跻身国际第一梯队，瞧这群浙大量子天团的90后

发布者：麦田晴空 2023-5-7 06:17

潮新闻见习记者涂佳煜记者曾福泉

浙江大学西溪校区西面，一幢有着70多年历史的老教学楼，路过这里，总会听见一种周期性的金属摩擦声，从红砖墙里传出来。这声音清脆、急促，听起来十分特别。

走进楼内，穿过狭长的过道、拔地而起的钢架、错综复杂的管线、密集叠放的电路板……就找到了声音的来源——几台日夜工作的稀释制冷机，这是维持超导量子芯片运行所需的制冷设备，也有人把它的轰鸣称作“量子计算机的声音”。

浙大西溪校区实验室内的一台稀释制冷机，它是放置超导量子芯片的“大冰箱”。涂佳煜　摄。

2010年，浙大建立起超导量子计算实验室。十多年来，这里传出的“量子计算机的声音”愈发响亮。浙大超导量子计算团队屡次刷新量子计算关键指标的世界纪录，取得一系列独具优势的成果，支撑中国在这一国际竞争异常激烈的前沿领域中跻身第一梯队。

翻阅这支团队发表在国际顶级期刊的论文，宋超、郭秋江、王震、李贺康等几位青年科学家的名字经常挨着出现。这群“90后”青年构成浙大超导量子计算团队的骨干力量，在抢占科技创新制高点的征程上，他们的青春身姿分外醒目。

浙大超导量子计算团队中的青年科学家，从左到右，宋超、王震、郭秋江、李贺康。受访者提供。

一、追逐

一块超导量子芯片，大小和指甲盖相当。显微镜下，芯片上的量子比特看起来只是几颗普普通通的斑点，却拥有同时处于0和1两种状态的“超能力”。

“做个简单比较，一块芯片只要300个这样的斑点，就能表示比宇宙中所有原子数量还多的状态。”宋超说。

2017年、2019年，在量子计算专家王浩华教授带领下，浙大超导量子计算团队与国内兄弟团队合作，两度刷新固态量子器件中生成纠缠态量子比特数目的世界纪录，吸引了全球同行的目光。这表明浙大团队无论在量子比特的操控精度上、还是在芯片平台的噪声隔离度等指标上，都达到了非常高的水准。

登顶高原，只是起点。科技发展就像跑步，大家都在跑，不努力就要落后，这群年轻人做的就是不断与国际竞争者赛跑。

2020年春节假期，夜深了，浙大微纳加工中心静悄悄的。其他的实验间都空空荡荡，只有李贺康和王震两人仍留在光刻间里，埋头制备超导量子芯片样品。

量子芯片的工艺流程多达上百步。显影工艺中，完美的化学反应时间只有几十秒，错过了窗口期，多1秒、少1秒，样品都可能出现缺陷。李贺康掐着表，注意力高度集中。倒计时快结束时，王震感觉心脏快要从严严实实的洁净服里跳出来。

就在2019年底，谷歌宣布实现“量子优越性”，震动科学界。“采用倒扣焊立体封装工艺制备芯片，我们筹备已久。谷歌的成功，催动我们加快技术研发的脚步。”王震说。

这群与量子共舞的年轻人还想跑得更快些！

那是异常焦灼的一段时期。王震每天在光刻间工作十几个小时，随后，李贺康会过来接替上他，继续这场无休无止的战斗。李贺康是一个“完全钻在芯片里”的人，在微纳加工中心走上一圈，他能滔滔不绝地讲出每台设备的参数、操作方法和优缺点。

芯片样品完成后，宋超和郭秋江共同负责在测控设备上测试它的性能。

他们再一次成功了。2021年底，“莫干1号”“天目1号”两款超导量子芯片面世，其中面向通用量子计算的“天目1号”就是两层芯片倒扣在一起立体封装而成的。“现在全球掌握多比特量子芯片立体工艺的实验室大约只有十家，我们的芯片与国际同行相比毫不逊色。”李贺康话语中难掩骄傲。

