最近，上海交通大学李政道研究所副所长丁洪在德国斯图加特的一场国际超导会议上，向全球同行展示了一项令人屏息的发现：物理学家首次在真实材料里观测到，一个原本被认为不可再分的超导涡旋，内部正在发生空间分裂——这可能是一项改写教科书的工作。
丁洪常说自己的科研生涯“很幸运”，平均每10年就产生一个对物理学界产生重要影响的新发现。为了追逐这种将“不可能”变为“可能”的瞬间，他曾在18年前作出一个令许多人不解的决定：在国际凝聚态物理领域崭露头角之际，辞去美国波士顿学院终身教职，举家回国。
归国后，从建设中国自己的同步辐射光源实验平台，到发现外尔费米子、捕获马约拉纳零能模，再到如今牵头筹建上海交通大学量子科技学院……今年入选上海“最美科技工作者”的丁洪，始终在基础科学的前沿探索中追梦。他将个人的科学理想嵌入国家科技发展的坐标系，也为后来者铺就了一条逐梦之路。
物理归国第一人，奔赴三个“中国梦”
2007年，一场腿部手术让丁洪卧床百日，忙碌的科研工作按下“暂停键”。在难得的沉静中，他开始认真思考：自己这一生究竟想追求什么？
这一年，丁洪39岁，刚获得美国波士顿学院物理系终身教授职位，科研事业处于上升期。亲友听闻他想回国的想法，纷纷劝说他保留海外职位，给自己“留一条后路”。但丁洪却说：“要是连这点信心都没有，我也不要回国了！”
其实，丁洪当时已逐渐意识到，华人科学家想要真正参与国际前沿研究，在海外往往会触及一层看不见的“天花板”：缺少国家级重大科研平台，也难以主导重要项目。
三个月后，丁洪辞去终身教职，成为美国物理学界首位全职回国的正教授。回到祖国时，他怀揣着三个沉甸甸的“中国梦”：一是在上海光源建成一条指标先进、高效高产的光束线站“梦之线”；二是规划和建设世界上亮度最高的高能同步辐射光源“梦之环”；三是推动怀柔科学城建设成为“梦之城”。
丁洪说，当年人们常谈“美国梦”，他也想为中国科学家创造属于自己的追梦之地。
“梦之线”筹建之初，质疑声不绝于耳。技术难度高、风险大，有人直言“像白日做梦”。丁洪却认为，科学探索本就意味着挑战未知，只有敢于攻克难题，才可能推动科学进步。他和团队把别人眼中的“不可能任务”拆解成一个个“可能”的技术节点，最终建成了“梦之线”——如今它已成为中国凝聚态物理研究的重要研究平台。
2015年，依托这条线站，丁洪团队首次在固体材料中观测到外尔费米子。相关成果为困扰物理学界86年的科学预言画上了句号，并于当年入选美国《物理》评选的国际物理学八大标志性成果、英国《物理世界》评选的国际物理学十大突破和中国科学十大进展，还在2018年入选美国物理学会系列期刊125周年纪念论文集。
如今，“梦之环”北京高能同步辐射光源已经建成，“梦之城”也正崛起成为世界一流科学城。丁洪的三个“中国梦”即将完满实现。
搭建“铁马”平台，在“无人区”竖路标
1996年在铜基高温超导体中发现赝能隙；2008年在铁基超导体中观察到s-波超导序参量；2015年在固体材料中发现外尔费米子……尽管已取得一项又一项令学界瞩目的成果，如今已过“知天命”之年的丁洪，却再次主动奔赴更艰难，却更具战略价值的科研赛道——拓扑量子计算。
量子比特极易受环境干扰、容错率极低，这极大限制了量子计算行业发展。丁洪另辟蹊径，选择了一条难度更高、却能从根源突破困境的研究路径：利用拓扑特性，为量子比特构建天然抗干扰的“防护盔甲”。实现这一突破的关键，就是捕捉稀缺的马约拉纳任意子。
图右为丁洪
历经日夜攻坚，2018年，丁洪团队和合作者在铁基超导体中捕捉到马约拉纳零能模关键证据。在此基础上，他牵头搭建专属科研平台“铁马平台”——“铁”来自铁基超导体，“马”来自马约拉纳任意子。不过，他说这个名字还有另一层更深的寓意：“夜阑卧听风吹雨，铁马冰河入梦来”。陆游诗句中的“铁马”承载着家国理想，丁洪希望这个平台也能承载中国科学家探索未来量子计算的梦想。
近年来，量子计算已成为全球科技竞争的重要方向。于是，丁洪牵头筹建上海交通大学量子科技学院，推动张江量子科技创新平台落地。他立志通过五年攻坚，攻克拓扑量子比特核心技术，为国产量子计算机的研发打通关键路径。
当被记者问及为何总去追问那些可能“毕生无果”的问题？丁洪说：“如果只做有答案的问题，科学就不会向前走。”在他看来，基础研究的意义不在于即时回报——晶体管发明之初，也没有人预见到它会开启信息时代。“20年前，很多人认为，制造真正有用的量子计算机遥不可及；但如今，很多人都相信未来10到20年就可能迎来重要突破。”
从探路者到铺路人，共赴十年“量子梦”
1991年，丁洪第一次走进美国威斯康辛州的同步辐射实验室。庞大的设备藏在一片玉米地下的地下室里，轰鸣声震耳欲聋。那一幕让他至今记忆犹新，他意识到，物理不是一个人能完成的科学，“开拓前沿离不开一流平台，更离不开团队协作”。
回国后，丁洪花大量时间牵头做规划、建装置、搭实验平台，这些工作大多并不与他自己的研究直接相关。“从前，我踩在前人肩膀上做研究，如今有能力了，也应该为后来者建设平台，助力更多原创发现。”多年来，通过这些平台产出的一些科学成果，也支撑了他自己的科研——相辅相成、彼此成就。
育人是丁洪回国后的另一项主业。2022年，他回到母校上海交通大学，担任李政道研究所副所长。他常对学生说，做科研不能只追逐热点，要有科学品位，“知道什么问题既困难，又值得做”。
丁洪最看重学生是否有持续投入科学探索的热情。“科研一旦被当成任务，就很难持久，只有真心喜欢，才会乐在其中。”丁洪回忆，读博时，他曾半年“不见天日”地窝在地下实验室，却工作得不亦乐乎。
科研之外，丁洪喜欢艺术，爱听音乐，也关注足球。这些看似“无用”的爱好，恰恰是他“换脑子”的方式。“科学不是苦行僧式的生活，如果人一辈子只做一件事，很容易失去热情，视野也会越来越狭窄。”
日前，上海交通大学量子科技学院正式成立，丁洪出任“量子英才班”班主任，启动首届本科生招生。他表示，如今自己做科研最大的心愿，就是看到一批批年轻学生成长起来，共同奔赴未来十年的量子梦。
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