摘要：近日，杨煜作为第一作者的论文“A mechanical qubit”在《科学》（Science）杂志上正式发表了。由于是在业界首次制成“机械量子比特”，他以及他在瑞士苏黎世联邦理工学院的小团队最近受到了不小的关注。
文 | 《中国科学报》记者 赵广立
近日，杨煜作为第一作者的论文“A mechanical qubit”在《科学》（Science）杂志上正式发表了。由于是在业界首次制成“机械量子比特”，他以及他在瑞士苏黎世联邦理工学院的小团队最近受到了不小的关注。
“遇事不决，量子力学。”在这个门外人眼中近似“玄学”的学科领域，今年28岁的杨煜已经连续两年在《科学》露脸——去年，他们用振荡晶体做出一个迄今最重的“薛定谔的猫”。
然而，眼瞅着博士毕业的日子渐近，杨煜依然没有对未来的清晰规划。
按说，两篇《科学》论文在手，继续科研是最容易做的一个选择，但他却觉得未来“并不一定或者很可能不做科研”。用他的话说，这不仅仅是因为“有时候自己的心可能比量子更难测量”，更在于他对科研“可能还抱有一些不切实际的浪漫主义”。
杨煜
投身量子，“一入侯门深似海”
2014年秋，杨煜从黑龙江省大庆市考入中国科学技术大学少年班学院，进入理科试验班。
跟量子结缘也谈不上什么特殊的缘分。杨煜说：“中国科大在量子这方面太牛了，有品牌效应，而且身边的朋友不少都选了这个方向。我当时就是个毛头小孩，也没想太多，就跟着选了。”
他运气不错，加入了中国科学院院士、时任中国科学技术大学副校长杜江峰的团队。在杜江峰院士团队，杨煜得到了系统的科研训练。“我很多科研的基本思路和技术以及物理图像处理的基础都是在那里打下的，使我在读博期间受益匪浅。”
尽管如此，量子科学的世界还是让他有种“一入侯门深似海”的感觉。
“就是觉得做了量子，可能以后就出不来了。”杨煜说。
但这并没有妨碍他继续深造。按照理科试验班当时的“风气”，成绩排在前30%的同学大都要出国读博。他当时的女友、现在的妻子在国内读的是德语，因此他有意选择一个德语系欧洲国家作为目标。
在瑞士苏黎世联邦理工学院读硕期间，他认识了现在的导师、新入职的助理教授储漪雯。
储漪雯也是初来乍到，一切还处于起步阶段。杨煜觉得她“既聪明又认真负责”，为期两年的硕士一毕业，就向她提出了想继续跟她读博的想法。
“我算是和我们的实验室一起成长起来的。”杨煜说。
在杜江峰课题组，杨煜对量子信息有了一定的了解和初步研究，尤其是量子传感方面；加入储漪雯的研究组之后，他的主要研究方向逐渐形成——超导量子比特和高泛音体声共振器的耦合及其在量子信息中的应用。
可以说，将超导量子比特与声子振荡器耦合在一起是他的“拿手菜”。杨煜凭借着这“一招鲜”，还真做出了些名堂。
团队合影（左起依次为杨煜、Matteo Fadel、储漪雯、Igor Kladarić）
《科学》连发，“一招鲜，吃遍天”
做出一个宏观态的“薛定谔的猫”，是领域内的研究热点，也是他们研究组一直想去尝试的研究。
“薛定谔的猫”是量子力学理论中“叠加态”的形象诠释——一只猫被关在装有少量镭和毒气的盒子里，毒气所在装置与镭原子状态有关。镭的衰变存在一定概率。如果发生衰变，毒气会被释放，猫死；反之，猫生。也就是说，薛定谔的猫时刻处于“生/死”的叠加态中，只有打开盒子才知道它到底是生是死。
以往，科学家只能让原子或分子处于“叠加态”，实现“薛定谔的猫”效应。杨煜和储漪雯他们所做的，就是使用振荡晶体创造出一种“薛定谔的猫”，突破它的质量限制。
他们通过耦合超导量子电路和晶体材料制成振荡晶体，使其具备量子比特叠加态的特性。从宏观上，这个重达16微克的振荡晶体可同时处于“向上/向下”的振荡状态，也因此成为迄今最重的“薛定谔的猫”。
