杜江峰

杜江峰

杜江峰，男，1969年6月出生，中國科學院院士，物理學家，中國科學技術大學教授，博士生導師。

1985年杜江峰從江蘇省天一中學考入中國科學技術大學少年班，後即轉入近代物理系學習；2000年獲得中國科學技術大學理學博士學位；2004年起任中國科學技術大學教授，同年獲得國家自然科學基金委傑出青年科學基金資助；2008年-2013年任教育部“長江學者獎勵計畫”特聘教授，2012年-2018年先後任中國科學技術大學物理學院副院長、執行院長；2013年入選國家高層次人才特殊支持計畫（萬人計畫）“科技創新領軍人才”；2015年當選為中國科學院院士；2017年1月被評為2016年度最具影響力的十大“科技創新人物”；2018年5月7日，任中國科學技術大學副校長。

杜江峰是中國最早從事量子計算實驗研究的科研工作者之一，致力於使用磁共振方法進行量子計算的實驗研究工作。

基本介紹

  • 中文名：杜江峰
  • 國籍：中國
  • 出生地：江蘇省無錫市
  • 出生日期：1969年6月
  • 職業：教育科研工作者
  • 畢業院校：中國科學技術大學
  • 主要成就：2015年當選中國科學院院士
    國際上第一次實現量子博弈實驗
    國際上第一次觀測混合量子態相位
  • 政治面貌：中國共產黨黨員
  • 學位：博士
人物經歷,主要成就,科研成就,人才培養,榮譽表彰,社會任職,個人生活,人物評價,

人物經歷

1985-1990年，杜江峰在中國科學技術大學少年班和近代物理系學習，獲得學士學位。
1997年，杜江峰獲得中國科學技術大學理學碩士學位。
2000年，杜江峰獲得中國科學技術大學理學博士學位。
1990年起，杜江峰在中國科學技術大學近代物理系工作。
2004年起，杜江峰任中國科學技術大學教授，同年獲得國家自然科學基金委傑出青年科學基金資助。
2005年-2007年，杜江峰任德國多特蒙德大學瑪麗居里研究員。
2008年-2013年，杜江峰被聘為教育部“長江學者獎勵計畫”特聘教授。
2012年-2018年，杜江峰先後任中國科學技術大學物理學院副院長、執行院長。
2013年，杜江峰入選國家高層次人才特殊支持計畫（萬人計畫）“科技創新領軍人才”。
2015年7月31日，杜江峰入選中國科學院院士增選初步候選人名單。同年，杜江峰當選2015年中國科學院數學物理學部院士。
2017年1月，杜江峰被評為2016年度最具影響力的十大“科技創新人物”。同年，杜江峰當選中國科學院留學人員聯誼會副會長。
2018年5月7日，杜江峰任中國科學技術大學副校長。

