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男神教授和他的量子物理世界

走进位于金寨路96号的东校区西门,穿过绿荫掩映的小径,右手边就是久负盛名的中国科大物理学院。在这里,我们见到了林毅恒老师。

这位年轻的特聘教授在社交媒体上拥有许多让人惊叹的标签,比如“量子物理学者”,“诺奖得主弟子”,“两篇Nature,八篇Physical Review Letters作者”。

在量子信息处理方面发表多篇论文,主要包括Nature(2篇),Physical Review Letters(8篇)。

打开近代物理系的官网,林毅恒老师的主页上赫然写着他就职于中国科学院微观磁共振重点实验室。

主要研究基于离子阱的量子计算和量子信息实验,围绕离子阱量子信息处理实验研究,涵盖量子门,新型量子纠缠,协同冷却,耗散量子体系等前沿课题。

博士后期间在美国JILA研究所从事光镊束缚中性原子阵列实验。而他最新一次公开讲座的题目则叫作“离子阱量子计算和模拟”。

的确,物理学家深邃的工作与普罗大众之间似乎天然竖起一道不可逾越的鸿沟,神秘的量子在人群中的最终归宿似乎只能沦落为“量子波动速读法(Quantum Speed Reading, QSR)”这种骗局的滥觞。

比如我们手机上的一些半导体材料已经用到了量子物理,还有做讲演的激光笔,激光本身也是跟量子力学有关,「从这个角度讲量子已经在我们生活中了。」

这并非空中楼阁,一些特定的问题用经典算法或者超算去处理是非常困难的,但是用量子计算机会很有优势。

他认为就像传统计算机一样,量子物理是需要一步步发展的,可能五到十年能看到初步的应用。

传统计算机的发展也印证了,科学研究的过程是螺旋式的,在某一阶段会遇到一些瓶颈,突破瓶颈后则会发展得很快,甚至引发技术革命。

林老师笑言,量子物理对社会的影响,在比较幸运的情况下具体研究出来的东西可以成为一种科技创新,但是它的推动力是无数前人的基础研究。

而这正是有趣的地方,「它可能成为我们生活中随时可以用到或者未来将用到的东西,只是我们没有关注。」

聊起那些令人惊叹的丰厚的学术成果,这位年轻的学者非常坦诚地道出了自己的灵感来源。

之后再把这些知识有机结合,找到它们内部的联系、规律,发现哪些地方有欠缺,意识到瓶颈在哪里。

然后就是找问题,从已有的体系里面去发现哪些问题在之前的研究里面被忽略了,或者说有什么之前人们没有想到过的问题,把这些问题总结出来进行研究。

有的问题,走在路上,可能忽然就想出了解法,因此一动都不敢动,赶紧把灵感记录下来。

有的问题,可能会拖一年,甚至好几年,或者说慢慢会淡忘掉,有的则几年后还耿耿于怀。

林老师说,创新应该就是去面对一个你不会的问题,但根据自己所掌握的一些方法去试着去尝试解决。

「孤独感」也是林老师不讳提及的一个词,探索人类知识的边界,某种程度上就像是来到了无人区,在黑夜中摸索。

科研是在探索未知的世界,为未解的问题提供有效的解决方案,从而提炼出新的知识,这本身就是一件很艰难的事情,注定一路艰辛和痛苦。

「如果我们没有办法调整好自己的内心,力争让自己保持积极的心态,那么我们很难在科研这条道路上取得成功。」

谈到当下青年人普遍的迷茫状态,林老师坦言自己也有相似的经历,并不是一开始就确定了要去做科研,也是在不断地摸索中确定了方向。

大三的时候去实验室,当把实验室做的几个方向的论文都看了一些,用穷举法进行选择,主要接触了核磁共振方向的一些研究。

留学时他的导师,2012年诺贝尔物理奖得主David Wineland教授当时对他说过这样一句话:“如果你要当老师的话,以后工作会非常辛苦。”

「我们做科研这行有时离具体的产品是很远,现在研究出来的成果可能几十年上百年后才能有具体应用。」

但科研中取得的微小成就,或是实验得以证明却都是扎扎实实的进步,能让人感到十分欣喜的。

谈起留学归国的际遇,林老师对国内的科研事业发展充满信心,在他的认知中,一些领域国内外只有非常小的差别了。

特别是前沿领域,可能一百步我们已经走了80步,国外可能也就80步多几步,所以这其实也恰恰在体现出我们国家的综合国力在不断的提升。

但是我们国内某些方面研究的时间还不够长、积累还不够多,譬如大部分基础实验的装置都不是我们自己制造的,所以我们还需要源头性的创新,这也是我们继续要去努力的方向。

另外,我们现在国际的交流越来越多,像合肥大师论坛,包括像我们很多学生出国留学,也有很多国外的优秀团队来我们这里访问,有理由相信差距会越来越小。

回到中国科大以后,林老师说最困难的地方是刚回国建实验室的时候,因为做实验需要器材、设备、空间和人员。

在克服了一些困难后,特别是得到中组部,学校,院系以及多位老师的帮助后,难度也是逐渐变小。目前看大部分困难也在能够承受范围之内。

回忆心路历程,林老师说回国之前是踌躇满志,但后来慢慢开始调整目标,变得更加接地气了。

「其实在科大从头开始建实验室学到的东西不比我博士那几年学到的东西少。」林老师感慨道。

在当下也许是最热门的金融和计算机领域,泡沫和热钱纷至追赶,有些人迎头而上,有些人愿意沉在泡沫下面,都是时代与个人的选择。

但有的时候看见有很多非常有才华的人放弃科研去了其他领域,如果他坚持下来其实会在这个领域会很出色,会有非常好的成果,其实也是一件蛮遗憾的事情。

他理解,作为学生,他有他自己的考虑,而他作为老师一般都会让学生认识到做科研是怎样的,不是轻轻松松就能够做出来成果的。

研究生的招生时更侧重于看他们是否有相关的科研经历,尽量给他们机会去培养他们,最终还是需要他们自己去领悟。

关于方法论,林老师分享了自己的一套科研方法,做好科研包括知识储备+交流+身体素质。

研究生在读研时需要了解实验室做的方向,尽快地掌握跟研究方向相关的知识技能,在这个基础上进行进一步的研究。

学会与人沟通也很重要,在做实验时,别人已经解决的问题可以去请教,科大也有很多热心于帮别人解决问题的老师。

科研是很累人的,在博士阶段需要冲刺的时候强度非常大,所以在低年级时就要多去锻炼,养成良好的身体素质。

另外也可以去培养一些良好的兴趣爱好,研究生阶段可以参加一些社团,锻炼在待人接物方面的能力。

他说在国外求学时,因为学校地理位置太荒僻,爱好就是爬爬山、做做菜。当被问及是否有做菜天赋的时候,林老师认真否认。

他还兴致颇高地谈起自己在研究生时期加入的CSSA(中国学生学者协会),并担任主席的经历,一个量子物理学者谈起在宣传部用photoshop软件做海报依然兴致斐然,让在座一众理科生面露崇敬。

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