纪念建道灵君

建道灵教授

（图源：Scott Aaronson的个人博客）

撰文 | 陆朝阳 潘建伟

2020年是不平静的一年。

6月5日，美国路易斯安那州立大学讲席教授、量子信息领域国际著名专家Jonathan P. Dowling因病不幸离世，享年65岁。

Dowling教授曾多次访问中国各个高校，受聘为中国科学技术大学、北京计算科学研究中心、上海纽约大学等高校的访问教授。他骄傲地给自己取了一个中文名字“建道灵”印在自己的名片上，并专门制作了一个印章，用于各自正式的学术会议场合。

建道灵教授作为QCMC’18会议主办方发给邀请报告人的正式信函（图片由作者提供）

建道灵教授是国际量子学界的一张富有特色的名片，他声如洪钟，充满活力，所到之处充满欢声笑语。近来，国外同事在推特和博客上发表了许多纪念建道灵教授的文字。笔者与建道灵教授认识二十余年，并合作发表了6篇学术论文，以文追思，纪念建道灵君。

建道灵于1955年出生于美国纽约，原籍爱尔兰（这是他在喝酒的时候，经常引以为傲提及的）。他在1988年获得科罗拉多大学博士学位，之后分别在德国马普量子光学所、美国陆军航空与导弹司令部、美国宇航局（NASA）加州理工学院喷气推进实验室（JPL）从事基础研究工作，2004年到路易斯安那州立大学担任Hearne讲席教授和Hearne理论物理中心联合主任。
建道灵教授是国际量子信息理论的先驱之一，特别是在量子精密测量、线性光学量子计算、以及量子光学方面做出了突出贡献，并因此获得了国际激光科学和量子光学拉姆奖，先后入选了美国光学学会（OSA）会士、美国物理学会（APS）会士、美国科学促进会（AAAS）会士。
先驱者2000年，建道灵发表了关于利用多光子纠缠实现超越经典衍射极限的量子光刻的理论方案[PRL 85, 2733 (2000)]。这篇文章首次发现了光量子纠缠在精密测量方面的重要应用，激发了学术界和产业界的研究热潮，目前已经被引用超过1400次。

文中提出的特殊形式的多光子路径纠缠态可以写成


的形式，由Barry Sanders和建道灵教授独立地把它命名为NOON态，现已成为专业术语。
除了量子精密测量，建道灵教授在另外多个领域（包括光子晶体激光、量子光学、线性光学量子计算、玻色取样等）均有重要建树。例如，在线性光学量子计算方面，提出了多个有价值的理论方案，并由于其系统性的贡献，受邀为《现代物理评论》撰写了长篇综述文章[Rev. Mod. Phys. 78, 135 (2007)]。

预言帝

2003年，在量子信息远远没有像今天这样为大众所知（甚至被部分人定性为伪科学）的时候，建道灵教授和澳大利亚量子光学专家G.J. Milburn在Philosophical Transactions of the Royal Society of London期刊发表评述论文“Quantum technology: the second quantum revolution”，第一次提出了“量子技术”和“第二次量子革命”概念。

今天，这两个词语已经被广泛使用。通过Web of Knowledge检索关键字，从本世纪初以来的发表论文数量说明建道灵的预言已经获得了验证。例如，欧洲和美国相继启动了欧盟量子技术旗舰计划（10年投资总额超过30亿欧元）和美国国家量子行动计划（5年投资达约13亿美元）。我国也在更早之前（2013年）就开始了相关论证。

数据来源：Web of Knowledge

2016年8月16日，中国成功发射世界上首颗量子科学实验卫星。几天后，建道灵教授在推特上评论：“The Chinese entanglement satellite is our Quantum Sputnik”，第一次把墨子号卫星和前苏联于1957 年发射的第一颗进入行星轨道的人造卫星“斯普特尼克”联系起来。

之后，建道灵教授在访问中国的时候多次得意地提及，他早就在2013 年出版的书Schrödinger's Killer App: Race to Build the World's First Quantum Computer中预言：

The future quantum Internet will have “Made in China” stamped all over it。

 猫头鹰和呆头鹅

作为美国量子信息技术项目的最早（1994 年）和主要推动者之一，建道灵教授坚守科学家的良知，强烈反对学术活动政治化，主张在基础科研领域应加强国际合作和交流。
在美国政府遏制中国高科技发展的国际大环境下，2019年，美国商业情报公司Strider发布了一份针对我们团队的扭曲事实的报告，部分媒体，如华盛顿邮报、麻省理工学院科技评论等进行了大篇幅的引用和报道，给我们以及国际上的合作者带来不小的困扰。
建道灵教授发现了这个报道，第一时间通过微信把报告全文发过来，旗帜鲜明地反对此类刻意扭曲事实、将基础科学研究政治化以博取眼球的行为。顺便，建道灵教授再次发明了一个金句：“Science is for owls. Politics is for geese.”（西方文化中猫头鹰被认为是雅典娜的圣鸟而代表智慧；鹅代表蠢。）

