【大纪元2024年06月26日讯】（大纪元记者徐曼沅美国洛杉矶报导）金丝框眼镜、白色短袖上衣和短裤，28岁的黄信元（Hsin-Yuan Huang）穿着打扮和校园里的大多数理工学生没两样；今年从加州理工学院（Caltech）博士班毕业并荣获“克劳泽奖”（Clauser Prize）后，黄信元在诸多就业邀请中选择留校任教，在爱因斯坦、奥本海默、费曼等物理学教授工作过的地方，他继续量子力学及其交叉领域的研究工作。
量子电脑的应用前景
“克劳泽奖”是加州理工学院毕业生的最佳论文奖，也是Caltech对新进科研者的最高认可。黄信元的博士论文题目为“量子宇宙中的学习”（Learning in the Quantum Universe），探索量子物理的应用前景，研究成果有机会推翻人们既有认知的古典物理学（classical physics），亦有望为未来计算机技术带来革命性突破。
黄信元解释：“虽然日常生活中的现象可以通过经典物理学描述，但量子力学才是背后的基本规律。我的研究目标是理解不同实体在学习时的差异。”例如人类、普通电脑、量子电脑的学习差异为何，并探讨量子电脑（Quantum computer）更有效广泛应用的可能性。（延伸阅读：科学家成功测到了最小质量物体的引力）
黄信元在台湾求学，师从台大林智仁教授，后转入理论物理学研究。
众多聘任邀约 独钟留校深耕
对于黄信元而言，提出“好问题”是做出好研究的关键。他发现，台湾学生多半习惯于解决“已有的问题”，而不是去发现问题；他认为“提出好问题”和“解决问题”同样重要，因为研究的关键在于提出前人未曾探索的领域，而非在已知的基础上锦上添花。
黄信元鼓励学生要培养主动提问和探索的能力，而不是单纯等待指导教授分配任务，因为只要问题本身具有价值，就有机会成为令人兴奋的发现。他的研究成果引起众多顶尖学府和知名科技公司的注意，攻读博士的最后一年，黄信元收到多所知名大学教职工作的邀请，也吸引许多科技产业邀请他加入研究团队。
黄信元最终选择担任Caltech助理教授，在量子物理领域继续深耕。这所学府提供了理想环境，尽管未来研究的路程很漫长，但他侃侃而谈，期待物理学能对世界产生更多贡献。
“克劳泽奖”由克劳泽家族设立，其家族成员约翰‧克劳泽（John Clauser）于2022年获得诺贝尔物理学奖。这个奖项每年颁给在论文研究上有创新贡献的Caltech博士生，以表彰具有开创性和影响力的年轻学者。黄信元对自己获奖未有太多雀跃，更多的是对指导教授约翰‧普雷斯基尔（John Preskill）的感谢。
黄信元说：“我的导师打造了一片园地，让不同背景的研究者自由交流想法。他非常注重促进学生、博士后之间的互动，鼓励大家自主发想新概念。这种环境常常能产生导师本人都没想到的新思路。”普雷斯基尔所创立的量子信息与物质研究所（IQIM）是学界顶尖的研究团队，而要建立这样的研究平台并不容易。黄信元希望未来建立自己的研究团队时，也能维持这种氛围，让成员们尽情“头脑风暴”、探索新想法。
黄信元认为，当前学界缺乏坚实的理论基础来支持量子计算机的潜在影响。因此，他计划在未来几年内致力于建立这样的理论基础。他对量子计算的前景充满信心，因为发展大规模量子电脑本身就是一个探索基础物理的过程。
展望未来研究成果：两种可能
目前学界假设量子力学在任何范畴都是正确的，但在极其复杂的量子纠缠状态下，这一假设还未被验证。量子计算机需要在人们从未实现过的范畴内运作，这也将挑战目前人类对量子力学的理解。
黄信元解释，他的研究将可能出现两种结果：一是发现现有物理法则在某些极端条件下的局限性，另一种是成功开发出功能强大的量子计算机。前者可能改变既有的物理学理论，后者则将解决普通电脑过于耗电的问题；无论哪种结果，都将是科学史上的重大突破。
2019年，Google的量子电脑首次展现了在某些特定问题上超越普通计算机的能力，黄信元希望探索量子计算机可以结合机器学习的概念，以此发现新的物理现象和科学规律。虽然这些理论研究非常前沿，短期内亦不会有明显的实际应用，但黄信元认为在未来二三十年后将产生重大影响。
他进一步说明：“我们想了解量子电脑在观察和学习世界时，能否比传统电脑学习得更快、更好；我们还研究了实验科学家进行实验的过程，这本质上也是一个学习过程。我们试图用机器学习的理论来理解这个过程，探索如何让人类更快地学习和理解这个世界。”
黄信元的理论研究，已开始被实验科学家应用，他希望通过新的设计来帮助实验科学家更有效地进行实验。◇
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