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來源：互聯網

段路明，男，1972年出生于安徽省桐城市，畢業于中國科技大學，中國科學院院士，物理科學家，中國科學院量子信息重點實驗室副主任，清華大學基礎科學講席教授、姚期智講座教授、博士生導師。

段路明于1998年獲得臺灣中國科技大學博士學位，并留校任教，先后擔任副教授和教授。2003年，他赴美國密歇根大學擔任助理教授，2007年獲得終身教職，2012年成為費米講席教授。在2018年，他辭去在美國密歇根大學的恩里科·費米講席教授職位，全職回到清華大學交叉信息研究院工作。2023年11月，段路明當選中國科學院院士。2024年1月，段路明課題組利用同種離子的雙類型量子比特編碼，在國際上首次實現無串擾的量子網絡節點。

段路明從事量子計算機和量子網絡方向的研究。完成了量子信息領域一些開創性的工作，提出實現長距離量子通信網絡的量子中繼方案，被國際同行譽為“DLCZ”（Duan-Lukin-Cirac-Zoller）方案，為該領域的奠基性方案。他曾獲得中科院院長特別獎、全國優秀博士論文、饒毓泰基礎光學獎、霍英東青年研究獎、中科院百人計劃、中科院自然科學二等獎和國家自然科學二等獎。2004年獲美國斯隆研究獎，2005年獲海外華人物理學會杰出研究獎，2009年當選美國物理學會會士。

人物經歷

求學經歷

段路明中學就讀于安徽省桐城中學，中學期間，他曾參與化學與物理的全國奧賽和冬令營，并因此獲得了中國科技大學的免試保送機會。1994年開始碩博連讀，4年后獲得中國科技大學博士學位（提前一年完成了博士學業）。

工作經歷

1998年，博士畢業后，段路明留在中國科技大學任教，歷任副教授、教授。1999年，赴奧地利INNSBRUCK大學理論物理研究所從事博士后研究，2001年到加州理工學院從事博士后研究，并入選“中國科學院引進國外杰出人才”計劃。2003年，段路明擔任密歇根大學教職，次年便獲得了斯隆獎，成為同屆斯隆獎獲獎者中唯一一位在中國獲得博士學位的人。2007年，段路明被授予密歇根大學終身教職，到了2009年，段路明當選為美國物理學會會士。

2012年，擔任費米講席教授，段路明和Monroe教授的合作，在量子計算和網絡方向取得系列突破，他們的合作團隊成為在規模化離子量子計算方向的領導力量。2014年，段路明研究組在常溫固體系統中首次實驗驗證了普適幾何量子邏輯門及其抗噪性。2017年，段路明研究組刷新量子存儲容量的國際記錄，首次實現了具有225個存儲單元的原子量子存儲器，將量子存儲器存儲容量的記錄提高了一個數量級。2018年，實現了25個量子接口之間的量子糾纏，將由加州理工學院保持的原先紀錄提高了近6倍。同年他們結合量子多體理論和深度神經網絡，首次提出量子機器學習生成算法。

2018年辭去密歇根大學費米講席教授職位，全職回清華大學交叉信息研究院工作，任清華大學基礎科學講席教授、姚期智講座教授。2023年11月，段路明當選中國科學院院士。

科研成果

科研成就

段路明長期從事量子計算與量子信息技術的研究，取得了系統的原創性成果。完成了量子信息領域系列開創性工作，提出DLCZ（Duan-Lukin-Cirac-Zoller）量子中繼方案和網絡量子計算方案，為實現長距離量子通信和可擴展量子計算奠定了基礎；提出通過量子網絡互聯進行規模化量子計算的方案，為近期離子量子計算的規模化發展奠定了基礎，并受邀在物理學權威期刊《RMP》上撰寫此方向的綜述；其提出的量子糾纏判據（DGCZ判據）在量子信息領域大量應用，被寫入專著且章節目錄為“DGCZ判據”。在清華大學，實現了二維原子存儲陣列和擁有225個存儲單元的量子存儲器，刷新量子存儲容量的紀錄；首次實現了25個量子接口之間的量子糾纏和量子中繼模塊之間的高效糾纏鏈接；首次實驗實現了拉比-哈伯德模型在14億億維態空間中的量子模擬，超越了現有超算的直接模擬能力；首次利用同種離子編碼兩種類型的量子比特，以使得多比特量子計算體系中的串擾錯誤率低于容錯量子計算閾值。

段路明與郭光燦教授合作，他們率先在國際上提出了用于解決量子信息系統退相干問題的量子避錯編碼，后又提出一個新的研究方向——概率量子克隆，用來研究最佳量子克隆過程，后續一些論文稱其為“段-郭”界限，這些工作被國際同行廣泛引用并得到實驗驗證，成為我國早期有重要影響的量子信息工作代表。

科研項目

2014年，段路明研究組在常溫固體系統中首次實驗驗證了普適幾何量子邏輯門及其抗噪性；2017年，段路明研究組刷新量子存儲容量的國際記錄，首次實現了具有225個存儲單元的原子量子存儲器，將量子存儲器存儲容量的記錄提高了一個數量級；2018年，實現了25個量子接口之間的量子糾纏，將由加州理工學院保持的原先紀錄提高了近6倍；同年他們結合量子多體理論和深度神經網絡，首次提出量子機器學習生成算法，證明了在一些重要方向量子計算機能引起人工智能算法的指數加速；段路明還負責國家重大研究計劃中離子量子計算方向，實現了數百至上千個離子比特的穩定囚禁和超越經典超算模擬能力的基于離子比特的量子模擬。

2024年，段路明研究組利用同種離子的兩對超精細能級結構，使用雙類型量子比特實現量子網絡節點的方案，分別編碼出量子網絡中用于與光子產生糾纏的“通訊比特”和用于存儲信息的“存儲比特”。同時，利用激光還實現了兩種量子比特間微秒量級的相干轉換。通過此方法制備出的通訊比特，可在數百毫秒的時間內生成離子-光子糾纏；通過自旋回波方法可延長存儲比特的存儲壽命，實現相干時間達到秒量級的存儲量子比特。通過比較有無離子-光子糾纏生成操作時存儲比特的保真度變化，研究人員證實了兩種量子比特之間低于實驗精度的串擾誤差，從而實現了無串擾的量子網絡節點。

學術論文

參考資料：

社會任職

人才培養

段路明教授在清華大學信息技術大樓多功能廳講授“從愛因斯坦-玻爾爭論到量子信息前沿”的課題時，首先詳細闡釋了愛因斯坦-玻爾爭論、愛波羅悖論，之后論述了量子計算機的優越性在于能夠打破經典計算機硬件局限性、進行高速自增并行計算、并且解決經典計算機無法求解的問題。來自清華大學、北京大學、北京航空航天大學、北京理工大學等十余所高校的近百名學生參加了講座。