祖国的一通电话，让留美的物理天才段路明火速回国：我义不容辞

新中国筚路蓝缕走过的七十多年历史，就是一部从一穷二白到国强民富的神话。

这其中离不开人民群众脚踏实地、久久为功的努力，同样也饱含了科技工作者的血汗。

新中国成立的头五年时间里，在外留学、工作的科研人员五千多人中有一半选择放弃国外优厚的待遇、良好的条件和西方国家政府高校的一再挽留，回到满目疮痍的祖国。

时至今日，改革开放后90%以上的留学人员选择回到祖国，继承了先辈的拳拳爱国之心，为强国的建设做出了不可磨灭的贡献。

在这些留学归国人员当中，既有像钱学森这样耳熟能详的大科学家，也有更多的是一线的普通科研工作者。

段路明就是其中的一员，作为中科大历史上最年轻的教授，他堪称中国本土培养出来的顶级物理学家。

年轻的他曾经为了追求科学和真理奔赴美国，在美国获得了物理学顶级名校密歇根大学的终身教职，并成为顶级刊物英国《自然》杂志和美国《科学》杂志的特约审稿人。

段路明在年近不惑之年却又选择急流勇退，在姚期智院士的招揽之下回到祖国，就任于清华大学交叉信息研究院，为中国量子科学的发展做出自己的贡献。

一、年少成名的物理天才

段路明1972年8月出生在安徽省桐城市，一个人杰地灵的地方。

清代最大的散文流派桐城派，正是因其最主要的三位代表人物戴名世、方苞、刘大櫆全部出自桐城而得名。

到了现代，桐城更是出现了以原科技部副部长徐南平等为代表的一批院士，兼具南北特色的文化与山水共同哺育了这片钟灵毓秀的土地。

段路明能够取得巨大的成就，与桐城自古以来崇文重教的传统密不可分。

段路明从小就表现出了对物理学强烈的兴趣和与其年龄不相称的学习能力。

他喜欢观察周围的现象胜过完成死板的作业，喜欢提出刁钻古怪的问题胜过按部就班地背诵课本上的知识。

独特的学习方法虽然并没有让他在小学和初中阶段就体现出惊人的天赋，却也从没让他的成绩掉过队。

初中是奠定段路明一生钟情于物理学的决定性阶段。

初中物理的几大部分核心内容背后充满了各种各样的公式和原理。

在他的同学们正在为一个一个公式背诵、演算而感到枯燥和痛苦的时候，段路明已经习惯了用现实生活里的现象去解释物理公式。

把知识用活，自古以来就是天才的一大特征。

特别是在相对基础的初高中的物理化学阶段，实验是引领学生从感兴趣到入门再到精通的不二法门。

还在上初中的时候，由于当时还在改革开放初期，因而经济条件有限，学校里的实验器材并不能满足段路明的好奇心。

于是老师就鼓励他自行用自己善于观察和发现的眼睛去探索课本里载明了的知识。

段路明在这样的指引下，小小年纪就已经懂得将烧杯扣在燃烧的蜡烛上会让蜡烛的火焰变小并最终熄灭的原理是氧气逐渐耗竭。

还懂得冬日里双手的摩擦才是让身体逐渐暖和起来的根源。

段路明一路上的成绩让他得以进入桐城最好的桐城中学继续高中阶段的学业。

桐城中学在历史上培养出了朱光潜等十名院士，在全国范围内的县级高中里面属于绝对的佼佼者。

段路明在上了高中之后，充裕的物质条件和更加优秀的师资帮助他快速地实现了对物理学从兴趣到事业的蜕变。

从而他的天才锋芒也终于彻底展露出来。

他开始借助学校提供的平台参加安徽省和全国的物理竞赛，从不空手而归。

也正是因此，这位年仅17岁的少年成为了北大、清华等顶级高校积极招徕的对象。

最终，1990年段路明选择了离家更近，物理学更加专精的中国科学技术大学。

二、中科大传说中的学神

当时的中科大就以少年班享誉全国，一个善于培养天才少年的学校遇上了段路明可以说是恰逢其时。

