北京
“刘培强少校，您好。我是载人轨道空间站控制系统550W离线版本，量子体积八千一百九十二，人类迄今为止算力最强大的硬件……”
去年春节档，《流浪地球2》爆火，制造了许多名梗。尤其是北京航天中心马兆主任这一角色，在网友们坚持不懈地努力下，直接迭代成了电子宠物……
当然，最吸引观众注意的，还得是一台名叫“MOSS”的量子计算机。电影外，它也把“量子”这个词，带进大众视野。
但是，如果现在告诉你，“MOSS”的研究进展获重大突破，我们距离“延续人类文明”又近了一步，你什么感觉？
2023年10月24日，凭借拓扑绝缘体研究和在拓扑绝缘体中发现量子反常霍尔效应，中国科学院院士薛其坤获得2024年度巴克利奖。这是70年来，这项国际凝聚态物理最高奖首次花落中国籍科学家。
2024年6月24日，薛其坤获国家最高科学技术奖。
而这一切，都要从山东的一个小村庄说起。
01
“三战”逆袭
“人人那个都说哎 沂蒙山好，沂蒙那个山上哎 好风光。青山那个绿水哎 多好看，风吹那个草低哎 见牛羊。”
沂蒙，中华文明的重要发祥地之一。“鲁南古城秀，琅琊名士多”，人们对这片大地总是不乏溢美之词。
1963年，薛其坤就出生在山东沂蒙山区。但当时的沂蒙，非常贫困。小时候，薛其坤既要上学又要干农活，饭食却只是地瓜、煎饼，有时候还吃霉变的地瓜做的煎饼，就点咸菜。
艰苦的环境，反而造就了他坚强的性格，他懂得了要劳动与求知并重，“走出大山”也成为他心底最朴素的理想。
1977年，高考制度恢复，薛其坤被选拔到了县里的蒙阴一中学习。不久后，他考上了当时山东最好的大学——山东大学。
大学毕业后，薛其坤的梦想不止于此，他追求成为一名真正的科学家。可面对考研，薛其坤没有一帆风顺。
“第一次考研的时候高等数学考了39分，第二次考研的时候普通物理考了39分，所以这个39分对我来讲真是一个魔咒。”
薛其坤没有放弃，他选择三战。终于在1987年第三次考研的时候，被中国科学院物理研究所录取，攻读凝聚态物理专业。
让薛其坤始料未及的是，自己科研路上的考验才刚刚开始。
02
“7-11”生活
研究生毕业时，因为找不到理想的工作，薛其坤跟着导师继续读博士，从事表面物理的研究。
直到1992年6月，薛其坤迎来转机，他被选派为中日联合培养的博士生，到日本东北大学第一金属材料研究所，完成他博士论文的最后一部分科研任务。
可一到实验室，薛其坤就“傻眼”了。这所大学，在当地乃至日本都非常有名，有一个绰号“seven eleven”，意味着工作时间是“7-11”，早晨7点到晚上11点。不仅如此，导师樱井利夫还要求他们：一周工作6天，不管刮风下雨，都要准时到达实验室。
“每天就是三件事，吃饭、睡觉、搞科研。有的时候困得坐在马桶上都能睡着。”
回忆起那段时光，薛其坤仍然记忆犹新。除了体力和毅力上的考验，语言不通则是精神上的折磨。
刚开始因为英语不好，薛其坤几乎听不懂导师的指令。“7-11实验室”里的仪器要比国内的精密得多，由于刚接触，又听不懂导师的话，他常常做错事。
“有时候老师要使用仪器，让我给他递扳手，我递成钳子；让我给他递十字花螺丝刀，我只听得懂螺丝刀，就拿平头的给他。老师会气得把工具一摔走掉。”
身心俱疲的薛其坤非常崩溃。不少去这里学习的学生和研究者受不了煎熬“逃”了回去。在这种情况下，他不断告诉自己，“起码不能给中国留学生丢人，一定要坚持”。不久之后，他的研究终于取得了突破。
到了1996年，薛其坤被邀请在物理学规模最大的美国物理学会年会上做报告。糟糕的口语，成为一大难关。为了克服，薛其坤前后模拟练习了80多遍，甚至每一个环节，该做什么手势，都练习到位。
正是这种坚持不懈的精神，薛其坤的演讲最终征服了现场听众，那时他觉得“像夏天很渴时喝了冰水一样，很舒服”。
03
“薛老师，
量子反常霍尔效应出来了”
1999年，薛其坤入选中科院“百人计划”，在国际上已经闯出名气的他，却果断选择回到中国。
