量子科学家的日常 | 奇葩说辩手vs脱口秀演员，与物理实验室共振了

当量子计算频繁出现在新闻和融资报道里，最容易被看见的，往往是“大厂入局”“路线之争”和“下一个拐点”。但如果把视线从标题拉回实验室，问题会立刻变得具体得多：一个搞数学竞赛的人，为什么最后去做了离子阱量子计算？一个上过奇葩说的物理博士，如何用量子气体做模拟？

这次，我们和合肥国家实验室研究员汪野、中国人民大学副教授郭彦良聊了很久，他们向我们讲述了如何被兴趣推着走、又如何在交叉路口做出选择的故事。

本期嘉宾

汪野

合肥国家实验室研究员

主要研究方向是离子阱量子计算和离子阱量子精密测量

参与2025知乎科学开放麦《追答案的人》

▲汪野，来源：中国科学技术大学官网

郭彦良

中国人民大学物理学院副教授

主要研究方向是超冷原子和量子模拟

第六季《奇葩说》辩手

▲郭彦良，来源：中国人民大学物理学院官网

不是先有规划，才有科研路

汪野：我最终选择物理，是因为从小对物理最感兴趣。但初高中时竞赛老师说数学竞赛最值钱，所以被迫去搞数学，拿了个金牌。保送清华后，军训完在超市门口被姚班老师拦下来，说搞数学竞赛的孩子特别适合理论计算机，就被拉去参加了姚班的考试。结果考了入学第一名。我纠结了很久：是选一直喜欢的物理，还是转去计算机？当时互联网行业就业已经很好了，最后在利益驱使下选了计算机。后来在博士期间又回到了物理领域。

我有个从初中到高中关系特别好的同学，我俩一起竞争数学奥赛国家队。最近我们聊天，他说从小就觉得我的思维特别图像化，天生适合搞物理。但是数学竞赛和计算机领域的学习经历，让我和长期受物理培训的人思路不太一样，思考问题时会更多从数学原理或理论角度出发，加上计算机背景，会有一些额外的视角。

郭彦良：我2011年高考，父亲想让我报金融、经济，但我觉得物理和数学是在人类出现之前就存在的学科，而金融和经济是有了社会才有的。学完物理再学金融是可以的，但学完金融再学物理就难了。所以坚定地选择了物理。

我去武汉大学后，在新生游园时偶然知道有中法班项目，我就去问了一下，加上之前也搞过数学和物理竞赛，最后进去了。大学前两年专业课不一定多，但法语课一节不落。大三时，全班三十人一起去了里昂第一大学。后来我去了巴黎综合理工读博，再到奥地利因斯布鲁克做博后。

我选择物理，是因为它给出的核心底层逻辑能解释很多东西。我们脑中有一个认知地图，遇到新东西时必须和原来的地图融合才能接受它。物理给你的正是这种自洽的舒适感——看到之前大家没有证实过的东西，是有一种幸福感的。

冷原子与离子阱：同一片森林，两个入口

郭彦良：我们做冷原子，就是想把原子降到非常非常低的温度。怎么降呢？用激光。你可以想象，你站在一艘顺流而下的船上，岸上有人不停地朝你扔石头。石头从同一个方向来，但你接住之后随机往四面八方扔，一来二去，船速就慢下来了。原子就是这么被“冻住”的。

一旦冷到接近绝对零度，原子就不再像台球一样乱撞，而是像水波一样“摊开”，互相手牵手、连成一片。这就是玻色-爱因斯坦凝聚。当你把两团这样的“波”放在一起，它们就会像水面的涟漪一样，形成明暗相间的干涉条纹。这就是物质波。

做实验最过瘾的地方就在这里——数学公式告诉你它会这样，但你真正用眼睛看到它发生了，那种“信了”的感觉是完全不同的。

汪野：我走的是另一条路，叫离子阱。我们不用一大团原子，而是用电磁场把单个带电的原子“囚禁”在半空中，然后用激光一个一个地操作它。如果说郭老师是在研究一片森林，那我就是在一棵一棵地种树。

这两种路线各有各的难处。离子阱的好处是操控非常精准，但想把几十个离子玩转已经不容易了；冷原子一上来就是十万百万个，规模大，但操控精度要差一些。所以现在大家也在互相借鉴——没有哪条路是唯一答案，就看谁能先跨过那道门槛。

好的科研是副产品，也是“试”出来的

汪野：我读博时主要方向是做微纳加工芯片离子阱。当时等芯片迭代太慢，就跟老板聊说这个方向也值得干，就去干了。技术创新是自然的，把领域内已有的技术集成到一个系统里，关键是让几千个零部件同时正常工作，把噪声研究透并控制住。这个成果不是我博士的主要方向，很多好成果都没有出现在之前写的计划里。

郭彦良：我在法国时，有一次和老师对一个现象有不同解释，讨论无果后，我先按他的方案做，等他走了又自己回来做我的方案，结果证明我是对的。第二天跟他说，你看我是对的吧。那位法国老师说，他接触的很多中国学生更多是老师让做什么就做什么，很少反过来说：你不对，我证明给你看。

我在法国写博士论文时也有一个意外，当时电脑和备份U盘放在车里被偷了，因此前三章被迫重写。这反而让我下定决心用汉语把这部分重新写了一遍。后来基于博士论文，我和同学合著了《冷原子物理与低维量子气体》，这本书还获得了科技部出版基金。

《奇葩说》、脱口秀与实验室里的“共振”

郭彦良：辩论让我学会站在双方立场找理由。写论文时，要收集证据支撑结论；实验出了问题，机器不会说话，得设计实验把矛盾点突出出来；做报告时，要像辩论说服评委一样，站在听众角度讲明白。我把辩论比作乘法器——前提是专业能力足够强，否则没有意义。

《奇葩说》的“场”很有意思。你站在舞台上，怎么通过你的语言让整个场共振起来？这就像物理里的有效场论，和有些人聊天你会觉得起鸡皮疙瘩，那个概念进入脑子里的瞬间，就是共振。

汪野：我在讲脱口秀的经历中，最大的收获是了解了专业演员的工作状态——改稿、排练、节奏控制、对观众的反馈。他们讲了几百场，就知道这个点怎么讲观众一定会笑。科普加脱口秀非常难，一边要分享知识一边要逗笑。

泡沫与未来：给年轻研究者的提醒

汪野：一个足够热的领域，不可能没有跟风者。但有泡沫和没有真实进展不是一回事。真正值得看的不是新闻热度，而是底层指标有没有持续推进。量子纠错几年前还被说成“越纠越错”，现在已经有了“越纠越对”的结果。只要这些能力还在往前走，这个领域就不是纯粹讲故事。真正的前沿研究，不是押一个赢家，而是把不同路线推远，看谁先跨过门槛。

郭彦良：学科分久必合，交叉越来越重要。可以先用AI快速了解各个领域的大致轮廓，知道前沿在做什么，再找准自己真正感兴趣和擅长的方向。不要一开始就把路走窄。