传统计算机若要找到最低,的山谷,需要不断翻山越岭;而量子模拟则相当于,提供了穿山的隧道,有助于更容易地找到最低,的山谷。这在最优物流线路设计,等实际问题中有所应用。而量子计算则能够,帮助人们分析大数分解,在提高信息安全性方面,大有作为。
2
因研究量子放弃保研和出国

躺被窝里还在做实验

2011年,宋超进入浙江大学,就读于竺可桢学院和物理学系联合管理的求是物理班。他对量子的兴趣开,始于大二。

大四时,他放弃保研准备出国,但当时他正,做毕业设计实验,希望利用几何量子相位开发一种新型多,量子比特逻辑门。这让他停下了升学的脚步。

最终他们实现了当时世界上精度最高的四量子比特逻辑门,成果发表在Nature子刊上
“我的导师对我说,‘你留下来,我们在这里可以做出,世界一流的成果’。确实,现在我们做到了。”宋超的话语里有感激,也有自豪。

因此,在做了一年科研助理后,2016年,宋超通过考研,再次进入浙大。

在普通人眼中,量子的世界离,日常十分地遥远。宋超笑着说,每个物理学系的本科生在,初入学时,都会经历“三观的重建”,他也不例外。

宋超说,在微观世界里,原子和分子都按照,量子力学的特有规律运动,而我们所熟知,的经典物理定律,比如牛顿力学,是无法应用到微观,的量子世界的。

“但有意思的是,当微小的原子,和分子不断累积,成为我们平时能看见的,宏观物体,它们所带有的,量子特性就消失了,转而按照经典物理学的,定律运动,这很挑战人们的三观,仿佛微观世界与宏观世界脱钩,了。”宋超说,“这就是量子力学,有意思的地方,它与经典物理学之间的,矛盾,让二者格格不入。”

最近几年,实验室逐渐实现了自动化,通过电脑就可以操控,实验设备,测量实验数据。“我放假在家,躺在被窝里,还可以看着电脑,就可以操作实验仪器了。”宋超笑着说。

宋超打了个比方,“我们用电脑操控实验设备,就像一些人爱玩电脑游戏,唯一的区别在于,游戏里的场景和画面会出,现在屏幕上,而对于我们来说,看到电脑上的实验数据,就能直接脑补量子运动、纠缠的神奇画面。”
“研究中确实会出现,很麻烦的情况,但当你静下心来去探究,可能就会有意外的收获。”宋超认为,普通人能够了解到量子的,存在就已足够。“而对于研究者来说,我们希望有,进一步的研究成果,推进量子模拟和量子计算,更好地为一些基础科研,领域服务。”
3
如何成为更好的自己

宋超这么说

1、希望大家能有一定,的紧迫感,或者说是对自己的时间有,一定的掌控度。对时间的规划,是非常重要的,管理时间的效率提高了才能更好地,完成自己的任务。

2、多去了解一下自己这个领域最前沿的状态,是什么样子的,然后规划自己的未来。提前对以后要走的,路做好一定程度的准备,当真正踏上路时,才不会茫然无措。

3、不要用身体上的勤劳,去掩盖你思想上的怠惰。大家会下意识地去先做,一些简单的,没有挑战性的事情,以及重复性的劳动,真正需要重视的是先去做最,重要的事情,跳出自己的舒适区。

内容来源:《钱江晚报》《二破世界纪录,这位浙大博士真的不仅是“躺赢”》(记者王湛  通讯员 梅子仪 邱伊娜 柯溢能)丨浙大头条号《牛!浙大小伙儿两获学校最高,级别奖学金,论文登上Science》(浙大微讯社 邱鑫禹 周龙珠)

内容整合:柯溢能

图片来源:受访者提供丨部分来自网络

动图制作:梅子仪

本文编辑:浙江大学微讯社 李瑶

责任编辑:金云云

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