山西大学光电研究所所长、量子光学与光量子器件国家重点实验室主任张靖 勇闯量子领域“无人区”

2020年10月16日，中央政治局就量子科技研究和应用前景举行集体学习引起广泛关注，然而自量子概念提出以来已有一个多世纪，其内涵不为普通大众所熟知。就连量子论的奠基人之一、丹麦物理学家玻尔都说：“如果谁不为量子论而感到困惑，那他就没有理解量子论。”

在这个玄妙、艰深的基础学科领域搞研究，需要什么样的人？为科学研究而生，因为热爱而执着，即便无法清晰预见未来几年、十几年、几十年的科研成果，依旧孜孜不倦探寻真理。山西大学光电研究所所长、量子光学与光量子器件国家重点实验室主任张靖，就是这样一个人。

聚焦国家重大需求，他数十年如一日开展超冷原子物理和量子光学的实验与理论研究，建立了我国第一个超冷玻色—费米混合气体实验平台，在国际上率先实验实现一维和两维自旋轨道耦合的简并费米气体，让量子领域“无人区”留下了中国人的脚印，也为我国量子科技成果转化迈出重要一步打下基础。

勇闯“无人区”——

锚定国际前沿超冷原子研究方向

张靖对自然和规律性认识常怀好奇，中学时代接触到物理这门学科后，这份好奇逐渐演变为痴迷。以光电子专业从大学毕业后，他考取了山西大学光电研究所继续深造，开启具有创新性的光电研究生涯。

张靖说，多年求学中，对他影响最大的人就是导师、入党介绍人彭堃墀院士。20世纪80年代初期，彭堃墀自美国学成归国，迎着量子光学蓄势待发的历史机遇，在山西省委、省政府大力支持下，率先在国内建立了量子光学实验室。“实验室成立至今，彭老师一直在教育我们，国家为我们做研究提供了支持，一定要保持爱国、攀登、奉献的精神。”

在导师带领下，张靖始终聚焦国家重大需求，开展了一系列量子光学、量子信息及固体激光技术等领域的实验与理论研究工作，并在基础研究之上进行成果转化。如全固体化单模单频绿光激光器研究工作获国家技术发明二等奖，纠缠态光场及连续变量量子通信研究工作获国家自然科学二等奖等，技术转化后的保密通信样机、探测器等设计为地方经济转型发展做出了重要贡献。

1995年，美国和德国的三位科学家首次在碱金属原子气体中实现玻色—爱因斯坦凝聚，并获得2001年度诺贝尔物理学奖。这一重大科学进展激起了张靖内心的澎湃，“量子科技是真正的未来科技，在复杂的国际竞争中，拥有不可替代的战略地位，相关研究是要插国旗的。”

胸怀科研报国之志，张靖毅然决定攀高，“国家为我们提供了这么好的平台和条件，我们为什么不去闯一闯？”和导师反复研讨后，张靖锚定了尚处国际研究初期的超冷原子研究方向，对量子光学研究进行拓展和补充，立志在量子领域“无人区”做出创新性的工作。

国内相关研究不成熟，他先后前往英国、法国等地实验室参与博士后项目，开拓视野、学习技术。在相对完备的科研环境下，他却从没动过留下的心思，“科学无国界，科学家有国界，出国的初衷就是回来搭我们自己的平台。”

学成归来，在山西大学光电研究所，张靖开始搭建我国第一个超冷玻色—费米混合气体实验平台，持续近20年的超冷原子研究就此开启。

咬定青山不放松——

一场“苦行僧”般的求索

超冷原子研究是一个极具挑战的高难度项目，涉及到光、机、电、真空等要素，需要非常复杂的技术。国内外经验几近“一穷二白”的情况下，超冷原子研究无异于一片“无人区”，“没有人告诉你怎么做，只能自己去试、查文献。”

“科学研究从来不是一帆风顺，从事基础研究需要付出更多耐心和坚持。在攀登科研高峰的道路上，需要一步一个脚印的执着。”不问功利前程，且管潜心研究，张靖始终保持心平气和的状态，“即使这条路不通，也是增长我们的知识，再去试其它路。”

山西大学光电研究所地下一层，幽暗寂静的实验室，成了张靖的“基地”。曾经的老师、如今的同事郜江瑞说：“他很长时间没有手机，一门心思钻在实验室搞研究，平时都找不到人。”即便节庆热热闹闹的时候，他也在看文献、设计方案。

