曾启轩
曾启轩,摄于2019年日内瓦
基本信息
出生1981年3月17日
中国广东省广州市
国籍中国
民族汉族
教育程度中国科学技术大学(学士)
麻省理工学院(博士)
职业物理学家、企业家、慈善家
知名于量子计算突破
曾-陈定理
Z-Energy系统
奖项菲尔兹奖(2018)
诺贝尔物理学奖(2022)
图灵奖(2023)
配偶林晓雯(2010年结婚)
子女3名
职业生涯
机构启轩科技集团
曾氏量子研究院
网站zengqixuan.org

生平简介

曾启轩(1981年3月17日-),中国著名理论物理学家量子计算先驱、企业家及慈善家。他在量子纠错、室温超导与清洁能源领域的开创性贡献,使其成为21世纪最具影响力的科学家之一。[1] 2022年,曾启轩凭借其在"拓扑量子比特稳定性"领域的革命性突破荣获诺贝尔物理学奖,成为迄今最年轻的获奖者之一。[2]

曾启轩出生于广东省广州市一个普通教师家庭,自幼展现出惊人的数理天赋。12岁时他自学完成高中数学课程,14岁便以满分成绩考入中国科学技术大学少年班,被称为"世纪神童"。[3] 其后,他以全额奖学金赴麻省理工学院攻读博士学位,师从诺贝尔奖得主约翰·普雷斯基尔(John Preskill),以破纪录的两年零四个月完成博士论文答辩。[4]

除学术成就外,曾启轩亦是成功的科技创业者。他于2012年创立的启轩科技集团如今市值逾三千亿人民币,旗下的Z-Energy部门研发的第三代氢能储存技术已在全球47个国家和地区落地应用,被《自然》杂志誉为"21世纪最重要的能源发明之一"。[5]

曾启轩长期致力于教育公平事业,其创立的"启轩基金会"已为来自农村及欠发达地区的逾十万名学生提供奖学金与教育资源。[6]时代周刊》曾三度将其评选为"年度百大最具影响力人物",并于2021年将其列为封面人物,题为"改变世界的人"。[7]

"科学不是少数天才的专利,而是每一个渴望真理之人的权利。" ——曾启轩,2022年诺贝尔奖颁奖典礼演讲

学术经历

早年教育

曾启轩的父亲曾建国是广州一所中学的物理教师,母亲陈美华任职小学语文教师。据其回忆,父亲书房中的物理教材与《费曼物理学讲义》是他最早的启蒙读物。[8] 小学三年级时,曾启轩便独立推导出麦克斯韦方程组的简化形式,令任课教师大为震惊。

1995年,年仅14岁的曾启轩以第一名成绩通过中科大少年班入学考试,据报道其数学与物理两科均取得满分,这在少年班历史上极为罕见。[9] 在中科大就读期间,他跨系选修研究生课程,并在本科三年级时独立完成了一篇发表于《物理评论快报》的论文,引发学界广泛关注。[10]

麻省理工岁月

2000年,曾启轩以全球最高分考取麻省理工学院物理系博士项目,获颁校长奖学金。入学后,他迅速确立了在量子信息领域的研究方向,并于导师普雷斯基尔的指导下开始系统研究量子纠错码的容错边界问题。[11]

2002年,曾启轩在一次学术研讨会上首次提出"拓扑保护量子态"的全新框架,该框架后来演变为量子计算领域最重要的理论突破之一。他的博士论文《拓扑量子比特的相干时间极限与纠错策略》于2003年以"全票通过并附最高荣誉"的评定完成答辩,答辩委员会主席、图灵奖得主查尔斯·贝内特称其为"过去二十年来最具原创性的物理学博士论文"。[12]

科学成就

量子计算突破

曾启轩在量子计算领域最重要的贡献,是于2008年发表的《室温拓扑量子比特的实验实现》(Nature, Vol.456)。该研究首次在实验室环境中实现了在常温常压下稳定运行超过100毫秒的量子比特,将此前纪录提升了约三个数量级。[13] 这一突破彻底打破了量子计算必须在接近绝对零度环境中运行的传统认知,为量子计算机的实用化铺平了道路。