2021年12月浙大发布的“天目1号”超导量子芯片。浙江大学提供。

“人工智能、新药研发、金融等很多领域目前存在的发展瓶颈，都是算力受限造成的。”郭秋江说，“量子计算或将代表着下一代的最强算力，我相信它会产生很多颠覆当前认知的事物。”

最近，他们又发表了一篇论文，公开一款全新的超导量子芯片，它的平均相干时间达到了100微秒，是国际上同类型量子芯片的3倍以上。

创新的赛跑一刻不停。用“天目”和“莫干”命名超导量子芯片，正寄托着这群年轻人竞逐量子科技最前沿的理想——天目山象征仰望未来世界的星辰大海，前行不辍；莫邪、干将的传说，激励他们继续勇闯“无人区”。

二、选择

在哪里，才能做出世界一流的成果？

这是浙大超导量子计算团队青年科学家们面临一次次选择时，唯一考虑的问题。

如果去企业的研发部门，以他们的能力，可以获得很高的薪水。如果选择到国外深造后再回国，他们的待遇或许比现在更加优厚。“在充满多元选择和名利诱惑的时代环境里，这几位年轻人不约而同地选择留在浙大，坐基础研究的‘冷板凳’，为实现高水平科技自立自强做贡献。”浙大物理学院党委书记颜鹂感慨地说，他们是当代青年心怀“国之大者”、担当时代重任的生动写照。

出国深造，原本在宋超的计划之中。然而，在探索量子世界的过程中，他找到了新的方向。

2014年，宋超还是本科生时就加入了王浩华的课题组。当时，学界出现了一种全新构型的量子比特，实验室里没人有测控这种量子比特的经验，王浩华放手让宋超去做这项前沿工作。

略显瘦削的宋超戴着一副方框眼镜，看上去书卷气十足。他待在老教学楼一个狭小的房间里，在读文献、写代码、做实验的循环中度过了三个月，每天工作到深夜。测不到任何量子比特的信号，他和自己较上了劲。每天晚上11点，王浩华会打来电话，与他讨论一天的进展。

最终，当量子比特振荡的波形缓缓出现在屏幕上的时候，宋超激动地跳了起来，然后呆呆地在原地坐了很久——曲线还在有规律地跳动，那是来自另一个世界的心电图。

宋超突然意识到，物理学书本里写的事情，现在真的在眼前发生了，他从此多了一个感知微观世界的触角。那种奇妙的感觉，让他刻骨铭心。

宋超自此承担了更多实验工作。他逐渐确信了两件事：第一，他想继续用全部精力去探索量子世界的奥秘；第二，留在浙大，他拥有充分的可能性去实现这份理想，攀登量子计算最高峰。

这或许不是一条最轻松的路，但这群年轻人毫不犹豫地选择了追随初心，矢志创新。

王震在攻读博士时就观察到，身边同学的发展路径都遵循着一个“标配”：先读博士，期间可能会走一年联合培养，再留在国外读两年博后，最后回国谋一份教职。本来，他也想就这样在原来的研究方向上走下去。

但最终他还是追随了内心深处的理想——用自己的研究真正带来颠覆，改变人类社会。“量子计算机真的可以解决许多我们从未设想过的问题，我觉得这简直是太棒了。”在浙大，他正在一点点创造这样的未来。他很享受这种状态。

郭秋江有一套自己的哲学，如果身处一个按部就班、循规蹈矩的环境中，他会感到极度不安。“如果在学术上不去创新，不紧跟领域最前沿，可能过几年，竞争力就慢慢丧失了，这不是我想要的。”平常聊天颇为腼腆的郭秋江，说出这番话时不假思索。

李贺康是被王浩华招募来浙大的。2017年，他还在中科院物理所攻读博士，拿到了王浩华团队寄来的20比特量子芯片的图纸。“当时工艺还没有完全走通，我把自己做出来的样品寄给王老师看，他非常热情地指导我，每天我们几乎都会通三四个电话。”