主要成就

科研成就

  • 科研綜述
杜江峰的研究領域是量子信息和量子物理學，一直致力於使用磁共振技術進行量子計算的實驗研究，以及相關基本物理問題的研究。
杜江峰率先在中國完成了多量子位量子計算的實驗工作，並進一步實現了四量子位量子演化實驗，這使得中國成為繼美國和德國之後成功實現四量子位以上量子計算的三個國家之一。他在國際上率先開展了量子博弈論的實驗研究，於2001年在國際上第一次成功地實現了量子博弈的實驗，並在國際上第一次實驗觀測到了混合量子態的幾何量子相位。
2002年，杜江峰研究小組的量子博弈實驗論文登上國際權威雜誌《物理評論快訊》。這是國際上首次實現的量子博弈實驗研究。杜江峰不但從理論上破解了納什博弈論經典案例——“囚徒困境”，而且通過核磁共振設備成功驗證了理論預言。
2003年，杜江峰在國際上首次成功地觀測到任意量子態的幾何相。
杜江峰領導的研究小組和香港中文大學劉仁保教授合作，通過電子自旋共振實驗技術，在國際上首次通過固態體系實驗，實現了最優動力學解耦，提高了電子自旋相干時間。杜江峰研究小組在科技部、國家基金委、中國科學院、中國科學技術大學的大力支持下，成功建立了可以同時操控電子和核自旋的實驗平台。在此基礎上，他們第一次在真實固態體系中開展獨立實驗，實現了最優動力學解耦方案。
2009年，杜江峰帶領自己的科研團隊做出的又一項重要成果產生了：首次在真實固態體系中實現了最優動力學去耦，這項成果發表於國際權威雜誌《自然》。
2015年3月，杜江峰領銜的研究團隊再一次創造了一項驚艷世界的研究成果：他們利用鑽石中的氮—空位點缺陷作為量子探針（簡稱“鑽石探針”），選取了細胞分裂中的一種重要蛋白為探測對象，將量子技術套用於單個蛋白分子研究，在室溫大氣條件下獲得了世界上首張單蛋白質分子的磁共振譜。這項成果發表於國際著名學術期刊《科學》上。
  • 學術交流
杜江峰曾在哈佛大學、布魯塞爾大學、維也納大學、慕尼黑大學、牛津大學、劍橋大學、義大利國際理論物理中心、新加坡國立大學、德國多特蒙德大學單位工作和訪問。
杜江峰應邀在美國物理學會和化學學會、亞太順磁共振學會等舉辦的國際會議上做特邀報告。
  • 學術論著
杜江峰主持撰寫了由清華大學出版社出版的《量子力學新進展》第三輯中的“量子博弈論”一章（6萬字），應邀在World Scientific Publishing Company出版的Fluctuation and NoiseLetters關於量子博弈的專集中介紹中國在量子博弈論領域的研究進展。
截止到2015年12月，杜江峰和他的科研團隊已發表了2篇《自然》、2篇《科學》、6篇《自然》子刊、25篇《物理評論快報》，在其他國際學術期刊上發表論文100餘篇，SCI他引2000餘次。
  1. Wenchao Ma, Bin Chen, Ying Liu, Mengqi Wang, Xiangyu Ye, Fei Kong, Fazhan Shi, Shao-Ming Fei, and Jiangfeng Du, Experimental Demonstration of Uncertainty Relations for the Triple Components of Angular Momentum, Physical Review Letters118, 180402 (2017).
  2. Kebiao Xu, Tianyu Xie, Zhaokai Li, Xiangkun Xu, Mengqi Wang, Xiangyu Ye, Fei Kong, Jianpei Geng, Changkui Duan, Fazhan Shi, and Jiangfeng Du, Experimental Adiabatic Quantum Factorization under Ambient Conditions Based on a Solid-State Single Spin System, Physical Review Letters118, 130504 (2017).
  3. Pu Huang, Jingwei Zhou, Liang Zhang, Dong Hou, Shaochun Lin, Wen Deng, Chao Meng, Changkui Duan, Chenyong Ju, Xiao Zheng, Fei Xue, and Jiangfeng Du, Generating giant and tunable nonlinearity in a macroscopic mechanical resonator from a single chemical bond, Nature Communications7, 11517 (2016).
  4. Jianpei Geng, Yang Wu, Xiaoting Wang, Kebiao Xu, Fazhan Shi, Yijin Xie, Xing Rong, and Jiangfeng Du, Experimental time-optimal universal control of spin qubits in solids, Physical Review Letters117, 170501 (2016).highlight article
  5. Fei Kong, Chenyong Ju, Ying Liu, Chao Lei, Mengqi Wang, Xi Kong, Pengfei Wang, Pu Huang, Zhaokai Li, Fazhan Shi, Liang Jiang, and Jiangfeng Du, Direct Measurement of Topological Numbers with Spins in Diamond, Physical Review Letters117, 060503 (2016).highlight article
  6. Pu Huang, Liang Zhang, Jingwei Zhou, Tian Tian, Peiran Yin, Changkui Duan, and Jiangfeng Du, Nonreciprocal Radio Frequency Transduction in a Parametric Mechanical Artificial Lattice, Physical Review Letters117, 017701 (2016).
  7. Wenchao Ma, Zhihao Ma, Hengyan Wang, Zhihua Chen, Ying Liu, Fei Kong, Zhaokai Li, Xinhua Peng, Mingjun Shi, Fazhan Shi, Shao-Ming Fei, and Jiangfeng Du, Experimental Test of Heisenberg’s Measurement Uncertainty Relation Based on Statistical Distances, Physical Review Letters116, 160405 (2016).
  8. Fazhan Shi, Qi Zhang, Pengfei Wang, Hongbin Sun, Jiarong Wang, Xing Rong, Ming Chen, Chenyong Ju, Friedemann Reinhard, Hongwei Chen, Jörg Wrachtrup, Junfeng Wang, and Jiangfeng Du, Single-protein Spin Resonance Spectroscopy under Ambient Conditions, Science347, 1135 (2015).
  9. Pengfei Wang, Zhenheng Yuan, Pu Huang, Xing Rong, Mengqi Wang, Xiangkun Xu, Changkui Duan, Chenyong Ju, Fazhan Shi, and Jiangfeng Du, High resolution vector microwave magnetometry based on solid-state spins in diamond, Nature Communications6, 6631 (2015).
  10. Xing Rong, Jianpei Geng, Fazhan Shi, Ying Liu, Kebiao Xu, Wenchao Ma, Fei Kong, Zhen Jiang, Yang Wu, andJiangfeng Du, Experimental fault-tolerant universal quantum gates with solid-state spins under ambient conditions, Nature Communications6, 8748 (2015).
