2023年11月2日，《麻省理工科技评论》年度“35岁以下科技创新35人”（MIT Technology Review Innovators Under 35）亚太地区榜单揭晓，35位可能对人类未来产生深远影响的科技领军人物入榜。入选的青年们，或是高校的科研新锐，或是企业的创新骨干......他们用创新之力，为科技发展与时代进步注入活力，为亚太地区的科技繁荣贡献力量。其中，来自深圳量子研究院的钟有鹏研究员入选。

图源：DeepTech深科技

对于钟有鹏，《麻省理工科技评论》给出了这样的评价——他创造性地直接键合连接量子芯片和超导同轴线，实现了超低损耗量子芯片互联，使分布式量子计算方案成为可能。

连登顶刊，使超导量子芯片互连达到单芯片水平

量子计算在解决分解大数和模拟复杂量子系统等问题上具有明显的优势。然而，由于制程工艺限制，随着比特数量的增加，在单芯片上集成更多超导量子比特变得越来越困难。分布式量子计算通过把多个量子芯片互联的方式构建大规模量子处理器，以此突破单芯片集成的困境，但是目前芯片间的高性能互联是个技术瓶颈。

为突破这项世界级难题，钟有鹏带领团体开始了近两年的技术攻坚，并取得了系列突破性成果。

2019年，钟有鹏研制出一条78cm长的低损耗共面延迟线将两个超导量子比特连接，实现了95%高保真量子态传输和纠缠生成的原理性展示，相关成果发表在Nature Physics上。

2021年，钟有鹏进一步创造性地采用了直接键合的方式实现低损耗量子芯片互联，并实现多量子比特纠缠产生和分布。这一成果发表在Nature上。

分布式超导量子处理器

2023年，钟有鹏带领的研究团队利用低损耗芯片互联技术，实现了5个量子芯片的互联，其中每个芯片上集成4个量子比特，构成一个20比特的分布式量子处理器，实现跨芯片量子态传输的保真度达到99%，为超导量子处理器的大规模扩展奠定了基础。这一成果发表在 Nature Electronics 上，更是因其在可扩展分布式量子计算网络的基础性意义得到了Nature的亮点报道。

半路起步，提前毕业

以优异成绩考入浙江大学时，钟有鹏入读的是丘成桐数学班。念至大二，钟有鹏意识到自己对基础数学缺乏浓厚兴趣，转而到物理系学习。彼时潘建伟院士团队在量子领域取得重大突破的新闻，引起了钟有鹏对量子的兴趣。恰逢浙江大学在量子研究上进行新的布局，物理系成立了超导量子器件小组，钟有鹏加入小组，正式开启了超导量子计算的科研之路。不到一年，钟有鹏即在量子态保护方面获得研究进展，本科毕业论文以一作发表在国际顶级期刊Nature Communications上。

芝加哥大学求学时的钟有鹏（photo by Nancy Wong）

2015年，钟有鹏赴芝加哥大学攻读博士学位。带着发现更多量子奥秘的期待，开始了新的学术征程。博士期间，凭借刻苦钻研和优异表现，他用三年半的时间完成了博士学业，是新成立不久的普利茨克分子工程学院第一个提前毕业的博士生。其博士后期间的课题研究，更是开创了直接键合连接超导同轴线和量子芯片的低损耗芯片互联技术，并在此基础上首次展示了多比特纠缠态的跨芯片传输，该工作2021年发表在Nature。

回国科研，他再度国际领先

科学没有国界，但科学家有祖国。经过一年多的短暂博士后研究，钟有鹏放弃了海外国际一流量子团队的工作机会，选择了回归祖国，加入深圳量子研究院俞大鹏院士团队继续从事超导量子计算研究。

归国也让一项一度难以推进的量子芯片互联研究重新焕发生机。在国际上广泛使用铌钛合金超导同轴线做量子芯片互连而保真度普遍只有80%时，还在芝加哥大学求学的钟有鹏冒出了用“铝”代替“铌钛合金”的念头。“想要突破，一定要打破常规，做不一样的东西。我们可以用更便宜、更好用的材料做超导同轴线。”带着这样的信念，钟有鹏开始了在国外寻找可以定制铝材质超导同轴线产品的厂家。

但创新从来都不是一件容易的事。相较于铌钛合金，铝材质软，又不好焊接，日常生活中使用率低，因此市场需求量少，没有工厂愿意专门定制，这项研究一度无法推进。回到作为世界工厂的中国，钟有鹏很容易就找到了多家愿意为其定制铝材质超导同轴线的厂家。基于此，钟有鹏团队很快研发出超低损耗且易于键合连接的超导同轴线，并在量子芯片上集成了阻抗转换器，以降低量子芯片连接界面的损耗。通过这些技术创新，研究团队实现了超高性能的超导量子芯片互联，信道相干时间达到单芯片上量子比特的水平，跨芯片量子态传输保真度更是达到创纪录的99%。

除了在量子芯片互联方面的进展，钟有鹏还带领团队在核心设备研发领域取得突破，自主研发了集成微波测控系统，极大降低了超导量子芯片测控的成本，为团队节省了大量经费。近期，钟有鹏团队再次在低温低噪声放大器研发方面取得重要进展，其自主研发的低温低噪声放大器可在4K环境温度下工作，具有低功耗、高增益和低噪声的性能特点。且该器件拥有完全的自主知识产权，可实现对中国禁运的进口同类产品的替代，为实现量子科技核心关键技术自主可控迈出重要一步。

与深圳量子研究院的双向奔赴

钟有鹏还未毕业时，深圳量子研究院院长俞大鹏院士就对这位年轻的后辈十分关注。在疫情防控期间与深圳量子院远程完成面试后，带着科研报国的初心，还没有实地见过深圳量子研究院，钟有鹏就毅然接受了工作聘书，购买机票回国入职报到。在实验室搭建、团队建设、学生培养等方面，深圳量子研究院给予了钟有鹏充分支持，尽可能为其营造安心、放心、不分心的科研环境。在深圳量子研究院的大力支持下，钟有鹏接连产出一批原创高水平科研创新成果，与深圳量子研究院实现了双向奔赴。

钟有鹏在深圳量子研究院做实验

“院里和深圳市政府给了像我这样的年轻人大力支持。我们目前工作进展很快，因为团队很努力。我特别感谢俞院士，他对我们超导团队很关心，给了我们极大支持。”钟有鹏说。

推进高水平原创性科学研究，关键在人才。自成立以来，深圳量子研究院坚持聚焦国家量子科技战略，服务深圳及粤港澳大湾区经济社会发展需求，打造了一支国际化、高水平的量子科技创新人才队伍。深圳量子研究院以推进粤港澳大湾区人才高地建设为牵引，不断增强量子科技人才集聚效应，通过用足用好粤港澳大湾区人才政策，专人专职为创新人才做好各项服务，为世界英才来院发展提供优质平台支持、先进实验条件支撑、强有力团队服务，让人才发展行稳致远。如今，深圳量子研究院已然成为深圳量子科研人才集聚高地的“强磁场”，吸引了一大批像钟有鹏这样的优秀青年人才，他们以高质量科研成果产出，助力祖国实现量子科技自立自强。

参考资料：科学中国人/DeepTech深科技