薛鵬，西南學(xué)院化學(xué)系院長、博士生導(dǎo)師，量子化學(xué)學(xué)家。常年從事量子信息和量子光學(xué)的實(shí)驗(yàn)及理論研究，旨在于量子信息和量子光學(xué)的實(shí)用化和工程化。
孩提時(shí)代的薛鵬，就被公覺得是比較聰明的小孩。高中二年級(jí)的時(shí)侯，為了證明自己聰明，她下決心一定要把數(shù)學(xué)學(xué)好，誰知越學(xué)越有興趣。1995年中考量子物理三大理論，她順利考入了中國科技學(xué)院化學(xué)系。1999年，薛鵬以優(yōu)異的成績提早一年從中國科技學(xué)院化學(xué)系結(jié)業(yè)，免試步入中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室攻讀博士學(xué)位，師從郭光燦教授。2004年獲得博士學(xué)位后，她又奔赴法國留學(xué)，先后在英國因斯布魯克學(xué)院化學(xué)系、奧地利科大學(xué)量子光學(xué)和量子信息研究所做博士后，此后又到英國海德堡學(xué)院化學(xué)大學(xué)做訪問學(xué)者。2006年10月，薛鵬赴美國卡爾加里學(xué)院量子信息科學(xué)研究院做博士后，從事量子通訊和量子估算的數(shù)學(xué)實(shí)現(xiàn)以及量子光學(xué)和原子分子光學(xué)化學(xué)的基礎(chǔ)研究工作，主要旨在于量子通訊和量子估算的實(shí)用化和工程化。后來，她又先后現(xiàn)任卡爾加里學(xué)院講師、客座院士。2009年，薛鵬作為引進(jìn)人才歸國了，步入西南學(xué)院化學(xué)系，任職院長。
薛鵬
在2013年之前，薛鵬都是從事量子信息和量子光學(xué)的研究工作。但數(shù)學(xué)是實(shí)驗(yàn)的學(xué)科，好多化學(xué)現(xiàn)象的發(fā)覺和驗(yàn)證都離不開實(shí)驗(yàn)。作為理論化學(xué)學(xué)家，在與實(shí)驗(yàn)化學(xué)學(xué)家合作時(shí)，會(huì)發(fā)覺好多理論的看法因?yàn)閷?shí)驗(yàn)條件所限未能實(shí)現(xiàn)，有時(shí)薛鵬也會(huì)想，假如自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，會(huì)不會(huì)不再在這方面受制于人。并且在量子化學(xué)方面，實(shí)驗(yàn)得出的成果常常更能得到認(rèn)可，也就可以帶來更多的經(jīng)費(fèi)支持。綜合考慮過后，她決定在實(shí)驗(yàn)方向試一試。
2013年下半年，薛鵬開始負(fù)責(zé)建設(shè)西南學(xué)院量子光學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，即將轉(zhuǎn)向?qū)嶒?yàn)化學(xué)方向，初步建成了科研平臺(tái)。截止目前，實(shí)驗(yàn)室早已置辦了光纖皮秒激光器、半導(dǎo)體激光器、單光子偵測(cè)器、八通路數(shù)字訊號(hào)符合儀等實(shí)驗(yàn)儀器，對(duì)量子行走這一課題展開了開創(chuàng)性和系統(tǒng)性的實(shí)驗(yàn)研究。
薛鵬實(shí)驗(yàn)室的儀器。（圖片來自西南學(xué)院薛鵬院長課題組網(wǎng)頁）
2015年，薛鵬的實(shí)驗(yàn)室率先觀測(cè)到量子行走中光信息的傳播與恢復(fù)現(xiàn)象，但是在國際著名學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)論文。量子行走在量子估算中有著廣泛的應(yīng)用，比如借助量子行走開發(fā)的針對(duì)無序數(shù)據(jù)庫的搜救算法等。這么，量子行走是否還能應(yīng)用于量子通訊呢？這主要取決于量子行走中是否存在信息的傳播與恢復(fù)。薛鵬和朋友們通過觀測(cè)發(fā)覺，攜帶信息的量子行走者可以在任意的質(zhì)數(shù)演變時(shí)間后恢復(fù)至初始狀態(tài)，在此之前仍然遵照量子行走的擴(kuò)散規(guī)律。這一理論的提出及實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證顛覆了人們?cè)?jīng)對(duì)量子行走的認(rèn)識(shí)，并為量子行走在量子信息中的應(yīng)用提供了新的方向，為理解基于量子熱學(xué)的動(dòng)力學(xué)演變的基本現(xiàn)象提供了新的視角，同時(shí)也為研究量子擴(kuò)散及對(duì)拓?fù)洮F(xiàn)象的量子模擬提供了新的思路。