  11. Fei Kong, Chenyong Ju, Pu Huang, PengfeiWang, Xi Kong, Fazhan Shi, Liang Jiang, and Jiangfeng Du, Experimental Realization of High-Efficiency Counterfactual Computation, Physical Review Letters115, 080501 (2015).
  12. Xinhua Peng, Hui Zhou, Bo-Bo Wei, Jiangyu Cui, Jiangfeng Du, and Ren-Bao Liu, Experimental Observation of Lee-Yang Zeros, Physical Review Letters114, 010601 (2015). highlight article
  13. Zhaokai Li, Xiaomei Liu, Nanyang Xu, and Jiangfeng Du, Experimental realization of a quantum support vector machine, Physical Review Letters114, 140504 (2015).
  14. Fazhan Shi, Xi Kong, Pengfei Wang, Fei Kong, Nan Zhao, Ren-Bao Liu, Jiangfeng Du, Sensing and atomic-scale structure analysis of single nuclear spin clusters in diamond, Nature Physics 10, 21 (2014).
  15. Xinhua Peng, Zhihuang Luo, Wenqiang Zheng, Supeng Kou, Dieter Suter, and Jiangfeng Du, Experimental implementation of adiabatic passage between different topological orders, Physical Review Letters 113, 080404(2014).
  16. Zhaokai Li, Hui Zhou, Chenyong Ju, Hongwei Chen, Wenqiang Zheng, Dawei Lu, Xing Rong, Changkui Duan, Xinhua Peng, and Jiangfeng Du, Experimental Realization of a Compressed Quantum Simulation of a 32-Spin Ising Chain, Physical Review Letters112, 220501 (2014). highlight article
  17. Jingwei Zhou, Pu Huang, Qi Zhang, Zixiang Wang, Tian Tan, Xiangkun Xu, Fazhan Shi, Xing Rong, S. Ashhab, and Jiangfeng Du, Observation of Time-domain Rabi Oscillations in the Landau-Zener Regime with a Single Electronic Spin, Physical Review Letters112, 010503 (2014).
  18. Xing Rong, Jianpei Geng, Zixiang Wang, Qi Zhang, Chenyong Ju, Fazhan Shi, Chang-Kui Duan, and Jiangfeng Du, Implementation of dynamically corrected gates on a single electron spin in diamond, Physical Review Letters112, 050503 (2014).
  19. G. Waldherr, Y. Wang, S. Zaiser, M. Jamali, T. Schulte-Herbrueggen, H. Abe, T. Ohshima, J. Isoya, J. F. Du, P. Neumann, and J. Wrachtrup, Quantum error correction in a solid-state hybrid spin register, Nature506, 204 (2014).
  20. Christoph Mueller, Xi Kong, Jianming Cai, Kristina Melentijevic, Alastair Stacey, Matthew Markham, Daniel Twitchen, Junichi Isoya, Sebastien Pezzagna, Jan Meijer, Jiangfeng Du, Martin Plenio, Boris Naydenov, Liam McGuinness, and Fedor Jelezko, Nuclear magnetic resonance spectroscopy with single spin sensitivity, Nature Communications5, 4703 (2014).
  21. Pu Huang, Pengfei Wang, Jingwei Zhou, Zixiang Wang, Chenyong Ju, Zimeng Wang, Yang Shen, Changkui Duan, and Jiangfeng Du, Demonstration of Motion Transduction Based on Parametrically Coupled Mechanical Resonators, Physical Review Letters110, 227202 (2013).
  22. T. Staudacher, F. Shi, S. Pezzagna, J. Meijer, J. Du, C. A. Meriles, F. Reinhard, and J. Wrachtrup, Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy on a (5-Nanometer)3 Sample Volume, Science339, 561 (2013).
  23. Gang-Qin Liu, Hoi Chun Po, Jiangfeng Du, Ren-Bao Liu, and Xin-Yu Pan, Noise-resilient quantum evolution steered by dynamical decoupling, Nature Communications4, 2254 (2013).
  24. Nanyang Xu, Jing Zhu, Dawei Lu, Xianyi Zhou, Xinhua Peng, and Jiangfeng Du, Quantum Factorization of 143 on a Dipolar-Coupling Nuclear Magnetic Resonance System, Physical Review Letters108, 130501 (2012).
  25. Jiahui Yang, Ya Wang, Zixiang Wang, Xing Rong, Chang-Kui Duan, Ji-Hu Su, and Jiangfeng Du, Observing Quantum Oscillation of Ground States in Single Molecular Magnet, Physical Review Letters108, 230501 (2012). highlight article
  26. Xiangkun Xu, Zixiang Wang, Changkui Duan, Pu Huang, Pengfei Wang, Ya Wang, Nanyang Xu, Xi Kong, Fazhan Shi, Xing Rong, and Jiangfeng Du, Coherence-Protected Quantum Gate by Continuous Dynamical Decoupling in Diamond, Physical Review Letters109, 070502 (2012).