不同于讲究论资排辈和占山为王的部分高校，中科大对于年轻人的态度一向是放手支持、能者居上。

1994年，段路明从中科大拿到了本科学士学位，并留在本校直接攻读博士学位，四年后博士毕业。

要知道大部分人硕士都要读上两三年，而涉及到大量实验的理科博士则更是批量化的延迟毕业。

段路明能够提前一年、以短短八年的时间就完成本科、硕士和博士的学业，在当时的条件下不啻为一个小小的奇迹。

在读期间，段路明充分得到了导师、中科院院士郭光灿教授的支持和鼓励。

更是在中科大相对优越的条件下完全发挥出了自己的实力。

他与郭光灿教授合作，提出概率量子克隆这一全新研究方向，研究最佳概率量子克隆过程，得到了国际同行的高度评价，并被广泛引用，通称为“段-郭”界限。

在论文发表方面，段路明在中科大期间以第一作者、通讯作者的身份参与实验和写作的论文仅在顶级刊物《物理评论快报》上就有两篇。

这对于绝大部分物理学研究生而言显然是一座不可逾越的高峰。

更令人啧啧称奇的是，段路明发文不仅多，而且质量并不受到数量的拖累。

他的博士论文还获得了当年全国百篇优秀博士论文的大奖。

博士百篇的含金量极高，是因为要在中国数万乃至十万篇集合了所有学科领域内的博士论文当中优中选优。

获得百篇可以说是对一位中国本土培养的博士最大的科研褒奖。

也正因为段路明在中科大留下了太多学神的传说，他毕业二十年后还是有老师和学生口耳相传他当年的事迹。

1998年博士毕业后，段路明被学校盛情邀请留校任教。

此时的他，已经站在了国内相关领域的最前沿。

数一数他获得的荣誉就能够了解到一部分情况了：

1998年获第四届中国饶毓泰基础光学全国唯一的一等奖，博士毕业时获“中科院院长特别奖”。

2000年获“霍英东青年教师研究奖一等奖”，还被《物理评论快报》和《自然》特邀为评审人。

然而，在当时的中国，量子物理领域还处在一个基础差、底子薄的阶段。

开拓者的工作永远都要更加艰难，更何况是站在高处不胜寒的科学顶峰，更好的条件就相当于登山者的装备一样，具有至关重要的意义。

因此，段路明有过一段时间徘徊犹豫，究竟是为了更好的科研条件前往国外，还是为了报效国家和母校留在中科大。

所以在博士毕业后的三四年的时间里，他反复在国内国外兜兜转转。

1999年，段路明前往奥地利因斯布鲁克大学理论物理研究所从事博士后研究。

在原子系综合纠缠、几何量子计算，连续变量纠缠等方向做出了开创性的理论工作。2000年又在中科院主持的“百人计划”项目的招揽下回到了中科大。

短短两年的时间内，段路明就获得了正高级教授职称。

此时的他年仅28岁，从高中桐城中学毕业不过十年时间而已。

三、只身向海、赴美镀金

2001年，段路明终于做了出国的决定，谁知这一去就是十七年。

他首先在美国加州理工学院继续做博士后研究，研究的方向与他在中科大的时候一样，依旧主攻量子光学和量子信息传输的基础理论。

与此同时，他也没有断掉和祖国的联系，还在兼任中科大的教授职位，并担任中科大量子信息实验室副主任一职。

2003年，以导师郭光灿院士为第一完成人，段路明为共同完成人申报的“量子信息技术基础研究”获得了国家自然科学技术二等奖。

在同年，段路明在美国谋到了教职：

物理学业内的顶级名校密歇根大学向他抛出了橄榄枝，邀请他去做助理教授。

尽管从中国的教授到美国的助理教授，从名义上有很大的落差，但实际上远非如此。

密歇根大学为段路明提供的条件相当阔绰，独立的办公室、实验室等基础设施，科研启动资金是国内能提供的数倍，还有更加简便高效的行政服务、更加完善的科研共同体做研究的支撑和依托。

