彭堃墀,四川大学1956级物理系校友。中国科学院院士。现任山西大学光电研究所所长。

百年山大,历经沧桑,雄姿英发,斗志昂扬,阔步走在创新发展的历史征程上,为国家战略需求和地方经济发展不断做出贡献,为社会源源不断地输送优秀人才。美丽的校园,青草漫漫、湖光盈盈、鲜花簇拥、绿树成荫,处处洋溢着青春活力、弥漫着知识气息。就在这一方优质的土壤,孕育出山西省本土唯一的中国科学院院士--彭堃墀,他是万千学子心目中的良师益友、山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室创始人、知名物理学家。他精神矍铄、鹤发丹心,每天忙碌于实验室工作,迎着朝霞、踏着夕阳,日复一日、年复一年,就这样走过了近六十年的漫长岁月。他身上既有江南水乡特有的钟灵秀气,又有黄土高原特有的坚韧豪迈,两种特质相得益彰,融合有道,碰撞出成功的求学创业历程。
孩儿立志出乡关,学不成名誓不还
彭堃墀原籍四川广元,1936年生于江苏镇江,抗日战争爆发后举家由江苏迁回四川。战火硝烟和动荡时局并不能磨灭一位有志少年勤奋成才的决心,他从小刻苦学习,在特殊环境里练就了比同龄人更成熟的沉稳与缜密。1956年他以优异成绩考取了四川大学物理系,开启了物理学研究之路。经过川大五年的学习锻炼,彭堃墀储备了扎实理论知识,奠定了坚实科研基础。川大的老师们言传身教一直影响着他,使其做人、做事、做学问受益匪浅。也是在川大,彭堃墀收获了爱情果实,他邂逅了自己的终身伴侣,同班同学谢常德。

1961年,彭谢夫妇挥别美丽的巴山蜀水,服从分配到地处黄土高原的山西大学物理系工作。从此,三晋大地成为夫妇二人的第二故乡,这片热土承载了他们的艰辛与快乐,成就了两人的光荣与梦想。在物理系任教期间,彭堃墀曾被安排下车间劳动三年,勤奋好学的他抓住车间锻炼的机会,熟悉了机械设计、加工技能,增强了刻苦钻研精神和实际动手能力,为今后的科研工作增加了特有的工程技术知识,积累了激光器设计加工制造方面的宝贵经验。
1978年,中国迎来“科学的春天”。在这改变中国科技命运的年份里,彭堃墀发现美国《应用光学》杂志中一篇学术论文在分析激光棒热畸变时对透镜效应的基本概念和计算有错,于是以“在具有负透镜的激光棒中的分布孔径效应”为题投稿给该杂志社,通过严密的推理给出确凿的证据,纠正了这两位美国学者的错误。该论文发表在1980年《应用光学》上,美国光学学会主席写信邀请他们参加美国光学学会,彭堃墀夫妇成为中国较早的美国光学学会会员,在2005年和2008年他们先后入选美国光学学会会士(OSA Fellow)。
1980年仲夏,国际激光会议在北京召开,彭堃墀作为山西省唯一代表出席会议。国际化视野下,彭堃墀深刻意识到自身的落后,这种落差愈加激发起他的民族自尊心,使其坚定了出国学习先进科学技术的决心。1981年,彭堃墀申请公派自费留学,怀着对提升我国科技水平的远大抱负和对祖国的深深眷恋远赴海外,先后到当时量子光学领域国际著名的法国国家科学研究中心非线性光学实验室和美国德克萨斯大学量子光学实验室做了四年访问学者。此期间,他主动放弃进入容易出成果实验组的机会,而是勇于挑战,选择了与美国著名科学家J. Kimble教授一起建立一个新量子光学实验室的任务。这意味着出成果慢、费时长,但是能够学到从零开始建设先进实验室的经验。其间,他独立承担研制出瓦级输出单频环形Nd:YAG激光器,指标达当时国际最好水平,用于非线性光学和量子光学研究。同时,他作为主要研究人员实验产生世界上最早纠缠态光场,这是一项量子光学领域著名的基础性实验。(彭堃墀于1988年9月再次接受J. Kimble邀请赴美,作为主要研究人员在国际上实验实现连续变量EPR佯谬,这一成果被国际学术界认为是量子光学最基础的实验之一。)通过积累,彭堃墀掌握了规划、设计、绘图、装配、调节等独立建设高水平实验室的宝贵经验,为最终回国成功创建高水平实验室打下了坚实基础。
当时,彭堃墀选择从事的量子光学研究是国际热点前沿领域,国内刚起步,难度大、耗资大,但极具发展潜力。没有过人的胆识、战略的研判以及敢为天下先的勇气,难以承担如此重任。然而,天将降大任于斯人,彭堃墀就是这样一位勇于担当、注重实干的强者。1984年,彭堃墀夫妇结束海外留学,二人放弃当时国外优越条件,重返三晋大地,全身心投入到建设我国自己的高水平实验室工作中。1985年,山西省拨款二十万美金,支持彭堃墀在山西大学主持建立量子光学实验室,并任命其担任山西大学光电研究所所长。
砥砺拼搏光电梦,呕心沥血筑辉煌
山西大学草坪广场南侧有一处极具别致的风景。早春四月,高大挺拔的雪松枝繁叶茂,紫色娇嫩的丁香、纯洁高雅的白玉兰点缀其间。郁郁葱葱的花木掩映中矗立着一座深灰色大楼,楼前立着一尊高大的、象征着科学、自由、思索的古铜雕像。这里就是光电研究所实验楼,宁静、庄重、优雅又富有气质。踱步光电研究所楼内,宽敞明亮的大厅,迎面悬挂着光电所图徽和“攀登、奉献”四个大字,光洁的大理石地面上印刻着研究成果压缩态光场图案。宽敞深远的走廊干净整洁,两边悬挂着精美的古典油画,透过两侧玻璃窗就能看到实验室内工作人员忙碌的身影,宽大的实验平台上密密麻麻布满了精密光学元件,绿色和红色的激光束相互交织……处处弥漫着科学与艺术、严谨与自由的光电所独特文化气息。就是这里,筑就了彭堃墀夫妇的一生理想,筑就了彭堃墀研究团队的光电梦,筑就了山西大学的光电研究希望。
光电研究所成立之初,彭堃墀坚持“立足国内,面向世界,多出成果,快出人才”的办所方针,以“攀登、奉献”为实验室发展的灵魂,带领全所同志披星戴月、夜以继日地建设实验室。光电研究所成立仅三年多的时间,就成为国内能够进行世界前沿课题“光场压缩态实验研究”的实验室,1986年被评为“山西省重点实验室”。经过不断发展积累,光电研究所2000年被评为“教育部量子光学重点实验室”,2002年被评为“量子光学与光量子器件国家重点实验室”,同年光学学科被评为国家重点学科。

