Simone2022 达摩院青橙奖名单公布，获奖学者涉及理论数学、量子计算等领域，他们在国内外是什么样的水平？
的有关信息介绍如下：
讲一下自己了解的量子物理方向。今年的青橙奖颁给了中科大微尺度物质科学国家研究中心的陈明城副研究员。他的科研方向主要就是量子计算机的搭建，以及用量子计算去处理一些基础的量子物理问题。
首先是量子计算机的搭建方面。作为潘建伟课题组的一员，陈明城同时参与了九章和祖冲之量子计算机的项目。
祖冲之量子计算机是基于约瑟夫森结的超导量子计算机，也是目前学术/工业界相关研究最火的领域之一。包括谷歌，IBM在内的很多研究所机构都在从事这方面的研究。其中比较有影响力的是，谷歌团队在其研发的53量子比特的量子计算机悬铃木（Sycamore），在量子随机算法这一问题上，用200秒完成了超级计算机Summit要10000年才能完成的计算量。这也是人类第一次证明，量子计算机在特定问题的求解上可以远远超过经典计算。
作为固态系统，单个超导比特的制备以及测量技术已经十分成熟。但搭建规模化超导量子计算机的难点在于，如何优化芯片的制备以保证每个比特都有很高的相干时间，以及单量子门保真度。以及规模化后怎么能将多个比特进行耦合，实现高保真度双比特门。在这方面研究上，美国起步很早，有数十年的经验和众多的研究人员。而谷歌等公司招募了大量学术界的精英，才最终实现了悬铃木量子计算机。而中国的研究相对起步较晚，在2010年后，才有一些在国外相关实验室有过博士博后经验的研究员，回国开启了这个方向的研究。
而难能可贵的一点在于，陈明城是完全本土培养、没有留学经历的研究员。作为研究团队的一员，他所在中科大团队在很短的时间内就掌握了超导量子计算机搭建以及高保真度比特操控测量的问题。在2021年的PRL论文中，团队实现了“祖冲之”量子计算机，并同样实验了量子随机算法。在量子采样测量中，“祖冲之”耗时1.2小时的工作，需要经典超级计算机至少八年的计算量。在这方面工作上，中科大仅仅落后谷歌团队两年。不过，谷歌等公司拥有上百人的科研团队，而中科大相关研究人员只是他们的零头。能在短时间实现这么复杂的量子电路制备即测量技术，可以说是难能可贵的。同时陈明城的例子也不难看出，国内已经具备培养相关顶尖科研人才的能力。目前的祖冲之号还是只针对特定问题而特别设计的量子芯片，在实现算法的自由度上还有一定的限制。并且在比特属性上，还有提高的空间。不过能制备如此多比特量子计算机的团队，在世界上也是屈指可数了。
再说说陈明城参与的另一项工作，大名鼎鼎的“九章”。九章即光量子计算，就是将量子比特信息编码在单个光子上，通过对光子进行量子操控及测量来实现量子计算。相比固态量子计算系统，光子更难以操纵。不能通过简单的电场磁场控制去实现量子计算的门操作，而需要根据特定问题搭建定制光路，生成和控制量子比特。可以说光量子计算机的搭建，走的是和超导平台完全不一样的技术路线。而在这个小方向上，中科大团队可以说是在世界上都是一流的。
回到科研项目上，陈明城的获奖上，陈明城一个人同时参与了两个完全不同的子领域的研究，并且都作出了很有价值的贡献。在相关论文的结尾部分，可以看到陈明城的作者贡献。在超导平台上，陈明城参与了实验设计和数据分析。在光量子平台上，陈明城是理论部分的负责人，起到了很关键的推动作用。
作为一个物理学者，能同时深耕两个架构完全不同的量子计算领域，并对项目都作出了实质性的贡献，这一点就很让人佩服了。在其导师陆朝阳的评价下，陈明城的真实水平和潜力远远超越了罗列的这些初期的论文所能反映的，因为他不喜欢写论文更不喜欢包装。
更厉害的是，陈明城另外一个重要的工作方向，是利用量子计算平台来验证和回答一些基础的量子力学问题。（开始理论玄学了....
今年年初，陈明城以一作在PRL上发布文章，讨论了量子力学中实数和虚数的问题。了解过量子力学的，肯定对薛定谔方程有印象。这个方程本身就是一个波动方程，描述物质波函数的演化。经典的可以类比力学系统的弹性波。但是量子力学之所以琢磨不透的原因，就是波函数中存在虚数”i”。这也是区别量子系统和经典系统的一个重要不同。还记得本科学量子力学的时候，自己也问过老师问题，为什么波动方程中会有一个虚数i。但是量子力学中所有的可测量量，不管是能量、位置、速度，都是实数的存在。那个时候并没有得到一个满意的回答。
而这篇文章，则是设计了一个量子游戏，并在量子计算机上进行了模拟。游戏的假设之一就是，如果把量子力学中的虚数全部去掉，能不能得到一个同样可行的理论。而结果也非常明显：所有实数版本的标准量子力学都无法解释实验观察到的结果。这个工作解决了一个基础问题，表明复数是量子力学的必需品，数学家想象中的虚数并不“虚”，具有物理客观性。
这里引用一段导师陆朝阳对他的评价：他更是最古典的真正的学者：醉心学术，低调超脱，童心慧智，乐于助人。我在学术报告结尾部分经常致谢的“翩翩少年侠客行，朗朗乾坤满天星”、“超尘拔俗、卓尔不凡”学生群体中，最典型代表之一就是陈明城。
做学术的路从来都不是一帆风顺的，能把科研人生活成“翩翩少年侠客行”，可能这才是真正的学者要追求和努力的方向。