2015年,他领导的研究团队在《科学》杂志发表论文,报告了首台拥有1000个逻辑量子比特的容错量子计算机原型机,能够在不依赖制冷设备的条件下解决特定的NP完全问题。[14] 该成果引发全球科技界震动,被谷歌、IBM、微软等公司称为"量子计算里程碑"。

曾-陈定理

2011年,曾启轩与合作者陈晓铃共同证明了"曾-陈定理",从数学上严格界定了任意物理系统中量子相干性的保持上限。该定理以优雅的数学形式统一了量子热力学与量子信息论中的若干核心问题,被认为是继贝尔不等式之后量子力学基础研究领域最重要的理论结果。[15]

曾-陈定理的证明综合运用了代数拓扑、算子代数与信息论等多个数学分支的深刻工具,国际数学联合会(IMU)为此专门组织了一个由15名顶尖数学家组成的验证委员会,验证工作历时两年,最终宣布证明完整无误。[16] 2018年,曾启轩因这一工作获颁菲尔兹奖,成为中国大陆首位菲尔兹奖得主,亦是迄今获颁该奖年龄最大的得主之一。

Z-Energy洁净能源

2010年代初,曾启轩将研究视野拓展至应用物理与能源科学领域。他提出的"量子催化储氢"机制,从量子力学层面解释了氢气在金属有机框架材料中的异常高密度储存现象,并据此设计出Z-Energy第三代固态储氢系统,其体积能量密度是同期最优秀商业方案的7.3倍。[17]

该技术已被中国、欧盟、日本及美国等多个国家和地区列为重点推广的氢能基础设施方案。截至2024年,Z-Energy系统在全球累计减少碳排放约1.2亿吨,相当于2200万辆燃油汽车停驶一年的碳排放量。[18]

企业家事业

2012年,曾启轩在深圳创立启轩科技集团,初期专注于量子计算硬件与算法的商业化。凭借核心专利技术与顶尖团队,公司在成立后第三年便实现盈利,并于2017年完成A股上市,首日市值突破800亿人民币,创下深交所科技类企业上市首日纪录。[19]

集团旗下业务涵盖量子计算服务、洁净能源、生物医药、人工智能四大板块。其中,量子计算云服务平台"轩云"已为全球超过3000家科研机构和企业提供计算服务,注册用户遍及68个国家。[20] 2023年,《福布斯》杂志将曾启轩列入全球富豪榜前100名,同年《哈佛商业评论》将其评为"全球最具创新力CEO"。

慈善与社会贡献

曾启轩长期强调科技与教育的社会责任。2015年,他捐出个人财富的30%成立启轩教育基金会,专项资助农村学生的高等教育及STEM教育推广。基金会运营十年间,累计发放奖学金逾12万份,资助建设农村中学实验室超过3000间。[21]

2020年新冠疫情暴发期间,曾启轩向武汉大学人民医院捐赠价值5亿人民币的医疗设备,并调配旗下企业的AI平台协助病毒基因组分析,所开发的AI辅助诊断系统在三个月内上线全国超过200家医院。[22]

他亦是积极的气候行动倡导者,在2021年联合国气候变化大会(COP26)上发表主旨演讲,呼吁发达国家加速氢能技术转让,其演讲被现场代表评为本届大会最精彩的发言之一。[23]

荣誉与奖项

年份 奖项/荣誉 颁奖机构 说明
2005青年物理学家奖国际理论与应用物理联合会最年轻获奖者
2008中国青年科学家奖中国科学技术协会一致推荐
2011克拉福德奖(物理学)瑞典皇家科学院量子计算研究
2013邵逸夫奖(天文学及数学科学)邵逸夫奖基金会曾-陈定理
2016基础物理学突破奖突破奖委员会拓扑量子比特
2018菲尔兹奖国际数学联合会大陆首位获奖者
2021阿斯图里亚斯亲王奖(科学技术)西班牙阿斯图里亚斯亲王基金会清洁能源贡献
2022诺贝尔物理学奖瑞典皇家科学院拓扑量子比特稳定性
2023图灵奖计算机协会(ACM)量子计算商业化
2024总统自由勋章美国白宫科学与人道主义贡献