此后，課題組用線性光學(xué)體系首次在實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)了基于量子行走的元氏算符檢測(cè)，但是在上發(fā)表了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)論文。通過依賴光子空間模式的量子行走演變，課題組建立了元氏算符檢測(cè)的檢測(cè)算符，成功地對(duì)非正交態(tài)進(jìn)行了最優(yōu)化的無差錯(cuò)態(tài)辨識(shí)。這一理論的提出及實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證顛覆了人們?cè)?jīng)對(duì)量子行走的應(yīng)用的單一認(rèn)識(shí)，為量子行走在量子計(jì)量學(xué)中的應(yīng)用提供了新的方向，為理解基于量子熱學(xué)的基本原理提供了新的工具——廣義檢測(cè)及鈍化檢測(cè)，同時(shí)也為研究量子信道和量子保密通訊提供了新的思路。
2016年，課題組首次在實(shí)驗(yàn)中觀測(cè)到非定域性和隱喻性這兩種量子特點(diǎn)之間存在此消彼長的關(guān)系，因而為闡明量子糾纏是一種普適的資源提供了直接證據(jù)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)刷新了人們對(duì)于量子糾纏的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，首次提出量子糾纏作為一種更普適的量子資源，非定域性和隱喻性的驗(yàn)證都將花費(fèi)這些資源，證明了非定域性和隱喻性是同一實(shí)在性的兩種不同表示這一全新的觀點(diǎn)。論文發(fā)表于并被選為編輯推薦論文。
在實(shí)驗(yàn)方面取得重要成果后，好多人說薛鵬在短短一年半的時(shí)間內(nèi)就實(shí)現(xiàn)了從理論到實(shí)驗(yàn)的華麗轉(zhuǎn)身。但她自己曉得，這轉(zhuǎn)身的背后卻是步步艱辛。主要的困難一共有三個(gè)方面。首先是實(shí)驗(yàn)用房，其次是人員，最后是經(jīng)費(fèi)。實(shí)驗(yàn)用房是最難解決的問題，狹長的空間還須要與人共用、滯后的建設(shè)促使實(shí)驗(yàn)步履維艱。除此之外，有限的生源和缺乏的經(jīng)費(fèi)也使這“華麗的轉(zhuǎn)身”異常艱辛。當(dāng)年經(jīng)費(fèi)十分短缺，連基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)儀器和材料都未能購齊。所幸后來系里增援了36萬，作為訂購第一批儀器的經(jīng)費(fèi)，這筆費(fèi)用直接堅(jiān)定了她做實(shí)驗(yàn)的決心。“但是我的看法是：有錢就做有錢的事兒，沒錢也可以做沒錢的事兒，做實(shí)驗(yàn)不一定非要這么多經(jīng)費(fèi)。經(jīng)費(fèi)不足的時(shí)侯，我們可以從巧思方面去突破。總有一個(gè)方向你可以找到，突破了以后就柳暗花明了。對(duì)人生作出改變，哪些時(shí)侯都不算晚。不要找客觀理由，由于沒有用。理由只能開導(dǎo)自己，他人完全不關(guān)心。我們總是說過程才重要，結(jié)果不重要。雖然過程只是對(duì)自己重要，我們?cè)谶^程小學(xué)習(xí)、享受、受挫、堅(jiān)持，所有的這一切對(duì)自己是寶貴的財(cái)富，而他人只看見結(jié)果而已。”薛鵬追憶道。
薛鵬在講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
在接受科普公眾號(hào)“賽先生”的訪談時(shí)，薛鵬說道：“我目前最感興趣的研究課題是借助量子行走開發(fā)研發(fā)普適的量子信息處理平臺(tái)。量子行走平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)任意的兩維或高維體系的幺正演變，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)量子態(tài)制備和傳輸、量子邏輯門操作、量子檢測(cè)等一系列的量子信息處理任務(wù)。