这篇研究论文于2023年4月在《科学》杂志发表，杨煜是共同第一作者。
在这一成果的基础上，他们继续改进样品参数，催生出了更稳健的实验装置。时隔一年半，他们“机械量子比特”的成果接踵而至。
在他们设计的最新实验装置中，耦合了超导量子比特的机械振荡器表现出了更优的“非线性”——这是操纵量子比特的先决条件。在这个由一片约20微克蓝宝石芯片和一个振荡电路组成的设备上，杨煜通过精确控制这两个组件之间的耦合，实现了对机械振子的非线性调控。
“据我们所知，这应该是历史上人类制成的首个机械量子比特。”杨煜向《中国科学报》描述道，相比其他量子系统，机械量子比特系统更大，“肉眼可以看得到它”。
《科学》官网配发的评论文章称：“随着首个机械量子比特的问世，量子计算迎来‘蒸汽朋克’时代”（With first mechanical qubit, quantum computing goes steampunk）。这一比喻，是将机械量子比特的诞生与20世纪初人类首台电子计算机所使用的机械开关相媲美，绝非溢美之词。
不过，第二篇《科学》论文到手，杨煜倒显得很平静。他戏称，自己是“一招鲜，吃遍天”。
“其实我们组做的都是很基础的科学研究，但成果一出来，容易给人‘大新闻’的感觉。”他对《中国科学报》说，“如果说这类研究有什么特点，我觉得就是有那么一点浪漫主义色彩在里面。”
杨煜
毕业在即，“沉静下来再继续科研”
现在的杨煜，28岁，已婚，即将博士毕业。顺风顺水走下来，接下来的科研路已经在向他招手。
然而，面对未来，他的心中却还没有一个确定的图景或规划，“我甚至觉得将来并不一定或者很可能不做科研”。
2022年3月，杨煜“忙里偷闲”结了婚，妻子正是他在大学时认识的女朋友。那天，他发了朋友圈并置顶：“在哥本哈根冬日的阳光下，杨煜先生娶了他十八岁那年遇见的姑娘。”如今，面对“要不要继续科研”这个问题，他心里没有迎娶妻子时的那份笃定。
“读博士到成为教授，这个比例大概只有5%。”他安慰自己，未来如果成不了教授，“太正常不过了”。
正所谓“ 君子不器”。“读博除了掌握某个领域的一些专业知识，更重要的是训练出一套方法，让人变得更优秀，从而快速应对新的认识挑战。这是我一直以来对这四个字的理解。”杨煜说，如果真的不再继续科研，他并不觉得遗憾，“我可能适合做科研，但我可能也适合做别的事情”。
聊到这里，他想起了曾经在苏黎世理工学院学生文化节上“卖烧烤”的事儿。
“每个东北吃货都有个烧烤梦。”他说，那次在学生文化节上卖烧烤，轻轻松松一天净赚近1000块，可以说是大获成功。从那会儿他就想，要去尝试各种不同的状态。比如，经营一个烧烤摊。
“这件事我认真考虑过，真的。”他说，中国人的一生似乎永远充满焦虑。不管在国内还是国外，都要面对各种竞争，有了孩子还要继续“卷”，“一想起来就觉得很心累”。
或许是为了躲避这种焦虑的心态，抑或是自己在闹某种情绪，他觉得自己需要放空一下，考虑清楚再行动。
杨煜也会观察那些“搞科研的人”。
“我发现现在选教授的标准和以前可能不太一样。”他说，那些老一辈的科学家，甚至十几年前的教授，给人的感觉都是心态非常沉静，踏踏实实地做自己感兴趣的研究，但是“现在很多教授显得有点急功近利”。
“不是说不能急功近利，甚至‘急功近利’放在个人身上都不是什么坏词，但我觉得我在科研的取舍上，需要多一点浪漫主义。”杨煜说，他自己现在有点“漂浮”，那感觉就像“想要随时冲破天花板，跳出去做一些其他的事”。
记者问他：“什么情况下你会考虑继续科研？”
“心里越来越沉静的时候吧。”他说，自己还算年轻，可能转一圈回来，发现科研才是他的归属。那时候，他就会安安分分地继续下去。
论文链接：
本文图片均由受访者提供
来源：科学网