2005年5月，42岁的薛其坤进入清华大学物理系工作。2009年，他率领科研团队进入量子反常霍尔效应科研领域。
薛其坤在清华大学物理系办公 来源：观察者网
量子反常霍尔效应，是凝聚态物理中的一个重要量子效应。长期以来，使其“现身”并实现实验观测难度极大，也因此，成为全世界科学家都希望实现的一个科学目标。
未来30年，量子计算机和量子网络是颠覆性的信息技术之一，如果能在量子技术领域获得突破，会让整个信息时代迎来跨越式发展！
清华大学、中科院物理所等多个研究组；20多位研究生；不同专长的团队成员……他们在薛其坤的领导下，为着共同的目标奋斗。大家每天都通过电话和邮件交流结果，隔两三周就会充分讨论实验的各种细节。
1500多个日夜，团队成员进行了上千次的材料生长与测量对比实验。直到2012年10月12日晚10时35分，刚从实验室回家把车停好的薛其坤，收到了学生的一条短信：
“薛老师，量子反常霍尔效应出来了，等待详细测量。”。量子反常霍尔效应的迹象终于显现了！
接下来两个月，薛其坤带领团队经过详细的样品优化和测量，终于获得了量子反常霍尔效应存在的无可辩驳的实验数据。
2013年，薛其坤团队的这一成果，发表在国际期刊《科学》杂志上，被审稿人称为“凝聚态物理界一项里程碑式的工作”。杨振宁曾做出高度评价，“是从中国的实验室里头第一次，做出来了并发表出来了诺贝尔奖级的物理学论文。”
这一刻，距离美国物理学家霍尔提出反常霍尔效应刚好过去133年。
04
“这100万美元怎么用呢”
自成功发现量子反常霍尔效应后，薛其坤团队的科研成果也不断刷新：
2015年，团队首次观测到量子反常霍尔效应的零电导平台；2017年，团队将量子反常霍尔效应观测温度提高了一个数量级，并首次实现量子反常霍尔效应多层结构；2018年，团队与合作者首次发现一种内禀磁性拓扑绝缘体，开启了国际上一个热点研究方向……
因为这一成果，薛其坤也被评为中国首届未来科学大奖的获奖者，奖金为100万美元。
在央视《开讲啦》节目上，主持人善意地调侃道，“这100万美元怎么用呢？”
薛其坤爽朗一笑：给团队成员、合作伙伴改善生活吧！
学生们眼中的薛其坤，乐观、幽默、充满活力，大部分时候都非常和蔼，还经常会买好吃的“贿赂”他们。
但在实验技术与科研训练中，薛其坤对他们的要求却非常严苛。“他要求我们就算闭着眼睛，也能把仪器操作好。”“给他的一些论文，里面包括一些单位、物理量，单位是要用斜体来标出来的，他都会给我们指出来”学生们回忆道。
“像我们有时候实验加个班，我们可能觉得很累，但时不时的我们就会发现，其实四楼薛老师办公室的那盏灯，它一直是亮着的。”
“实际上科学研究，征服一个个科学上的问题、难关，已经变成了我生活非常重要的一部分。对我来讲放松就是回到实验室，去看看文献，和学生讨论一些实验上的问题。”今年已经62岁的薛其坤，依旧满怀壮志，“还想继续努力，带领学生们向着新的科学奥秘发起攻关。”
参考资料：
[1] 他考研3次读博7年,取得诺奖级成果！[OL].新华社 科协改革进行时,2019.7.6
[2]吴月.薛其坤：以务实之行，探科研之极[N].人民日报,2024.6.18
[3][开讲啦]薛其坤：量子反常霍尔效应 降低电子产品能耗 提升速度.[OL].央视网,2017.5.6
[4]曾3次考研的大学校长，拿下国际大奖！清华发文祝贺：70年来首位……[OL].中国青年报,2023.10.25
[5]“沂蒙山区驶出的小船”书写传奇！山东籍物理学家薛其坤获颁巴克利奖[OL].人民号,2023.10.26
[6]谢艳霞.专访薛其坤，谈顶尖量子科学家最关心的事[J].南方周末,2022.10.13
[7]70年来首位，山大校友薛其坤院士荣获巴克利奖！[OL].山东省教育厅,2023.10.26
[8]中国首位！考研物理只有39分的他，成为院士！[OL].谷思学术,2024.4.5
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