  27. Friedemann Reinhard, Fazhan Shi, Nan Zhao, Florian Rempp, Boris Naydenov, Jan Meijer, Liam T. Hall, Lloyd Hollenberg, Jiangfeng Du, Ren-Bao Liu, and Jörg Wrachtrup, Tuning a Spin Bath through the Quantum-Classical Transition, Physical Review Letters108, 200402 (2012).
  28. Pu Huang, Xi Kong, Nan Zhao, Fazhan Shi, Pengfei Wang, Xing Rong, Ren-Bao Liu, and Jiangfeng Du, Observation of an anomalous decoherence effect in a quantum bath at room temperature, Nature Communications2, 570 (2011).
  29. Ya Wang, Xing Rong, Pengbo Feng, Wanjie Xu, Bo Chong, Ji-Hu Su, Jiangbin Gong, and Jiangfeng Du, Preservation of Bipartite Pseudoentanglement in Solids Using Dynamical Decoupling, Physical Review Letters106, 040501 (2011).
  30. Hongwei Chen, Dawei Lu, Bo Chong, Gan Qin, Xianyi Zhou, Xinhua Peng, and Jiangfeng Du, Experimental Demonstration of Probabilistic Quantum Cloning, Physical Review Letters106, 180404 (2011).
  31. Dawei Lu, Nanyang Xu, Ruixue Xu, Hongwei Chen, Jiangbin Gong, Xinhua Peng, and Jiangfeng Du, Simulation of Chemical Isomerization Reaction Dynamics on a NMR Quantum Simulator, Physical Review Letters107, 020501 (2011).
  32. Jiangfeng Du, Nanyang Xu, Xinhua Peng, Pengfei Wang, Sanfeng Wu, and Dawei Lu, NMR Implementation of a Molecular Hydrogen Quantum Simulation with Adiabatic State Preparation, Physical Review Letters104, 030502 (2010). highlight article
  33. Xinhua Peng, Sanfeng Wu, Jun Li, Dieter Suter, and Jiangfeng Du, Observation of the Ground-State Geometric Phase in a Heisenberg XY Model, Physical Review Letters105, 240405 (2010).
  34. Fazhan Shi, Xing Rong, Nanyang Xu, Ya Wang, Jie Wu, Bo Chong, Xinhua Peng, Juliane Kniepert, Rolf-Simon Schoenfeld, Wolfgang Harneit, Mang Feng, and Jiangfeng Du, Room-Temperature Implementation of the Deutsch-Jozsa Algorithm with a Single Electronic Spin in Diamond, Physical Review Letters105, 040504 (2010).
  35. Jiangfeng Du, Xing Rong, Nan Zhao, Ya Wang, Jiahui Yang, and R. B. Liu, Preserving electron spin coherence in solids by optimal dynamical decoupling, Nature461, 1265 (2009).
  36. Xinhua Peng, Jingfu Zhang, Jiangfeng Du, and Dieter Suter, Quantum Simulation of a System with Competing Two- and Three-Body Interactions, Physical Review Letters103, 140501 (2009).
  37. Jiangfeng Du, Lingzhi Hu, Ya Wang, Jianda Wu, Meisheng Zhao, and Dieter Suter, Experimental Study of the Validity of Quantitative Conditions in the Quantum Adiabatic Theorem, Physical Review Letters101, 060403 (2008).
  38. Xinhua Peng, Zeyang Liao, Nanyang Xu, Gan Qin, Xianyi Zhou, Dieter Suter, and Jiangfeng Du, Quantum Adiabatic Algorithm for Factorization and Its Experimental Implementation, Physical Review Letters101, 220405 (2008).
  39. Jiangfeng Du, Thomas Durt, Ping Zou, Hui Li, L. C. Kwek, C. H. Lai, C. H. Oh, and Artur Ekert, Experimental quantum cloning with prior partial information, Physical Review Letters94, 040505 (2005).
  40. Zhi Zhao, An-Ning Zhang, Yu-Ao Chen, Han Zhang, Jiang-Feng Du, Tao Yang, and Jian-Wei Pan, Experimental demonstration of a nondestructive controlled-NOT quantum gate for two independent photon qubits, Physical Review Letters94, 030501 (2005).
  41. Jiangfeng Du, Ping Zou, Mingjun Shi, Leong Chuan Kwek, Jian-Wei Pan, C. H. Oh, Artur Ekert, Daniel K. L. Oi, and Marie Ericsson, Observation of geometric phases for mixed states using NMR interferometry, Physical Review Letters91, 100403 (2003).
  42. Jiangfeng Du, Hui Li, Xiaodong Xu, Mingjun Shi, Jihui Wu, Xianyi Zhou, and Rongdian Han, Experimental Realization of Quantum Games on a Quantum Computer, Physical Review Letters88, 137902 (2002).
  • 承擔項目
姓名來源
項目名稱
國家自然基金委的面上項目
混合量子態糾纏現象
傑出青年基金項目
經典物理學與量子理論
科技部國家重大科學研究計畫
基於自旋量子調控的固態量子計算研究
國家自然科學基金國家重大科研儀器設備研製專項
多波段脈衝單自旋磁共振譜儀研製
  • 成果獲獎
獲獎時間
獲獎項目
所獲榮譽
2009年
—
中國十大科技進展新聞
2011年
基於電子自旋與核自旋的量子計算實驗研究
教育部自然科學獎一等獎
2012年
基於核自旋的量子計算研究
國家自然科學獎二等獎（第一完成人）
2015年
基於單自旋量子探針的單分子磁共振探測技術
中國分析測試協會科學技術獎特等獎
2015年
納米尺度量子精密測量
中國高校十大科技進展
2015年
實現對單個蛋白質分子的磁共振探測
中國科學十大進展
2016年
—
周光召基金會“基礎科學獎”

