新华网北京11月27日电(林雨南 郭晓婷)近日,初冬,北京计算科学研究中心在澄澈晴天和阵阵寒风中显得静谧而独特。银灰色的流线型建筑外,疏朗的树枝映着薄霜草坪,几只灰喜鹊掠过的翅尖带起细碎冰晶。这种科技与自然交织的场景,恰与受访对象--北京计算科学研究中心教授、博士生导师薛鹏形成美妙呼应。走进薛教授的办公室,桌上的一束鲜花在阳光的映照下温暖清雅,恰如被誉为“量子逐光者”的薛鹏,透亮明朗。

图为北京计算科学研究中心教授、博士生导师薛鹏展示高尔登板模型。新华网 林雨南 摄
初心如炬:结缘量子,幸得名师引路
作为量子科研领域为数不多的女教授、博士生导师,她有着怎样不为人知的故事呢?薛教授提到自己的经历,侃侃而谈,难掩兴奋。“学好数理化,走遍天下都不怕”,这句当时的流行语成为薛鹏科研之路的启蒙,“小时候总觉得聪明的孩子就该把物理学透。”凭借这份对物理的热爱与憧憬,她考入中国科学技术大学物理学院,而郭光灿院士充满激情的科研报告与科普分享,让她彻底迷上了量子光学与量子信息领域。
“能跟随郭光灿院士攻读研究生,是我人生最幸运的事”,薛鹏难掩感激。在名师指导下,她系统钻研量子光学与量子信息,不仅找到了契合自身兴趣的研究方向,更清晰洞察到这一领域对国家未来发展的战略价值。“这个方向既有探索未知的魅力,又能为国家科技进步添砖加瓦,这份意义让我始终充满动力。”这份初心,成为她深耕量子领域二十余年的精神内核。
光子为媒:破解难题,筑牢应用根基
薛教授长期从事量子光学和量子信息的前沿研究,取得了多项具有国际影响或突破性的重要研究成果。言谈间,她如数家珍地分享了其实验室的核心研究方向与行业价值。她带领的团队长期深耕量子计算与量子模拟领域,以光子为核心研究载体,巧妙利用光子的偏振、轨道角动量、路径等自由度编码量子信息,通过构建量子纠缠态、量子随机行走等物理过程,实现量子计算、量子通信和量子测量的关键步骤,如模拟凝聚态物理中的非厄米晶格结构、高能物理中的复杂现象等传统研究难以破解的课题。
薛教授解释,虽然通用量子计算机仍处于研究初期,但量子随机行走作为其重要分支,已展现出巨大潜力。与经典计算机二进制编码不同,量子比特的叠加态特性使其在信息存储与计算能力上实现指数级提升,具备超强并行处理能力。“这一特性能优化搜索引擎的算法结构,提升大数据检索效率;还能助力药企快速筛选分子结构、优化化学键排列,大幅缩短新药研发周期;同时也可以模拟资产价格的演变,生成更符合真实市场不对称性和极端事件特征的手机分布,辅助金融市场建模。”她表示,当前的每一项研究,都在为未来信息技术突破积蓄力量。

图为北京计算科学研究中心教授、博士生导师薛鹏。新华网 郭晓婷 摄
赛道争先:实现并跑,推进跨界融合
回顾量子信息领域的发展,薛教授感慨万千。“上世纪90年代我们刚起步时,与发达国家还有差距”,她介绍,随着国家将量子信息纳入“十四五”、“十五五”战略规划,持续加大投入,我国已实现从跟跑到并跑的跨越。“量子通信卫星、超导和光量子计算机原理模型的研制等成果已跻身国际领先行列”。
如今,量子领域竞争日趋激烈,谷歌、IBM等国际巨头不断推陈出新,但薛教授表示:“我们已处于同等级别、齐头并进的状态。”
谈及热门的学科交叉,她认为量子信息技术与人工智能的结合前景光明。“AI能为量子研究提供方向研判、数据分析、代码撰写等支持,而量子领域的海量数据与强大算力也能反哺AI发展,两者相辅相成。”她期待这种跨界融合能催生更多创新成果。
寄语后学:兴趣为引,坚持持续热爱
薛教授聊起有志青年期望从事量子专业的话题时,满面笑容,温和的眼神中流露出对莘莘学子的无限期盼。她说,兴趣是最好的老师,因为它能够让你持续热爱,我非常鼓励有兴趣的同学未来从事量子方面的深造,或者投身到产业化的进程中去。其次,坚持也是非常重要的,在物理学的研究工作中会遇到很多困难,很多挫折,这个时候就需要坚持,坚持一段时间可能就会柳暗花明,只有坚持不懈才可能做出一番成就。
从一句话的启蒙,到拜师名家深耕前沿;从以光子为桥探索量子奥秘,到推动学科交叉开拓新局,薛教授的科研之路,既是个人初心的坚守,也是我国量子科技发展的缩影。在这条充满挑战与希望的赛道上,这位量子逐光者正以热爱为帆、以坚持为桨,带领团队在量子科技的海洋中不断远航,为国家科技自立自强书写精彩答卷。



