段路明，男，1972年出生于安徽省桐城市，毕业于中国科技大学，中国科学院院士，物理科学家，中国科学院量子信息重点实验室副主任，清华大学基础科学讲席教授、姚期智讲座教授、博士生导师。

段路明于1998年获得台湾中国科技大学博士学位，并留校任教，先后担任副教授和教授。2003年，他赴美国密歇根大学担任助理教授，2007年获得终身教职，2012年成为费米讲席教授。在2018年，他辞去在美国密歇根大学的恩里科·费米讲席教授职位，全职回到清华大学交叉信息研究院工作。2023年11月，段路明当选中国科学院院士。2024年1月，段路明课题组利用同种离子的双类型量子比特编码，在国际上首次实现无串扰的量子网络节点。

段路明从事量子计算机和量子网络方向的研究。完成了量子信息领域一些开创性的工作，提出实现长距离量子通信网络的量子中继方案，被国际同行誉为“DLCZ”（Duan-Lukin-Cirac-Zoller）方案，为该领域的奠基性方案。他曾获得中科院院长特别奖、全国优秀博士论文、饶毓泰基础光学奖、霍英东青年研究奖、中科院百人计划、中科院自然科学二等奖和国家自然科学二等奖。2004年获美国斯隆研究奖，2005年获海外华人物理学会杰出研究奖，2009年当选美国物理学会会士。

段路明中学就读于安徽省桐城中学，中学期间，他曾参与化学与物理的全国奥赛和冬令营，并因此获得了中国科技大学的免试保送机会。1994年开始硕博连读，4年后获得中国科技大学博士学位（提前一年完成了博士学业）。

1998年，博士毕业后，段路明留在中国科技大学任教，历任副教授、教授。1999年，赴奥地利INNSBRUCK大学理论物理研究所从事博士后研究，2001年到加州理工学院从事博士后研究，并入选“中国科学院引进国外杰出人才”计划。2003年，段路明担任密歇根大学教职，次年便获得了斯隆奖，成为同届斯隆奖获奖者中唯一一位在中国获得博士学位的人。2007年，段路明被授予密歇根大学终身教职，到了2009年，段路明当选为美国物理学会会士。

2012年，担任费米讲席教授，段路明和Monroe教授的合作，在量子计算和网络方向取得系列突破，他们的合作团队成为在规模化离子量子计算方向的领导力量。2014年，段路明研究组在常温固体系统中首次实验验证了普适几何量子逻辑门及其抗噪性。2017年，段路明研究组刷新量子存储容量的国际记录，首次实现了具有225个存储单元的原子量子存储器，将量子存储器存储容量的记录提高了一个数量级。2018年，实现了25个量子接口之间的量子纠缠，将由加州理工学院保持的原先纪录提高了近6倍。同年他们结合量子多体理论和深度神经网络，首次提出量子机器学习生成算法。

2018年辞去密歇根大学费米讲席教授职位，全职回清华大学交叉信息研究院工作，任清华大学基础科学讲席教授、姚期智讲座教授。2023年11月，段路明当选中国科学院院士。

段路明长期从事量子计算与量子信息技术的研究，取得了系统的原创性成果。完成了量子信息领域系列开创性工作，提出DLCZ（Duan-Lukin-Cirac-Zoller）量子中继方案和网络量子计算方案，为实现长距离量子通信和可扩展量子计算奠定了基础；提出通过量子网络互联进行规模化量子计算的方案，为近期离子量子计算的规模化发展奠定了基础，并受邀在物理学权威期刊《RMP》上撰写此方向的综述；其提出的量子纠缠判据（DGCZ判据）在量子信息领域大量应用，被写入专著且章节目录为“DGCZ判据”。在清华大学，实现了二维原子存储阵列和拥有225个存储单元的量子存储器，刷新量子存储容量的纪录；首次实现了25个量子接口之间的量子纠缠和量子中继模块之间的高效纠缠链接；首次实验实现了拉比-哈伯德模型在14亿亿维态空间中的量子模拟，超越了现有超算的直接模拟能力；首次利用同种离子编码两种类型的量子比特，以使得多比特量子计算体系中的串扰错误率低于容错量子计算阈值。

段路明与郭光灿教授合作，他们率先在国际上提出了用于解决量子信息系统退相干问题的量子避错编码，后又提出一个新的研究方向——概率量子克隆，用来研究最佳量子克隆过程，后续一些论文称其为“段-郭”界限，这些工作被国际同行广泛引用并得到实验验证，成为我国早期有重要影响的量子信息工作代表。

2014年，段路明研究组在常温固体系统中首次实验验证了普适几何量子逻辑门及其抗噪性；2017年，段路明研究组刷新量子存储容量的国际记录，首次实现了具有225个存储单元的原子量子存储器，将量子存储器存储容量的记录提高了一个数量级；2018年，实现了25个量子接口之间的量子纠缠，将由加州理工学院保持的原先纪录提高了近6倍；同年他们结合量子多体理论和深度神经网络，首次提出量子机器学习生成算法，证明了在一些重要方向量子计算机能引起人工智能算法的指数加速；段路明还负责国家重大研究计划中离子量子计算方向，实现了数百至上千个离子比特的稳定囚禁和超越经典超算模拟能力的基于离子比特的量子模拟。

2024年，段路明研究组使用同种离子的双类型量子比特实现量子网络节点的方案，分别编码出量子网络中用于与光子产生纠缠的“通讯比特”和用于存储信息的“存储比特”。同时，利用激光还实现了两种量子比特间微秒量级的相干转换。通过此方法制备出的通讯比特，可在数百毫秒的时间内生成离子-光子纠缠；通过自旋回波方法可延长存储比特的存储寿命，实现相干时间达到秒量级的存储量子比特。通过比较有无离子-光子纠缠生成操作时存储比特的保真度变化，证实了两种量子比特之间低于实验精度的串扰误差，从而实现了无串扰的量子网络节点。

参考资料：

段路明在清华大学信息技术大楼多功能厅讲授“从阿尔伯特·爱因斯坦奥格·玻尔争论到量子信息前沿”的课题。来自清华大学、北京大学、北京航空航天大学、北京理工大学等十余所高校的近百名学生参加了讲座。

段路明是世界量子科学领域前沿的科学家，成为这个领域引人注目的人物。他的多篇论文以全新的观点、独特的思路和对整个领域的杰出贡献，奏响了量子研究领域的一个又一个“高音”。段路明有良好的理论功底、敏捷的科学思维，成为中国科学技术大学最年轻的教授、博士生导师之一。（《光明日报》评）

段路明在中学期间就出类拔萃，学业成绩在这所有百年传统的高中名校遥遥领先，尤其擅长物理和化学。（安徽省桐城中学 评）

段路明曾师从于郭光灿教授，在我国量子信息领域刚发展的早期即做出有重要影响的工作，于29岁便入选中科院百人计划，成为中科大当时最年轻的教授，为了更高的学术追求远渡重洋，学成之后又毅然归国。（安徽省桐城中学 评）