丁冬生，男，1987年2月生于安徽，中國科學技術大學教授，博士生導師。2017年獲得國家基金委優青，同年獲得科技部重點研發計劃的青年項目資助。在光學和量子信息領域取得了顯著成就，尤其在基于冷原子系綜的量子存儲和量子通信、基于里德堡原子的量子計算與量子模擬、基于圖像的非線性頻率轉換和調控等方面的研究。
人物經歷
2006年9月至2010年7月，丁冬生在安徽師范大學攻讀物理學本科并獲得學士。2010年9月至2015年7月，他在中國科學技術大學光學專業攻讀碩博連讀并獲得博士學位。2014年9月至2015年7月，擔任中國科學技術大學助理研究員。2015年8月至2018年3月，晉升為副研究員。2018年4月，被聘為中國科學技術大學教授。
研究方向
1、基于冷原子系綜的量子存儲和量子通信
遠距離量子通信的實現和量子網絡的構成必須借助于量子中繼器，而量子存儲單元是構成量子中繼器的核心，實現光子攜帶信息在存儲單元中的存儲與釋放是實現中繼功能的關鍵。因而能否實現實用化的量子存儲器是構建基于中繼器的遠距離量子通信系統和量子網絡的關鍵,而且是量子信息領域中一個急待解決的問題。
2、基于里德堡原子的量子計算與量子模擬
量子計算機是一類遵循量子力學規律，進行數學運算、處理信息的物理裝置。在實驗室構建一個模型，用以解決一個別人都知道但是難以解決的問題，可以實現量子模擬。可以用來做量子計算的物理系統主要有：超導、半導體、離子阱、里德堡原子、中性原子、線性光學等等。目前，擴展到較多物理比特已經成為當下量子計算的難點，系統自身的問題給科學研究增加了很大的阻礙，比如多比特擴展、單比特尋址和操控帶來更多的困難，因此將會額外增加量子計算的成本與難度。
3、基于里德堡原子的量子傳感
射頻傳感技術在數據通信、遙感探測等方面有著重要的應用前景，因此受到國際學術界、產業界和各國政府極大的重視和關注，美、歐等都將量子傳感技術作為一個重要的研究領域。此外，包括國內外的多家大型商業公司已開始在量子信息領域投入巨資，用于量子領域等技術的研究和相關技術產業化的推進。原子無線傳感利用里德堡原子大電偶極矩對外場的響應實現對射頻場的精密測量，它具有超越傳統無線傳感的優勢。
4、基于圖像的非線性頻率轉換和調控
用于探測紅外波段的紅外敏感探測器價格昂貴，探測效率低。而紅外探測又在生物探測，夜視，化學成像等領域都具有很大的應用。圍繞解決紅外圖像探測器精度差、效率低的缺點，以及量子通信系統中存儲波長的光子很難實現遠距離傳輸等問題，利用原子的四波混頻效應可以實現單模光場和具有特殊空間結構的圖像的頻率變換，即可實現紅外波段的圖像轉換到可見波段。
主要成就
丁冬生的研究成果豐碩，2015年獲得中科院院長特別獎，2016年獲得中科院優秀博士學位論文獎，2018年獲得國際大會Light Conference“光學未來之星”獎，2019年獲得中國光學學會光學科技獎一等獎。他以第一作者或通信作者在國際頂尖期刊如《Nat. Photon》《Nat. Commun》《Physical Review X》《Physical Review Letters》《Light Science and Applications》《Nat. Phys》《Science Advance》等發表多篇文章。他的英文專著被選入《Springer Theses》叢書。多項創新性成果被麻省理工學院的TechnologyReview、Physics.org、APS physics等知名網站多次報道。此外，丁冬生課題組在基于里德堡原子的量子傳感領域也取得了突破，相關成果發表于《自然-通訊》。
研究成果
丁冬生課題組利用人工智能的方法，實現了基于里德堡原子多頻率微波的精密探測，相關成果日前發表于國際學術期刊《自然·通訊》。
丁冬生課題組利用里德堡原子體系，聚焦量子模擬和量子精密測量科學研究，取得了重要進展。在此次研究中，團隊基于室溫原子體系，利用里德堡原子作為微波天線及調制解調器，通過電磁誘導透明效應成功檢測了相位調制的多頻率微波場，進而將接收到的調制信號通過深度學習神經網絡進行分析，實現了多頻微波信號的高保真解調，并進一步檢驗了實驗方案針對微波噪聲的高魯棒性。
研究結果表明，基于深度學習的里德堡微波接收器可允許一次直接解碼20路頻分復用信號，不需要多個帶通濾波器和其他復雜電路。該工作將原子傳感與深度學習有機結合，提出并實現在不求解主方程的情況下有效探測多頻率微波電場的方案，且在硬件上沒有太高要求即可實現較高精度，為精密測量領域與神經網絡交叉結合提供了重要參考，在通信、雷達探測等領域具有重要應用前景。
參考資料 >
丁冬生.中國知網.2024-12-10