无数飞舞的讯号翻涌跳跃,没有任何的化学载体,却与远方的信源神秘互动。跨越一道“任意门”,你便可以抵达梦想的地方。
“心中有许多心愿,就能实现该有多棒……”
“神奇的画面,熟悉的曲调,就像动画片中哆啦A梦的任意门。而随着量子技术的发展,‘任意门’将除了仅存在于人们的幻想中。显然经过几代人的努力,人们就可以跨越距离的桎梏量子物理最好讲的内容,穿梭时空之间。”在《科幻影片中的量子化学》讲座上,上海理工学院化学大学量子技术研究中心院长、理论化学系副书记尹璋琦述说着未来量子技术的发展方向。
“硬悬疑”的数学老师
尹璋琦在指导中学生做核磁共振实验
“我从小就喜欢数学,小时候被‘薛定谔的猫’深深吸引,中考习作题目也是《假如记忆可以移植》。”1999年的夏天,17岁的尹璋琦怀揣着“科幻梦”,步入重庆交通学院数学系,开始了数学学专业的学习。经过六年本硕博阶段的培养,理论化学学的深厚积淀已深深烙印在尹璋琦心中,精耕量子技术领域成为了他的事业和理想。2012年,尹璋琦从中国科学技术学院博士后出站,步入复旦学院交叉信息研究院;2019年,入职北理工数学大学量子技术研究中心。
“随着科技的发展,传统的光学显微镜和电子显微镜已无法满足如单分子萤光检查、纳米磁结构、加速度超灵敏测定等领域的观测需求。要提升检测精度,就要突破精典检测极限,借助宏观物质波干涉技术等实现更高精密度的检测。”量子精密检测,正是尹璋琦常年从事的研究领域。
“科学有前沿,也有基础。前沿须要有人去钻研,而基础也要有人去弘扬。”量子科学是理论化学学研究前沿,是难啃的“硬骨头”量子物理最好讲的内容,要想取得一点小进步都要付出百倍的辛酸与努力。对于须要水磨功夫的科研攻关,尹璋琦有着充分的认识和理解。在他看来,把一些小的研究题目做透,也是对学术扎扎实实的贡献。
聚沙成塔,终成千里长堤。从事量子估算、量子精密检测至今,尹璋琦早已在量子科学领域发表了70余篇论文,包含《Nat.Phys.》、《Phys.Rev.A》、《》等行业顶尖期刊上的多篇论文。其中,经微软学术检索,单篇最高引用超300次。该论文也被中国科学技术信息研究所评为“2007年中国百篇最具影响力国际学术论文”。据悉,尹璋琦还承当了自然科学基金面上项目等多项省厅级重点项目。2021年,尹璋琦获评国家级人才称号。
“电影课堂”讲透“量子”
尹璋琦在数学开放日为中学生讲解影片中的数学知识
“在量子技术大发展的时代,将量子信息领域成熟的实验技术引入课堂,对提高教学疗效大有益处。”2019年来到上海理工学院后,尹璋琦开始迎接新的“挑战”。将科研积累转化为教学输出,加强教学能力,提高课堂疗效,促使中学生创新能力养成,成为了尹璋琦新的努力方向。
通过影片讲“量子”,是尹璋琦调动中学生积极性的“秘诀”之一。从上世纪末的《超时空接触》,到近年广受喜爱的《星际穿越》《蚁人》《复仇者联盟》系列,“量子”以愈发直观的方式诠释在听众面前,量子技术也不再是逗留在脑海中的概念。在尹璋琦《普通化学》课堂上,量子纠缠、量子通讯、量子传输……一个个科学前沿术语,弄成一幅幅生动具体的“科幻”画面,牢牢捉住讲台下一双双明亮求知的双眼。“量子技术虽然十分有趣。我只是把冰山一角介绍给你们。”尹璋琦笑容着说。
2020年初,由尹璋琦深度参与的《量子精密检测技术》面向全校中学生开放,这也是中学第一门量子科技类实践课程。抓住科学热点的实验课,成为了中学生选课的热门。即使在疫情期间,中学生们难以回校实际操作实验,但对于科学的热情和执著追求,丝毫没有降低,选课人数很快达到了课程的上限。
五年来,已有来自数学、宇航、机车、信电、光电、计算机等多个大学近120位中学生必修此课程,在单光子计数成像、金刚石色心、核磁共振等三个平台上完成了近十个量子精密检测相关的实验。“量子理论部份内容有些难,而且亲自动手实验,我觉得自己对量子化学的体会理解更直观了,原先量子技术没有这么‘高不可攀’。”本学期参与《量子精密检测技术》实践课程的求是书院2019级大专生杨承天佑在核磁共振实验后,对学好化学课程饱含了信心。
你提问,我为你解答
尹璋琦多次为中小中学生进行科普讲堂
大专生应当做科研吗?转专业有必要吗?“时间晶体”真的存在吗?……在知乎的搜索栏里输入类似问题,你一定可以找到尹璋琦的“高赞回答”。去年40岁的尹璋琦,是知乎最早的一批用户之一,也是“科研”与“物理学”两个话题下的优秀答主。把科学知识分享给更多人,是他最大的爱好。
“我喜欢数学,也热爱科研,把科研制扬中信,让更多的人喜欢上科学、喜欢上数学,是我的理想。”在教学、科研之余,尹璋琦还拥有另外一个身分——全国科普基地的首席院长。他将专业与生活融合,活跃在“豆瓣”“果壳”“知乎”等知识分享平台。迄今为止,他在“知乎”上发表了126篇文章,写过97份回答,3个回答、18篇文章获编辑推荐、知乎圆桌和知乎晚报收录,也是拥有5万粉丝的网路“科普达人”。
“仰之弥高、钻之弥坚”,从事理论化学学研究近20年,在深入探求量子技术的公路上,尹璋琦越走越远,举步坚定。