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無數(shù)紛飛的信號(hào)翻涌跳躍，沒有任何的物理載體，卻與遠(yuǎn)方的信源神秘互動(dòng)。跨越一道“任意門”，你便可以到達(dá)夢(mèng)想的地方。

“心中有許多愿望，能夠?qū)崿F(xiàn)該有多棒……”

“神奇的畫面，熟悉的旋律，如同動(dòng)畫片中哆啦A夢(mèng)的任意門。而隨著量子技術(shù)的發(fā)展，‘任意門’將不僅僅存在于人們的幻想中。也許經(jīng)過幾代人的努力，人們就可以跨越距離的藩籬，穿梭時(shí)空之間。” 在《科幻電影中的量子物理》講座上，北京理工大學(xué)物理學(xué)院量子技術(shù)研究中心教授、理論物理系副主任尹璋琦講述著未來量子技術(shù)的發(fā)展方向。

“硬科幻”的物理老師

尹璋琦在指導(dǎo)學(xué)生做核磁共振實(shí)驗(yàn)

“我從小就喜歡物理，小時(shí)候被‘薛定諤的貓’深深吸引，高考作文題目也是《假如記憶可以移植》。”1999年的秋天，17歲的尹璋琦懷揣著“科幻夢(mèng)”，進(jìn)入西安交通大學(xué)物理系，開始了物理學(xué)專業(yè)的學(xué)習(xí)。經(jīng)過十年本碩博階段的培養(yǎng)，理論物理學(xué)的深厚底蘊(yùn)已深深烙印在尹璋琦心里，深耕量子技術(shù)領(lǐng)域成為了他的事業(yè)和理想。2012年，尹璋琦從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士后出站，進(jìn)入清華大學(xué)交叉信息研究院；2019年，入職北理工物理學(xué)院量子技術(shù)研究中心。

“隨著科技的發(fā)展，傳統(tǒng)的光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡已難以滿足如單分子熒光檢測(cè)、納米磁結(jié)構(gòu)、加速度超靈敏測(cè)定等領(lǐng)域的觀測(cè)需求。要提高測(cè)量精度，就要突破經(jīng)典測(cè)量極限，利用宏觀物質(zhì)波干涉技術(shù)等實(shí)現(xiàn)更高精密度的測(cè)量。” 量子精密測(cè)量，正是尹璋琦長(zhǎng)期從事的研究領(lǐng)域。

“科學(xué)有前沿，也有基礎(chǔ)。前沿需要有人去鉆研，而基礎(chǔ)也要有人去傳承。”量子科學(xué)是理論物理學(xué)研究前沿，是難啃的“硬骨頭”，要想取得一點(diǎn)小進(jìn)步都要付出百倍的艱辛與努力。對(duì)于需要水磨工夫的科研攻關(guān)，尹璋琦有著充分的認(rèn)識(shí)和理解。在他看來，把一些小的研究題目做透，也是對(duì)學(xué)術(shù)扎扎實(shí)實(shí)的貢獻(xiàn)。

聚沙成塔，終成千里長(zhǎng)堤。從事量子計(jì)算、量子精密測(cè)量至今，尹璋琦已經(jīng)在量子科學(xué)領(lǐng)域發(fā)表了70余篇論文，包含《Nat. Phys.》、《Phys. Rev. A》、《Science Bulletin》等行業(yè)頂級(jí)刊物上的多篇論文。其中，經(jīng)谷歌學(xué)術(shù)檢索，單篇最高引用超300次。該論文也被中國科學(xué)技術(shù)信息研究所評(píng)為“2007年中國百篇最具影響力國際學(xué)術(shù)論文 ”。此外，尹璋琦還承擔(dān)了自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目等多項(xiàng)省部級(jí)重點(diǎn)項(xiàng)目。2021年，尹璋琦獲評(píng)國家級(jí)人才稱號(hào)。

“電影課堂”講透“量子”

尹璋琦在物理開放日為學(xué)生講解電影中的物理知識(shí)

