量子|从无到有打造低维物理实验“梦之队”

■采访人员 姜澎
一名普通高校教师、一名普通科研工作者——这是上海交通大学物理与天文学院讲席教授、凝聚态研究所所长、李政道研究所拓扑超导量子计算实验平台负责人贾金锋给自己的定位 。 而正是这位“普通人” , 带领团队十年磨一剑 , 成功捕获“马约拉纳费米子” , 找到打开量子计算机大门的切入点 , 一举进入了拓扑量子研究领域的世界前列 。
马约拉纳费米子是80多年前一位天才物理学家马约拉纳提出的一种预言 , 即存在正反粒子同体的特殊费米子 。 由于其状态稳定 , 且遵循特殊的统计规律 , 是制造拓扑量子计算机的完美选择之一 。 为了捕获这种粒子 , 世界各地物理学家已经潜心追踪了80年 。
贾金锋以大胆创新和严谨务实的科研精神 , 带领实验团队 , 利用巧妙的实验设计 , 在经历无数次的实验和验证后 , 率先观测到了在超导涡旋中马约拉纳费米子的踪迹 , 引起了国内外科研界的轰动 。 而实验中 , 他们创新性地测量了马约拉纳费米子的空间分布及自旋特性 , 目前 , 这些方法在国际上被广泛使用 。
凭借此方面研究 , 贾金锋团队成为上海交大物理学院首个在《科学》杂志上发表研究论文的科研团队 。 不仅如此 , 他的这项成果还带来意料之外的“收获”:吸引更多国内外学者到学院来交流、寻求合作 , 同时也吸引更多优秀的学生投身于量子科学研究 。
工欲善其事 , 必先利其器 。 在贾金锋看来 , 任何科学研究都离不开先进的实验设备和强大的团队力量 , 物理科学研究更是如此 。 他回忆 , 自己2009年加入上海交大物理与天文学院 , 当时 , 学院在低维物理领域的研究还处于起步阶段 , 拓扑量子研究更是一片空白 。
这一年年底 , 他带领团队白手起家、开始筹建实验室 , 并于2011年初基本完成 。 由此 , 上海交大物理学向前迈出重要一步:在凝聚态物理领域第一次真正拥有了可以和国外先进水平相比拟的实验设备 。 随后短短几年内 , 围绕新型量子材料的精确制备与物理性质表征与调控 , 贾金锋带领团队开展研究 , 在拓扑量子材料的制备 , 特别是拓扑超导异质结以及二维新型材料的制备、表征等方面取得了重大进展 , 促进了相关领域的前沿发展 , 受到了国内外同行的广泛关注 。
身为一名高校教师 , 学生的成长也是贾金锋关注的焦点 。 他认为 , 从事科研的意义不仅仅是埋首做实验、发表论文 , 更重要的是科学素养的培养 。 不少学生都说 , “成为贾老师的学生 , 会感到荣幸和自豪 。 因为贾老师自己在科研上的严谨和拼劲 , 对学生而言 , 就是一种无言的教育” 。 而他在日常生活中对学生们的关怀和谆谆教导 , 更让人心生暖意 。
【量子|从无到有打造低维物理实验“梦之队”】他的团队学生中 , 有多人获得过国家奖学金、宝钢特等奖学金、学术新人奖等奖励 。 从贾金锋实验室走出的第一批博士生大多走上了科研道路 , 在全球多个顶尖学术机构从事研究工作 。