【访谈录】史保森：我看见量子信息的世界里有诗句

01

史保森

光学与光学工程系教授，博士生导师。2007年入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”，2015年入选为国家杰出青年人才。

主要从事基于原子系综的量子信息实验、基于涡旋光场的光信息处理、基于非线性过程的量子信息的实验等研究。

1998年获中国科学技术大学物理系博士学位，导师郭光灿院士；同年留校任教，负责筹建非线性光学实验室，并在此基础上建立量子信息实验室。所领导小组在国内率先制备了脉冲纠缠光子对。2001-2004年在日本NEC基础研究所从事量子光学, 非线性光学和量子信息的理论和实验研究。

已在包括Nature Photonics、Nature Communications、PRL等著名学术刊物发表论文70余篇，SCI引用900余次，他引820余次。

02

Q1:目前量子信息研究主要集中在哪些方面？

A1：第一个方向就是量子通讯，潘校长做的广义量子通讯就是基于卫星或者京沪干线，这是两种不同的建立广义通讯网的模式，一个是通过自由空间，一个是通过光纤系统。另一个是量子计算机，它具有强大的并行计算能力。第三个是量子精密测量，对一些基本物理常数进行高精度的测量。

Q2：将光子编码到高维空间，是如何使单光子所携带的信息增加的？

A2：光子所携带的信息量取决于你的编码方式。量子通讯里经常把信息编码到二维的偏振空间上，这时一个光子所携带的信息量就是Log2(2)=1个比特。但如果把光子编码在高维自由度上，比如轨道角动量自由度，这时单光子携带的就是log2(D)个比特（D是维数）。在不改变传输速率的前提下，这就可以提高信道容量。

Q3：多自由度超纠缠可以应用于哪些方面？

A3：在基本物理问题的研究上，例如贝尔不等式检验、非定域性问题，多自由超纠缠相比于单一纠缠有一定的好处。在通讯上，之前提的二维偏振纠缠和轨道角动量高维纠缠就组成了一个超纠缠，它可以进一步提高信道的传输容量；另外它对于建立兼容性的量子网络也有很大帮助，因为我们对不同的物理体系或者量子信息任务，可以采取不同的编码方式，编码到不同的自由度上去。

03

其实我研究生不是在这儿做的，当时我想考到上海光机所，后来听郭光灿院士作压缩态的报告。郭老师讲课是非常有激情、有感染力的，我听完就被他吸引过来，准备考他的博士。当时郭院士叫我来这最重要的一个原因就是，国内做量子信息实验的人还很少，郭老师看到量子信息的发展，想让我来做这个实验。当然还有一个原因就是我女朋友在合肥工作。

关于研究生的科研训练，首先你一定要对这个方向有兴趣，你从以前的被动从书本中学习，到现在要主动去探索未知的东西，你有兴趣才有动力，才能克服困难去做。第二是一定嘴要勤快，你要不断地问老师、问师兄师姐，因为实验上很多技巧性的东西你在书上根本学不到，当然自己摸索也是很重要的，但也很花时间。第三个是手要勤快，像我们做实验的，要想方设法去寻找机会，尽一切可能动手去做。当然其中一个关键是看导师的引导，理论上也要自己拔高。

我早期做非经典光场，回国之后发现有人在做类似课题了，就开始转做基于原子系综的量子信息实验，但当时我对冷原子这个体系是一无所知！所以从05年起我就带着两个学生从头开始学，搭了两年的平台才抓到囚禁原子团。但你只是有了个物理平台，具体做什么东西又有很多技巧，我又开始摸索。那几年很艰苦，这方面基本没什么文章。一直到11年才逐步出了些成果。那时候对这个行当还不太熟，写文章还经常被拒，我对自己都有点灰心丧气。但坚持到12年就开始好转了。

所以说研究生一定要喜欢这个方向，你要是不喜欢，几年出一个工作自己也没信心了，肯定不会坚持下去。

关于一个课题的开始，首先对这个领域要有一个宏观把控，领域里的关键问题是什么。在我们组我会给你一个大方向，如果你没有兴趣可以跟我讨论。我也鼓励你们能提出自己的见解，提出一些有创造性的问题，如果这个问题有学术价值，那我们就去做。

04

Q1：老师是怎么平衡科研和业余生活的？

A1：我喜欢运动，虽然你看我体型不行，但现在我还是很喜欢出去走走路，爬爬山，看体育比赛节目。我的观点就是工作时认真工作，该到放松的时候就去放松。只要能认认真真地把导师安排的活，保证高质量地完成，我觉得就够了。

Q2：您对学生的其他生活能力有没有什么建议

A2：我不希望我的学生都是书呆子，所以我经常鼓励学生自己去组织一些活动。第二，我也希望学生除了业务做上去，生活各个方面也能是个强者。比如你要有必要的社交能力，很多学生可能为人处世上还是有一定欠缺。所以我们这来了相关专家，我一般都带着学生去跟他们见面打交道。:

Q3：最后，老师对进入科研阶段的学生有什么寄语

A3：“不经历风雨，怎么见彩虹，没有人能够随随便便成功。静下心来踏踏实实地干活，我始终相信你付出多少，就会收获多少。”

我们都知道成功背后必有无数辛酸，但真的聆听了史老师从搭建平台到出成果这般“守得云开见月明”的故事，或许才能些许领会到这条路的不可承受之轻；我们都知道名师出高徒，但“名”字背后为学生称道的育人处世，或许让我们更懂“师”字之重。我们祝愿史老师在科研道路上继续大放异彩，更希望大家于此共勉，攀上属于自己的科研高峰！