去欧洲一家实验室工作的念头曾出现在李贺康的脑海里，但并没有停留太久。他不需要被说服。2019年，浙大建成了自己的微纳加工平台，一直怀着工程师梦想的李贺康拥有了一片自由探索的天地：“我感受到了那种所有人为同一个目标努力的冲动、全身心投入科研的乐趣。”

接下来的几年，浙大超导量子计算团队以同行难以想象的速度开发出了新工艺，建立起从超导量子芯片设计、制备、封装到测控的全线研发能力。

三、奋斗

郭秋江一直记得刚进课题组时的一件小事。当时制冷机的一个泵出了故障，导师王浩华二话不说，抓起工具，趴到地板上，动手修理起来。这和郭秋江之前想象里“干干净净”的科研完全不同。

后来，郭秋江在实验中遇到过无数次设备故障，王浩华俯下身去的场景总是第一时间浮现在他脑海里。有一次，他为了尽可能降低损失，整整一夜独自守在处于故障边缘的冷却设备旁边，做好随时应急的准备。

郭秋江是这些年轻人中年纪最小的，在他放满仪器设备的实验室里，却能看到一幅品味颇为“老成”的书法：一副泛黄的竹简，上面竖写“奋斗”两个大字，下注小字：“人的一生全靠奋斗，唯有奋斗才能成功”。王震总是忍不住调侃他，竹简都快发霉了，还挂在墙上。

郭秋江在实验室工位旁悬挂的竹简。涂佳煜　摄。

这幅字陪伴了郭秋江整个高中时期，又被他从新疆带到杭州。说起奋斗，郭秋江真诚地说，这不是空洞的口号，就是从最基础的工作开始，建造起科学的大厦。

面对一个30多平米、空无一物的房间，这群年轻人从零开始，亲手搭建整套超导量子芯片的测控系统。

几个月里，他们每天都要重复差不多的工作。用一堆最常见的金工工具：扳手、螺丝刀、老虎钳，搭起比自己还高的铝合金支架，组装制冷机内部每个细小的低温电子器件。超导量子芯片，放在制冷机白色圆筒的最底端，从那里一根一根地接出上百条光缆，一头连接着芯片上的量子比特，另一头密密麻麻地接上用于发出微波脉冲、操控量子比特的板卡。

“大多数时候，我们的工作没有外人想得那么高大上，都是在搭设备、接线、写测试代码，做一些看起来特别基础的事情，这是科研最底层的逻辑。”郭秋江说。

最近，芯片图形化的关键设备直写光刻机坏了，国外厂家告诉李贺康，返厂维修要等三四个月。等不起，李贺康就自己来修，办公室里堆着大大小小的快递纸盒，都是从网上买来的“平替”零件。

面对接二连三的前沿突破，许多人惊叹之余，都有这样的疑惑，为什么是这群年轻人做到了？

“超导量子计算全世界许多科学家都抢着做，目标大家都清楚。”浙大物理学院常务副院长王孝群说，“但我们这批年轻人有一股迎难而上、钻研问题的韧性，别人屏蔽不了的噪声、改进不了的参数，他们都能攻克。”

熟悉这群年轻人工作状态的专家们都说，他们是同行里工作时间最长、强度最大的课题组，几乎没见他们有过休息日。

“科研就是我的生活，生活是科研的一部分。”谈起“工作狂”这件事，宋超的语气很轻松，夜深人静时的灵光乍现，时常让他兴奋不已。

挑战刷新量子比特纠缠态数目上限时，实验曾一度偏离预期，发生了“天方夜谭”般的现象：两个量子比特居然会和第三个发生同步的相互作用。实验几个月没有进展，但这群年轻人没有把这看成“耽误”，而是视为发现新知的契机。最终他们发现，这个意外“差错”竟然和量子光学研究苦苦追寻的一种现象恰好是相逆的过程。沿着这条路，他们取得了更多新奇的发现。

五月的风吹动求是园的草木，散发出蓬勃热烈的气息。这群年轻人又开始了实验室里新一天的工作。