人才培養

  • 講授課程
杜江峰在中國科技大學開設了與量子計算和量子博弈相關的Seminar課程以及研究生專題講座，在2000年全國量子信息及量子物理基礎研究生暑期學校講授“核磁共振量子計算：理論和實驗”專題課程。
  • 指導學生
根據2018年8月全國圖書聯盟顯示，杜江峰一共培養了博士生、碩士生61名。培養的學生如下：牛田、蔣振、周經緯、劉穎、許祥坤、王燁、黃璞、李楠、李兆凱、段淑妍、浮建偉等。

榮譽表彰

獲獎時間
所獲榮譽
2010年
“第十屆中科院傑出青年獎”獲得者
2011年
中國物理學會黃昆物理獎（2010-2011年度）
2013年
國家高層次人才特殊支持計畫（萬人計畫）“科技創新領軍人才”
2015年
中國科學院數學物理學部院士
2016年
“科技創新人物”
2017年
全國創新爭先獎
—
第五屆“中國科學院優秀青年”
—
第七屆“江淮十大傑出青年”

社會任職

杜江峰擔任中國人民政治協商會議安徽省委員會第十二屆委員，中國科學院留學人員聯誼會副會長，安徽省物理學會理事會常務副理事長，中國物理學會波譜學專業委員會理事，《波譜學雜誌》編委，《物理》雜誌第11屆編委。

個人生活

從小，杜江峰就夢想成為一名科學家。1983年，杜江峰國中畢業時，父母希望他讀中專早點參加工作，就代他填了志願表。然而，一心想報考江蘇省天一中學的杜江峰聞訊大失所望，一向聽話的他用停止在校複習、回家悶頭“睡覺”的方式進行“抗爭”，父母拗不過他，只好到學校改填志願。杜江峰如願以償進入天一中學就讀並立志考取名牌大學，“要做引領世界前沿的研究。”

人物評價

杜江峰帶領著一個團隊取得了一個又一個的成果，而他的貢獻不僅僅在於邁出量子計算的重要一步，更重要的是推動了中國基礎科學的發展。（中國科學院評）

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