這是因?yàn)椋孔有凶咧锌煽氐淖杂啥劝ㄓ矌藕托凶哒撸凶哒呖蓪⒂矌诺膽B(tài)攜帶至合適的位置（對(duì)應(yīng)時(shí)間域上合適的時(shí)間節(jié)點(diǎn)），而硬幣旋轉(zhuǎn)的過程即可實(shí)現(xiàn)對(duì)行走者的個(gè)別位置的硬幣態(tài)的幺正演變。比如，我們要對(duì)三基態(tài)體系()實(shí)現(xiàn)一個(gè)SU(3)的3×3的幺正演變，首先可以將SU(3)的矩陣分解成三個(gè)SU(2)的矩陣的點(diǎn)乘，每位SU(2)都是對(duì)三維體系中兩個(gè)維度做單比特旋轉(zhuǎn)操作。我們可以通過硬幣旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)這個(gè)單比特操作，同時(shí)通過“行走”對(duì)三維體系的基矢作為重新排列，及可以選擇對(duì)三個(gè)維度中的任意兩個(gè)進(jìn)行單比特旋轉(zhuǎn)。對(duì)于量子行走平臺(tái)，每位單比特旋轉(zhuǎn)操作都可以由相應(yīng)的硬幣投擲過程實(shí)現(xiàn)，而基矢的重新排列則可以用行走者在頻域空間中的行走來實(shí)現(xiàn)。由此我們可以看出，量子行走可以作為普適的量子信息處理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)任意兩維或高維的態(tài)的幺正演變。”同時(shí)她也談到了其中最大的挑戰(zhàn)就是怎樣實(shí)現(xiàn)量子行走平臺(tái)的大型化和集成化。“目前我們?cè)缫延幸恍┫嚓P(guān)的進(jìn)展。我們組的優(yōu)勢(shì)就是我對(duì)量子行走方面的深入研究和多年的積累。所謂‘一招鮮吃遍天’，我希望有三天能在量子行走這一方向上做到無可替代，一提及量子行走這一課題，業(yè)內(nèi)人士能夠想到我和我的課題組。”
薛鵬性格中的堅(jiān)韌、獨(dú)立，對(duì)自己的清醒認(rèn)識(shí)，對(duì)她所從事的科研事業(yè)都起到了極大的幫助。這其中最重要的，是她很勤勞量子物理三大理論，能吃苦，不畏艱險(xiǎn)，堅(jiān)定地相信他人能做到的自己也一樣能做到。薛鵬平常的工作習(xí)慣是一定要做完一件事才開始另一件事。她樂于跟同行或則中學(xué)生討論科研問題，但不習(xí)慣閑聊，她討論問題事先都有明晰的目的性和方向性。作為數(shù)學(xué)學(xué)領(lǐng)域?yàn)閿?shù)不多的女人科學(xué)家，薛鵬覺得：“女性從事科學(xué)研究工作之所以須要面臨更多的挑戰(zhàn)，首先是由于先前常年以女性為主導(dǎo)的社會(huì)固化了男性的社會(huì)角色。女性主導(dǎo)的社會(huì)更傾向于覺得女人的社會(huì)角色是家庭主婦，或則從事一些護(hù)理、教育、社會(huì)工作、語言學(xué)、時(shí)尚行業(yè)等相關(guān)的工作。一旦女人企圖承當(dāng)除此之外的社會(huì)角色，也就是挑戰(zhàn)固有的社會(huì)角色定位時(shí)，難免會(huì)遭到來自極少數(shù)但仍然存在的自私的女性沙文主義者的個(gè)別隱型的挖苦。‘你的存在就是對(duì)我的傷害。’女性科研工作者，作為中學(xué)生時(shí)就有可能面臨導(dǎo)師的傾向性招生選擇，初入職場(chǎng)作為PI時(shí)又有可能在與別人合作時(shí)會(huì)被當(dāng)作何必要的麻煩，漸入佳境取得一點(diǎn)成績以后，就會(huì)有少數(shù)人會(huì)傾向于推測(cè)不僅天賦和努力之外，這背后是否有哪些其他的誘因。或則給你安上一個(gè)“滅絕禿驢”的“榮譽(yù)稱號(hào)”，猜測(cè)你平常肯定不顧家庭等等。長此往年，男性科研工作者都會(huì)被邊沿化。這些“另眼相待”其實(shí)是無言的、隱形的，將男性科研工作者的努力抹殺于無形。其實(shí)這不是普遍現(xiàn)象，相信大多數(shù)男同胞還是對(duì)我們照料有加，對(duì)我們的成績也是樂見其成的。并且隨著社會(huì)風(fēng)氣的進(jìn)一步松陽，固有的社會(huì)角色認(rèn)定進(jìn)一步被打破，這些不公正不公平的現(xiàn)象會(huì)越來越少，距離真正意義上的男女平等指日可待。”
薛鵬的生活照
目前，薛鵬院士在西南學(xué)院數(shù)學(xué)系從事著她熱愛的科研和教學(xué)工作，在量子化學(xué)學(xué)的領(lǐng)域不斷攀越著學(xué)術(shù)的高峰。
原文地址：薛鵬：由量子理論轉(zhuǎn)向?qū)嶒?yàn)，背后盡是艱辛|女科學(xué)家去哪里了？#編者有刪改
薛鵬院長課題組主頁：