建道灵和陆朝阳的微信聊天记录截图

建道灵教授和其他参加2019年新兴量子技术国际会议的专家一起，签署和发布了量子技术白皮书：
“来自世界各国的数百位量子技术研究者一致认为，在未来的历史长河中，推进量子信息技术的发展是全球学术界的共同责任，建立全球性的合作来共同推动该领域的发展是必要的，而不应该各自关起门研究。为此，应加强不同国家间科学家的合作与交流，在基础研究和共性技术方面尤为如此。”
耿直boy“The only thing necessary for the triumph of evil is for good men to do nothing”。
作为这句话的信奉者和践行者，建道灵教授一直在公开场合毫不留情地批评各种不当宣传现象。他自封为“量子牛屎探测器”（Quantum bullshit detector），在他的推特上，建道灵教授的标志性回复简短干脆：“对”、“错”、“炒作”、“非炒作”、“连错都算不上”（not even wrong）[4]。

耿直的建道灵教授也是对自己的工作最严厉的批评者。我们合作的第一篇论文[PRL 119, 080502 (2017)]即是来源于此。
2016 年，第四届ICQFT会议在上海召开，建道灵教授这样开始他的受邀报告：“我喜欢中国的一个原因就是，我一下飞机，中科大的学生苏祖恩在机场接到我后和我说的第一句话就是，Dowling教授，我们发现你的论文有错误！”很快，建道灵教授解决了这个问题，并积极参与到我们演示玻色取样线路用于超相位分辨的实验中来。
菩萨心

第一次听到建道灵教授意外辞世的不幸消息是建道灵的中国学生由成龙半夜微信发过来的，末了他感概了一句：“为什么呢，我越想越觉得太不公平了”。

谈起对青年学生的支持，曾在路易斯安那州立大学读博士的由成龙说：“太多了。Jon从来都对所有学生一视同仁。我们学院别的老师不要的学生他都照单全收，而且他收学生从来不考虑有没有funding。他总是跟我说，先收了学生再考虑funding的事情。可以说很多学生如果没有Jon的支持基本上都没法毕业”。
每次建道灵教授来中国科学技术大学上海研究院访问，一道独特的风景线是他总会带着七八个各种肤色的学生一起，在各种学术讨论环节，很耐心地引导和鼓励学生积极参与。
他毫无距离感，常自称是“桥梁”或“胶水”，经常把上海纽约大学的学生带过来，又把科大的学生带过去学术交流。在几乎所有的被宴请的场合，他都会要求带上学生一起。建道灵教授也为许多的青年科研人员精心准备了推荐信，他总是在别人需要的时候，毫不吝啬地伸出援助之手。

（供图：建道灵学生由成龙）

老顽童建道灵教授最为人所知的是他老顽童一样的性格，热情纯真，风趣幽默，特别是他的招牌大嗓门，无论在多大的会场作报告都不需要麦克风。剑桥大学Mete Atatüre教授在推特上纪念说他是“one of the most inspirational names in the science community and the loudest voice for quantum science”。

建道灵教授总是有和大家分享不完的趣事。他经常讲的一个故事是他1984年本科毕业面临博士专业选择的时候，如何抛弃超弦理论的诱惑而转投被教授警告毕业找不到工作的量子基础理论和贝尔不等式的经历。一个原滋原味身临其境的讲述，由《科学美国人》记者Daniel Garisto记载并分享在推特。

（图源：Daniel Garisto的推特）

建道灵还拥有国际上第一个（也许也是唯一）以“QUBIT”命名的车牌，得瑟地给加州理工学院的John Preskill教授展示并合影。

（图源：John Preskill的推特）

未竟的赌局2020 年 3 月 9 日，Wired网站报道“Two Physicists Bet Over a Quantum Computing Moon Shot”，这可能是建道灵教授最后一次出现在公众新闻。John Preskill和建道灵教授对于拓扑量子计算的发展前景有着不同的看法，并在推特上就“十年内能不能实现基于非阿贝任意子的大于99%的双量子比特逻辑门”公开打赌。

（图源：建道灵和John Preskill的推特）

所有人都好奇拓扑量子计算未来会如何，期盼着见证10年之后赌局兑现。可惜令大家无比痛心和遗憾的是建道灵的意外辞世。我们“猜中了开头，没有猜到这个结局”。
他用成就推动了科学的发展，他以无私扶持了许多青年学者，他的正直照亮了前方的路，他有趣的灵魂滋养了这个世界。
谨以此文纪念我们的挚友建道灵君。

参考文献：

[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Jonathan_Dowling

[2] https://www.scottaaronson.com/blog/?p=4839

[3] https://royalsocietypublishing.org/doi/pdf/10.1098/rsta.2003.1227

[4] https://www.wired.com/story/two-physicists-bet-over-a-quantum-computing-moonshot/

赛先生

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