中国科大潘建伟、陆朝阳和“95后”钟翰森合作在PRL发表重要成果

摘要：8月8日，在物理学顶级期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters，PRL）上，中国科学技术大学的潘建伟、陆朝阳和上海人工智能实验室的钟翰森合作，报道了人工智能（AI）驱动的数千个无缺陷中性原子阵列并行组装。目前组装规模日益增大且无缺陷

8月8日，在物理学顶级期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters，PRL）上，中国科学技术大学的潘建伟、陆朝阳和上海人工智能实验室的钟翰森合作，报道了人工智能（AI）驱动的数千个无缺陷中性原子阵列并行组装。目前组装规模日益增大且无缺陷的、由光学镊捕获的原子阵列，对于基于原子的量子计算和量子模拟至关重要。在此，该研究提出了一种由人工智能赋能的、快速且具有恒定时间开销的原子重排协议，并通过实验以60毫秒的恒定时间成本，成功组装了包含多达2024个原子的无缺陷二维和三维原子阵列。该人工智能模型可实时计算用于原子重排的全息图，通过同时精确调控位置和相位，高速空间光调制器能够同步移动所有原子。基于当前技术，该协议可轻松扩展至生成由数万个原子组成的无缺陷阵列，并成为量子纠错领域的有力工具。

据了解，该研究最初版本于2024年12月上传在预印版平台arxiv上，PRL杂志2025年3月初收到文章投稿，5月底文章便被正式接收，如今正式发表。该研究入选了当期期刊的“Editors’Suggestion”（编辑推荐论文），并被重点推荐（HIGHLIGHTED ARTICLES）；还被美国物理学会(APS)旗下的Physics杂志作为“FEATURED IN Physics”进行特别亮点报道，其中为展示这种可快速重组数千原子的新系统，研究人员还制作了一段以薛定谔著名猫思想实验为主题的动画，该视频展示了铷原子在光镊陷阱阵列中被移动重组、连续形成不同图像的过程，相关视频发表在以“Cat Video Made with Atoms”为题的专门报道中。

在Physics杂志的报道中称：中科大团队利用人工智能（AI），开发了按需将数千个原子排列成任意构型的系统，该重排过程仅需60毫秒（无论原子数量多少）；这一速度纪录部分归功于AI的加持，相较于传统计算方法，AI在此任务中表现更为高效。在该系统中，AI负责为空间光调制器编程，后者通过光学镊子沿最优路径移动原子。文中所制作卡通视频便是在一个230×230微米的阵列中使用了多达549个原子，并通过探测原子对激光脉冲的荧光响应来成像其位置，该视频阐释了薛定谔猫思想实验。

本文最后通讯作者为潘建伟，1970年生于浙江东阳的他，目前是中国科学界的代表人物之一了，更是量子科技领域的领军人物。潘建伟在中国科学技术大学理论物理专业取得的学士和硕士学位。此后，他到奥地利维也纳大学读博，师从诺奖得主Anton Zeilinger；当然潘建伟也为其导师能在2022年获得诺贝尔物理学奖，做出了重大贡献。2001年，潘建伟被以“海外杰出人才”引进，回到了母校中国科学技术大学至今，他目前为中科大常务副校长。今年6月，在为庆祝量子力学诞生100周年而举办的“黑尔戈兰2025会议”上，潘建伟院士作为中国唯一受邀的报告人在线上作了大会报告。另外，据相关报道，早在2015年（45岁）便获得过国家自然科学一等奖的潘建伟院士，今年其团队因首颗量子科学实验卫星—“墨子号”的系列研究成果，再次被提名国家自然科学一等奖，不知本次能否最终如愿。

本文共同通讯作者陆朝阳，是潘建伟团队的一名得力干将，他生于1982年，同样来自浙江东阳；他在中国科学技术大学取得学士学位，合肥微尺度物质科学国家研究中心取得硕士学位，英国剑桥大学取得博士学位。博士毕业后他便回到了母校，在不到29岁时任中国科学技术大学教授，目前为讲席教授，中科大上海研究院执行院长。陆朝阳被誉为“量子鬼才”，他曾获仁科芳雄亚洲奖、IUPAP-ICO Young Scientist Prize in Optics（首位获奖中国人）、阿道夫隆奖章（首位中国人）、兰道尔本内特量子计算奖（首位中国人）、CLEO高登讲席（首位中国人）、菲涅尔奖和首届新基石研究员等荣誉。

钟翰森，生于1995年，2013年时，他凭借物理竞赛获奖，从株洲市第二中学保送进了中国科学技术大学物理学类专业。在中科大，他在本科低年级时便进实验室，积极参加科研；本科毕业后又跟随陆朝阳读博。钟翰森是在2016年读本科时，正式加入“九章”系列量子计算原型机团队的，他是九章一号和九章二号两篇重磅研究论文的第一作者；另外，在2021年时，钟翰森等人凌晨2点时发现“九章”实验室出现漏水，随即及时处置了那次险情，避免了巨大财产的损失和“九章三号”的研发延误，当时该消息还被广泛报道。目前的钟翰森，已经是上海人工智能实验室的青年科学家和上海奇算光启信息技术有限公司创始人等。由于近年来在量子计算和AI For Science领域的杰出成绩，钟翰森在2024年获得了青橙奖“最具潜力奖”，还入选了今年《麻省理工科技评论》（中国区）“35岁以下科技创新35人”（TR35）的名单。应该说目前年仅30岁的钟翰森未来还是有很多可能的！