“在量子技術(shù)大發(fā)展的時(shí)代，將量子信息領(lǐng)域成熟的實(shí)驗(yàn)技術(shù)引入課堂，對(duì)提升教學(xué)效果大有裨益。”2019年來到北京理工大學(xué)后，尹璋琦開始迎接新的“挑戰(zhàn)”。將科研積累轉(zhuǎn)化為教學(xué)輸出，強(qiáng)化教學(xué)能力，提升課堂效果，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力養(yǎng)成，成為了尹璋琦新的努力方向。

通過電影講“量子”，是尹璋琦調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性的“秘訣”之一。從上世紀(jì)末的《超時(shí)空接觸》，到近些年廣受喜愛的《星際穿越》《蟻人》《復(fù)仇者聯(lián)盟》系列， “量子”以更加直觀的形式展現(xiàn)在觀眾面前，量子技術(shù)也不再是停留在腦海中的概念。在尹璋琦《普通物理》課堂上，量子糾纏、量子通信、量子傳輸……一個(gè)個(gè)科學(xué)前沿術(shù)語，變成一幅幅生動(dòng)具體的“科幻”畫面，牢牢抓住講臺(tái)下一雙雙明亮求知的眼睛。“量子技術(shù)其實(shí)非常有趣。我只是把冰山一角介紹給大家。”尹璋琦微笑著說。

2020年初，由尹璋琦深度參與的《量子精密測(cè)量技術(shù)》面向全校學(xué)生開放，這也是學(xué)校第一門量子科技類實(shí)踐課程。緊抓科學(xué)熱點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)課，成為了學(xué)生選課的熱門。雖然在疫情期間，學(xué)生們無法返校實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)，但對(duì)于科學(xué)的熱情和執(zhí)著追求，絲毫沒有減少，選課人數(shù)很快達(dá)到了課程的上限。

兩年來，已有來自物理、宇航、機(jī)車、信電、光電、計(jì)算機(jī)等多個(gè)學(xué)院近120位學(xué)生選修此課程，在單光子計(jì)數(shù)成像、金剛石色心、核磁共振等三個(gè)平臺(tái)上完成了近十個(gè)量子精密測(cè)量相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。“量子理論部分內(nèi)容有些難，但是親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，我感覺自己對(duì)量子物理的感受理解更直觀了，原來量子技術(shù)沒有那么‘高不可攀’。”本學(xué)期參與《量子精密測(cè)量技術(shù)》實(shí)踐課程的求是書院2019級(jí)本科生楊承天佑在核磁共振實(shí)驗(yàn)后，對(duì)學(xué)好物理課程充滿了信心。

你提問，我為你解答

尹璋琦多次為中小學(xué)生進(jìn)行科普講座

本科生應(yīng)該做科研嗎？轉(zhuǎn)專業(yè)有必要嗎？“時(shí)間晶體”真的存在嗎？……在知乎的搜索欄里輸入類似問題，你一定可以找到尹璋琦的“高贊回答”。今年40歲的尹璋琦，是知乎最早的一批用戶之一，也是“科研”與“物理學(xué)”兩個(gè)話題下的優(yōu)秀答主。把科學(xué)知識(shí)分享給更多人，是他最大的愛好。

“我喜歡物理，也熱愛科研，把科研發(fā)揚(yáng)光大，讓更多的人喜歡上科學(xué)、喜歡上物理，是我的理想。”在教學(xué)、科研之余，尹璋琦還擁有另外一個(gè)身份——全國科普基地的首席教授。他將專業(yè)與生活融合，活躍在“豆瓣”“果殼”“知乎”等知識(shí)分享平臺(tái)。迄今為止，他在“知乎”上發(fā)表了126篇文章，寫過97份回答，3個(gè)回答、18篇文章獲編輯推薦、知乎圓桌和知乎日?qǐng)?bào)收錄，也是擁有5萬粉絲的網(wǎng)絡(luò)“科普達(dá)人”。

“仰之彌高、鉆之彌堅(jiān)”，從事理論物理學(xué)研究近20年，在深入探索量子技術(shù)的道路上，尹璋琦越走越遠(yuǎn)，步履堅(jiān)定。