阿德里安·洛佩兹一直很忙。
他选修了两门量子科学与工程的高级课程，每门课程都布置了复杂的问题集，每个问题集大约需要5个小时才能完成。在他的业余时间，人们通常可以在哈佛大学教授倪康坤的实验室里找到洛佩兹，他的化学和物理实验室设计了新的实验，通过在超冷的环境中减慢化学反应和物理动力学来研究基本化学反应。
他每周在实验室参加三个小时的会议，并在时间允许的情况下从事自己的量子项目。该项目旨在制造一种激光，可以冷却和捕获分子，并控制它们的量子态相互作用。这项工作包括数小时的电线和电子设备修补工作，以及将物理部件组装在一起并校准它们。
总而言之，洛佩斯在哈佛的第一学期有些忙碌，但这位来自加州圣巴巴拉市的一年级研究生——梦想有一天成为研究型大学的教授——说这一切都是值得的。作为哈佛大学量子科学与工程新博士项目的首任成员，他很幸运地获得了这种独特的背景。
他说:“每周的时间都排满了，但我学到了很多东西，真的很享受。”“我肯定能到达(我想去的地方)。”
新的量子项目于2021年春季启动，是该学科世界上最早的博士项目之一，旨在培养这一关键和快速发展领域的未来领导者和创新者。
本学期，包括洛佩兹在内的11名学生已经成为第一批入住的学生。自9月以来，他们开始把哈佛当作自己的家，努力研究量子信息、系统、材料和工程。
希望他们获得的广泛的研究经验——结合课程作业和项目中嵌入的指导——将帮助他们获得广泛和全面的教育，以便在量子事业中继续发展，无论是作为学术界的教育家，还是作为大学、国家实验室或工业界的研究人员开发下一层次的系统和应用程序。
“当你有一个新的知识领域时，培训学生并制定一个真正针对该领域的课程是一个好主意，在这种情况下:理解新量子技术背后的工程和科学，”约翰·道尔说，亨利·b·西尔斯比物理学教授和哈佛量子计划的联合主任，新项目是该计划的一部分。“你要把这些新想法发展成一个真正坚实的基础，在这个基础上，学生们可以继续做他们想做的任何事情。”
量子力学和技术跨越学科。该领域的进步有望在医疗保健、量子计算基础设施、网络安全、药物开发、气候变化预测、机器学习、通信技术和金融服务等领域带来现实世界的突破。被录取的学生的背景反映了这种多样性——他们的范围从物理和计算机科学到化学、电子工程和数学。
提供的全面课程是许多学生入学的驱动因素之一。事实上，来自越南的国际学生阮昆(Quynh Nguyen)在麻省理工学院(MIT)本科学习物理和计算机科学，他说，这一领域的跨学科性质让他如此热爱它。
“有太多的问题需要探索，”阮说。
作为项目的一部分，他希望了解更多关于量子信息和算法的知识，并探索量子系统的能力，比如物理学教授米哈伊尔·卢金(Mikhail Lukin)实验室正在研究的可编程量子模拟器，这项工作最终将引领一个超快计算的新世界。
新项目的一个主要重点是研究体验。除了严格的课程负担，学生在第一年开始实验室轮转，并在余下的课程中继续。他们也被强烈鼓励从事跨学科研究和行业实习。这样做的目的是让学生了解在不同的实验室是如何进行研究的。
一些学生的研究落在理论的一边，比如Nguyen的工作。其他的研究更多的是实验性的，比如洛佩兹的激光研究。正在探索量子模拟和量子计算实验平台的刚有琪，正在Markus Greiner的实验室进行她的第一次轮岗，研究超冷量子气体。刚正在逐渐学习操作实验室用来冷却和操作原子的许多光学、电子和控制系统。
“设备非常复杂，”刚说。“我们有很多不同的激光束，所有东西都需要非常好的对齐……我们必须每天都做一些对齐和校准。”人们在如何优化设备上花了很多心思。能够熟悉如此复杂的机器并学习如何使用它是一个非常酷的过程。”
该项目的学生将从艺术与科学研究生院获得学位。该博士项目的教师来自于理学院的物理系、化学系和化学生物系以及哈佛大学约翰·a·保尔森工程与应用科学学院。学生们表示，不同的课程选择为他们提供了跨学科探索量子科学的机会。
例如，来自伊斯坦布尔的国际学生Nazli Ugur Koyluoglu这学期选修了两门非常不同的课程:物理学271，涵盖了量子信息的主题，以及物理学295a，研究量子理论在固态物理中的应用。
当不在课堂或研究实验室时，学生们通常可以在综合科学与工程实验室大楼五层为他们设置的指定办公空间里办公。大片区域被分成两个共享的办公室，每个部分都有工作站和一个大会议室。
会议空间是学生们每周聚在一起吃午餐和举办每周期刊俱乐部的地方，在那里他们介绍量子科学的不同主题，无论是科学期刊上引起他们注意的东西，他们自己正在研究的东西，还是有人想了解更多的理论或实验。
这些努力帮助他们迅速发展成为一个紧密团结的社区。
“这帮助我们开始为这个项目创造一种文化，”科伊卢奥卢说。“我们不断更新彼此的工作，这真的很有启发性，帮助我们找到人们正在思考的不同道路和不同问题。”
HQI负责博士项目的管理人员预计，未来该项目将招收多达60名学生。
“这个项目的第一批学生在他们的天赋、视野和热情上都是杰出的，他们拥抱了‘量子未来’，”伊芙琳·l·胡(Evelyn L. Hu)说，她是海洋工程学院电气工程和应用科学的塔尔-科因教授，也是哈佛量子计划的联合主任。“我希望这个项目和它的学生继续在这个强大的平台上发展:在前景和机会方面多样化和多面性，同时在项目扩大的同时保持强烈的社区意识。”
文章旨在传播新闻信息，原文请查看https://news.harvard.edu/gazette/story/2022/11/new-harvard-ph-d-program-on-quantum-science/