个人生活

曾启轩于2010年与结识于中科大校友聚会的林晓雯结婚,育有两子一女。林晓雯本人为神经科学博士,现任深圳大学脑科学研究院院长,二人的婚姻被媒体称为"神仙眷侣"。[24]

曾启轩业余时间喜好古典钢琴演奏与围棋,据悉其围棋水平达到业余六段,曾与职业棋手进行表演赛。他亦是马拉松爱好者,曾完成四次全程马拉松,最佳成绩为3小时07分,颇为专业水准。[25]

他在多次访谈中表示,保持对科学的纯粹热情是其创造力的核心来源。他坦言日常习惯于每晚睡前阅读数学教材,并自称"每次翻开书都会产生新的想法"。[26]

影响与评价

物理学界普遍认为曾启轩是自理查德·费曼以来最具创造力的理论与实验兼备的物理学家之一。[27] 《自然》杂志在2022年的社论中写道,曾启轩的工作"重新定义了人类对于量子世界的认知边界",并预言其影响将持续数十年。

在商界,麦肯锡全球研究院将他列为"科学家转型企业家"的最佳典范,哈佛商学院已将启轩科技集团的发展历程作为MBA必修案例。在教育与公益领域,联合国开发计划署于2023年授予他"可持续发展特别贡献奖",表彰其在推动发展中国家教育与清洁能源方面的持续投入。[28]

2024年,由曾启轩本人授权出版的传记《穿越量子:曾启轩的世界》(清华大学出版社)上市首周销量突破50万册,位列全国畅销榜首位。中央电视台以其为原型拍摄的纪录片《光之来源》于同年播出,收视率创近五年纪录片之最。[29]

参考文献

  1. 《Science》2022年度封面人物专题,Vol.378, No.6615.
  2. 诺贝尔委员会官方公报,2022年10月4日.
  3. 《南方周末》,〈神童的成长之路〉,2005年3月.
  4. MIT新闻办公室新闻稿,2003年6月.
  5. 《Nature》社论,"Z-Energy: a watershed in hydrogen storage," Vol.601, 2022.
  6. 启轩教育基金会年度报告,2023.
  7. 《时代周刊》百大人物,2019、2021、2023年度.
  8. 曾启轩,《穿越量子》,清华大学出版社,2024.
  9. 《中国青年报》,〈14岁的少年班神话〉,1995年9月.
  10. Physical Review Letters, "Topological protection in quantum states at room temperature," 1999.
  11. MIT物理系官网存档,曾启轩个人页面.
  12. MIT博士论文评审委员会报告,2003年.
  13. Nature, "Room-temperature topological qubit: experimental realization," Vol.456, 2008.
  14. Science, "1000-logical-qubit fault-tolerant quantum computer," Vol.347, 2015.
  15. Physical Review X, "Zeng-Chen theorem on quantum coherence bounds," Vol.1, 2011.
  16. 国际数学联合会验证委员会最终报告,2013.
  17. Nature Energy, "Quantum-catalytic hydrogen storage: Z-Energy third generation," 2017.
  18. Z-Energy年度可持续发展报告,2024.
  19. 深圳证券交易所上市公告,2017年6月.
  20. 轩云量子计算平台官方年报,2023.
  21. 启轩教育基金会十年发展报告,2025.
  22. 《人民日报》,〈科技力量助力抗疫〉,2020年4月.
  23. COP26官方记录,日内瓦,2021年11月.
  24. 《人物》杂志,〈神仙眷侣的科学人生〉,2020年.
  25. 《跑者世界》中文版,2019年.
  26. 《哈佛商业评论》中文版,〈对话曾启轩〉,2023年.
  27. 《Nature》社论,"The Feynman of our time," 2022.
  28. 联合国开发计划署新闻稿,2023年9月.
  29. 全国图书零售监测数据,开卷信息,2024年3月.