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量子计算和量子通信领域的探路者——清华大学物理系原子分子光物理所所长、第五届“全国优秀科技工作者”龙桂鲁

2013-07-26

龙桂鲁,19624月生,广西玉林人,中共党员。1987年毕业于清华大学,获博士学位,此后在清华大学从事教学和科研工作。现为清华大学物理系教授、原子分子光物理所所长。兼任中国物理学会常务理事,咨询工作委员会主任;中国物理学会量子光学专业委员会副主任;亚太物理联合会(AAPPS)理事;亚太理论物理中心理事;国际纯物理与应用物理联合会(IUPAP)物理与发展委员会委员。19891993年在英国Sussex大学从事博士后研究。1999年当选英国物理学会高级会员(fellow);2011年当选美国物理学会会士(APS Fellow)。他是《科学通报》执行副主编,《中国科学》副主编,AAPPS Bulletin、《中国物理快报》等编委。

龙桂鲁教授共发表论文二百余篇,论文引用达五千余次。1997年获得国家自然科学奖三等奖,1998年获得国家教委科学技术进步奖二等奖,2003年获得国家杰出青年基金资助,2004年获得“胡济民教育科学奖”,2008年获得Thomson-Reuter颁发的卓越研究奖,2009年获得中国物理学会饶毓泰物理奖,2011年获得国家教育部自然科学一等奖。不久前,被评为第五届“全国优秀科技工作者”

在国际上率先提出量子直接安全通信方案

龙桂鲁阐明量子直接安全通信的物理机制,建立了首个量子直接安全通信的理论模型,开辟和引导了这一研究方向。相关论文2008年获得Thomson卓越研究奖。他带领研究团队提出的量子一次便笺量子直接安全通信方案已经被实验组所验证。

龙桂鲁与研究团队构建了首个多方高维量子密集编码模型,提出了高维两步通信方案。他们提出的分布式量子通信思想,不但保证了通信的安全,而且提高了携载容量。国际著名量子信息专家De MartiniSPIE大会报告中将他们的密集编码方案作为超纠缠两光子的可能应用方向。国际著名量子光学专家Kwiat教授在Nature PhysicsPRL等杂志上发表的论文多次引用他们的工作。2007年在韩国举行的CLEO/PR会议上龙桂鲁做邀请报告,目前,多方高维密集编码方案已经被刘买利教授研究组实验验证。

改进Grover搜索算法

龙桂鲁与研究团队潜心研究,建立了量子搜索算法的相位匹配理论,构造了改进的Grover搜索算法,提高了Grover算法的成功率。研究工作得到了国内外同行的广泛重视,产生了重要的影响。量子计算机创始人Benioff教授很快注意到了他们的工作,在美国数学学会量子计算大会报告中引用了他们的工作。国际著名量子算法专家BurhamWolf教授等人在国际大会报告中引用了他们的工作。一些著名的国际量子计算专家,如BrausteinBihamPazHoyerVitali LopezBirgitta  WhaleySaitoRadetTwamleyChefles等在龙桂鲁的研究工作基础上开展了进一步的研究和推广。

建立原子核相互作用玻色子模型微观理论

龙桂鲁与合作者建立原子核同位旋相互作用玻色子模型的微观基础理论,研究了大量中重核结构的性质,得到了一批有价值的结果。指出118Cd等核中的声子混合,给出98Sr核结构的SU3解释,在代数模型中首次指出原子核的集体回弯效应。玻色子模型预言的跃迁率在高角动量时一直比实验小很多,长达近二十年没有解决,这就是所谓的玻色子模型波函数集体性减低困难。龙桂鲁通过研究发现这一问题的原因在于跃迁算符的选取不合适,通过选取正确的跃迁算符,使这一难题得到了彻底的解决。他同合作者一起首次将辛弱数引入母分系数的递推公式,使得计算速度提高一百倍。

在开展科学研究的同时,龙桂鲁教授在清华大学主讲多门本科和研究生的基础课和专业课,多年来培养了众多的优秀人才。在学生眼里,他是一个真正的学者,很多学生将他视为榜样,无论是学术问题,还是健康问题、生活问题都愿意找他讨论。一位学生评价他是“儒雅的学者,严慈的良师,体贴的学长,真挚的朋友。”