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总是在问为什么:研究人员探测量子科学的好奇有用的前沿

史蒂文斯教授黄玉屏探讨和工程师是世界上最不寻常的科学

professor Yuping Huang

作为一个男孩成长在一个小农庄在中国南方,史蒂文斯 物理 教授黄玉屏总是知道他不会在家庭农场沿着他的父母和弟弟筹集大米,蔬菜和鸭子的工作。

“我当时身体小,当时,”他现在笑着,不再轻微。 “我的妈妈告诉我,我会更好地研究 硬做别的事情与我的生活。”

他做到了 - 很快就吸引到了一所学校受到他的想象力膨胀都发现了大量问题和问题答案,他们还没有完全解决。

自从2014年加盟史蒂文斯,黄已经获得了国家科学基金会和羚羊等等量子研究的支持

“我总是在谁不想接受被教导我的房间后面的小孩,”他解释说。 “我想我是真的有些对我的老师的一个问题。我总是想知道 为什么 什么是真实的。甚至当他们写1 + 1 = 2,我很不解,问为什么。我仍然。”

“因为我知道你永远不能找到两个橙子完全一样的 - 我们成长了很多橘子,还有,我试图很难找到两个相同的橙子 - 这样一加一 决不 恰好等于二“。

这就是他如何发现了量子物理学的一门学科,他的理论实际上 避免 制作的精确副本 什么,它的许多其他不同寻常的性质之中。

利用量子更大的利益

完成了在俄亥俄中国研究就职于,密歇根州立大学和西北大学在美国科学学位后,黄某接受在2014年就在史蒂文斯教师的位置,他是由位置,仪器仪表,研究...和潜在的画做更大的事情。

“我知道大学的声誉,”他回忆道。 “他们工程的遗产,获得极好的纳米加工设施和真正的愿望,创造产业创新和创业精神。这是在那里我想要的。”

与鼓励和支持史蒂文斯领导,以及援助等物理同事 丁玉 (“一个巨大的头脑在理论量子物理学,尤其是量子路系统与环境互动”)和 斯特凡strauf - “他采访我的位置,此后我们一直成为非常亲密的朋友和合作者” - 黄最终创建史蒂文斯 中心量子科学与工程 (cqse)。

如今他每天在实验室完善激光器和分光铌酸锂纳米光子芯片的安排,他的研究生团队。此好奇设置偶尔产生和力的一对被称为光子拍摄从芯片,分而行驶到校园独立的目的难以实现的,知之甚少能量单元。 (去年,黄的研究小组证实所谓的 混合量子网络,其可以是在所述第一其种 世界 在大学校园内。)

一旦这些光子在他们分开站到达时,事情就变得非常有趣。如果你以任何方式改变光子的任意一个,然后测量 其他 光子对中,你会发现(急!),它已经在即使你没有碰过它在所有类似的方式同时改变。

疯?不可能?

其实,这种奇特的现象(被称为量子纠缠)甚至已经demonstrated-或多或少证明,在某种程度上,我们可以这样做 - 在规模或大或小。它正在被使用,在世界各地的测试中,附加信息,以光子:爆炸的新领域知道的量子通信,QC短的婴儿学步。黄的研究小组寻找该工程突破,将最终带来QC行业大规模。

但即使物理学家上传输长距离,超安全通信,黄某已经超前思维到的棘手的问题的工作 下一个 脚步。

“大想法,”他严肃地说,“是使量子技术易于使用,为大家,不只是在一所大学或政府实验室,然后开发应用程序,充分发挥信息在我们所有人受益每天方式。史蒂文斯在工程和创新的一个世纪之久的传统,这是我们在哪里不同,我们已经知道如何建立的东西,做工精良,改善生活。

“作为一个量子物理学家,我将需要这些合作者采取的前排座椅和帮助工程师解决方案,而这些人就在这里。”

To that end, more than 20 史蒂文斯 research groups are collected under the CQSE umbrella, working on a host of projects and potential applications Huang isn't ready to talk about yet — but to which the National Science Foundation, Office of Naval Research and 其他 agencies have already awarded millions of dollars' worth of R&D support.

“我们希望并相信量子技术将能够真正解决,到目前为止已战胜了我们,大规模的问题,”黄的结论。 “之类的诊断,治疗和预防癌症,或保护个人信息具有完善的安全性。”

“我们不知道哪种方式首先发生,但我相信有很多人 很快在史蒂文斯在这里发生,因为我们的团队变得更大“。