段路明在密歇根大学很快就如鱼得水，实现了新的突破。

2004年3月，他凭借在量子通信领域内的成就获得了美国斯隆研究奖。

2004年该奖共有116名获奖者，其中有十六位华裔科学家，除段路明之外，另有三位科学家也同样毕业于中国科技大学。

但不同的是，段路明是其中唯一在中国取得博士学位的获奖者。

他也是中国本土培养的博士当中第一位获得斯隆研究奖的科学家。

2007年，段路明的成果已经足以成为物理学业内公认的大咖。

密歇根大学为了留住这位天赋异禀的年轻天才，直接为他提供了终身教职。

美国的终身教职通常是年过半百、著作等身的教授才有机会获得，甚至很多人皓首穷经一辈子也拿不到。

与终身教职这个“铁饭碗”的实际利益相比，更多人在乎的是这个称号背后所包含的荣誉。

一个背井离乡仅仅35岁的中国教授能够获此殊荣，不得不令同侪另眼相看。

2009年，段路明成为美国物理学会会士。

四、魂牵梦绕、重归祖国

段路明虽然在美国，但是却一直受到国内的影响。

出国十年后，中国与美国的科研环境和条件的差距逐渐缩小，重新考虑回到祖国就此进入到段路明的日程规划当中来。

特别是当段路明看到比自己早两三年在中科大毕业的学长潘建伟已经在量子领域取得突破性进展，获评中科院院士之后，他回国的想法就更加急切了。

然而出乎意料的是，还没有等到他主动提出归国，国内就已经抛来了橄榄枝。

2010年10月的一天，放弃美国国籍的图灵奖获得者姚期智院士亲自给段路明打电话，希望他能够在量子网络平台搭建方面为国内做出贡献。

段路明非常清楚这一领域的未来前景非常广阔，但一时之间仍然没有下定决心。

但他没有想到，两个星期后，姚期智竟然专程飞到密歇根大学与他会面，并直接做好了建设清华量子信息中心的计划。

姚期智和段路明之间的会面过于顺利，一方面是清华大学引才心切，给出了足够优厚的条件；

另一方面是段路明感受到了这种诚意，也义不容辞地承担了这份责任。

仅仅两个多月后的2011年1月，挂靠在清华交叉信息研究院旗下的清华量子信息中心正式成立。

段路明担任该中心的执行主任，同时兼任清华大学姚期智讲座教授，负责量子计算机的物理实现，搭建量子计算和量子网络实验平台。

自此，往返于太平洋两岸就成为了他生活中的日常。

注意到了段路明与中国国内大学的联系有所加强之后，美国方面同样有所担忧。密歇根大学无法坐视已经投入的大量资源可能就此打了水漂，更不能接受一个将来注定会有更多产出的青年学者返回中国加盟中科大或者清华。

于是在段路明兼职清华仅仅半年后，密歇根大学就授予了他费米讲席教授的荣誉称号。

讲席教授是美国大学中教职人员的最高荣誉，密歇根大学可谓是下了血本。

但这仍然无法改变在之后的几年时间里，段路明的工作重心日渐向国内倾斜。

2014年，段路明与其在清华的合作研究小组共同在《自然》杂志上发表文章称，他们在国际上首次在常温固体中实现了普适的几何量子计算。

2017年和2018年，段路明工作组两次刷新量子存储容量的国际纪录，并大幅度提高了量子纠缠的接口数量，将之前由加州理工学院保持的纪录提高了近6倍。

2018年，段路明终于辞去自己在密歇根大学的教职，回国全职担任清华大学教授。

清华大学交叉信息研究院上的师资人员信息上显示，“段教授在物理学著名学术期刊发表论文180余篇（其中《物理评论快报》50余篇，《自然》8篇，《科学》3篇，《自然》、《科学》子刊10余篇），共被引用26,000多次。”

2019年4月，段路明成为了清华大学第一位受聘担任“基础科学讲席教授”的科学家。

段路明落叶归根，为中国在量子研究领域的竞争力再添一把火焰。

此前国内量子科学方面一直由段路明的母校中科大执全国之牛耳，如今清华已经奋起直追，成功和科大形成了南北并立之势。

这当然是每一个心系中国物理学发展的人最希望看到的事。

有这种良性竞争存在，中国在量子计算领域的领先，也必将更加稳固。