张靖给自己定下了早8晚10的工作时间表，却很少“准时”。跟随张靖从事研究已10年的黄良辉说：“带着没解决的问题回家是张老师的习惯，即便熬夜到3、4点钟，回去他还在想，第二天又准时出现在实验室。”

创新实验困难重重，只管咬定青山不放松。有一次遇到实验系统运行不稳定问题，无法重复制备数目稳定的冷原子团。数百上千个实验器件，张靖与学生逐个排查，发现问题仅仅出现在一根细细的射频信号连接线上。为了找到这根线，他们花了数月时间。

当记者穿梭在已搭建好的实验平台间，可见无数激光光线纵横交错，在幽暗环境中泛出不同颜色的光。几处玻璃柜被黑色幕布罩着，保持温度、隔绝灰尘的同时，平添了几分神秘。搭建平台的个中难度，可略窥一二——

光学平台上摆放着各式各样的光学元器件，顶部贴着小标签，仔细标注着型号、性能等信息。元器件的摆放位置和方向都有规律，需要不断调试。这样的元器件，有成百上千个；

激光器发出的光线，每条光线的角度必须精确到“一根头发丝的差距都没有”，稍有偏差便会影响实验结果。这样的光线，有千余条。

20年来，张靖就这样平心静气穿梭在精密仪器间，凝神忘我于尖端实验中，摸索、试验、推翻重来，打造出了比肩国际水准的实验平台，为我国量子领域研究开拓了新局面。

平台搭好后，张靖带领团队日复一日、年复一年在实验平台上开展“基于超冷费米气体的量子调控”研究。沉寂无数日夜，咬牙闯过数关，终于在国际上率先实现一维和两维自旋轨道耦合的简并费米气体，取得了系列具有重要国际影响的创新成果并掌握关键核心技术。他介绍：“这一成果以后可用于精密测量，比如卫星导航定位等，未来还有更多意想不到的应用等待我们去开发。”

成果一出，引发强烈反响。国际上大量相关理论和实验研究随之而来，张靖受邀在超冷原子领域重要国际学术会议作邀请报告20余次，SCI论文他引超千次，相关成果进入科研教材。“无人区”，有了中国人的脚印。

甘为人梯、奖掖后学——

培养青年人的科学担当

“为党育人、为国育人是党员的使命，要为国家培养人才。”扶一把、送一程，让年轻人开拓新局面，张靖下决心将潜心育才的精神传承。

爱国情怀是对科技人员的第一要求。他鼓励青年教师和学生出国深造，学习先进成果，回来解决自己的问题。学生联系国外实验室遇到困难，张靖总会积极引荐，为年轻人提供资源。

目前实验室所有中青年学术骨干都曾在国外最优秀的相关实验室进行过学习深造，并百分百回国投身建设。作为光电研究所党支部书记，在他的带领下，越来越多青年教师学子树立了爱国、爱所、爱科学的正确人生观和价值观。

学生顾正宇第一次跟着张靖实验，为了解决磁场问题，师徒近7个小时没出过实验室的门，“老师没喝水、没去卫生间、没吃晚饭，完全沉浸在实验里。”这次经历给顾正宇扣紧了科研路上第一粒扣子，“以身作则，严谨专注，我也要成为这样的科研工作者。”

张靖重视集智攻关、团结协作的力量。一次学校评选教授，张靖课题组一位年轻老师与所里做开发应用的另一位老师同时竞争一个名额。“我建议自己课题组的年轻老师主动把这次机会让出去，另一位老师做应用开发，项目论文相对弱一点，但这个机会对对方来讲很难得。大家互相让一让，以后所里的工作更好开展。”在对方成功参评的同时，他积极帮组里老师争取国家项目，这位年轻老师也很快评上了教授。

“一个团队可以比一个人走得更远。现在大家把超冷原子做好，把平台搭得更先进，模拟更多物理现象和规律，有了一代一代的积累，我们后面的更多年轻人就能做到世界一流。”张靖说。

在他的带领下，团队先后承担“863”“973”等多项国家重大科技专项科研课题，取得有国际影响力的创新成果并屡获大奖。山西大学光电研究所成为了国际量子科技领域具有影响力的科学研究与人才培养重要基地。

回首方知群山峻，举眉又见峰更高。肩负国家科技创新的历史使命，张靖带领团队扎根三晋大地，把热爱科学、探求真理作为毕生追求，执着开辟新领域、探寻新路径，瞄准量子科技前沿，向着更高的目标持续攀登。

责任编辑：牛淋淋