近年来,彭堃墀领导研究组在量子信息领域取得一系列原创性成果:实验获得明亮EPR纠缠光束,完成了连续变量量子密集编码实验,设计了连续变量量子保密通讯方案,并利用三组份纠缠实现了连续变量的可控密集编码,实验实现了连续变量无条件量子纠缠交换,完成连续变量四组份、八组份cluster纠缠态实验制备,完成连续变量三色纠缠及束缚态光场制备,为我国量子调控的研究奠定了良好基础。在进行基础研究的同时,彭堃墀非常重视具有自主知识产权仪器设备的研制,一直坚持科学仪器的自主创新,他带领团队研发出拥有全部知识产权的系列瓦级全固态连续单频激光器、连续变量量子纠缠源与压缩源、连续变量保密通讯样机等高科技产品,主要指标达国内外同类产品最好水平。在科学研究、生物医学、电子信息等领域有重要应用前景,满足实验室需求的同时也提供给国内外相关科研单位,推动了科技进步,产生了良好的经济效益和社会效益。近年来,团队承担了100余项国家和省部级科研项目,在国内外重要学术期刊Nature及其子刊、PRL、PRA等发表论文300余篇,获国家发明专利20余项,部分研究成果已转化为高技术产品。科研成果获2002年国家技术发明二等奖;2006年国家自然科学二等奖。凭借量子光学领域的突出成就,彭堃墀2003年当选为中国科学院院士,成为从地方大学走出的中科院院士。
在山西大学光电研究所和谐创新的科研环境里,汇聚了一批有想法、敢闯敢干、勇于创新的优秀人才。科研团队秉承“攀登、奉献”精神,团结协作,目标明确,特色突出,始终坚持起点高、难度大的国际前沿课题研究。多年来,研究所的外派人员百分之百回国,这是基于对光电所科研能力的强烈自信,而彭堃墀犹如一支精神标杆,引领众多年轻人向科学高峰进发。研究所已形成一支稳定的老中青结合的科研队伍,成为我国量子光学研究与人才培养的重要基地之一。团队中现有中科院院士1名,国家自然科学基金杰出青年基金获得者3名,国家重大科学研究计划项目首席科学家1名,国家自然科学基金优秀青年基金获得者2名,全国杰出专业技术人才奖获得者2名,美国光学学会会士(OSA Fellow)2名。团队2004年被评为山西省优秀创新团队,2005年被评为教育部创新团队,2008年被评为国家自然科学基金委创新研究群体,2011年获得二期延续资助。荣获2007年全国教育系统先进集体、2010年山西省模范单位、2011年科技部“十一五”国家科技计划执行优秀团队、2012年山西省“科技奉献奖”先进集体特等奖等称号。
回国工作以来,彭堃墀先后荣获中华全国总工会颁发的“五一劳动奖章”,并被授予“全国优秀教育工作者”称号,人事部授予“中青年有突出贡献专家”称号,国务院首批政府特殊津贴,山西省“科技功臣”,何梁何利基金科学技术进步奖,全国杰出专业技术人才奖,山西省科技杰出贡献奖。曾任中国物理学会理事、中国光学学会理事、山西省物理学会理事长、中国物理学会量子光学专业委员会副主任、国家自然科学基金委信息科学部光学II组评审专家及信息科学部第二届专家咨询委员会委员。现任山西大学光电研究所所长、量子光学与光量子器件国家重点实验室学术委员会副主任、《量子光学学报》主编。
立为苍生求福祉,一片丹心图报国
彭堃墀从事的事业,是一项关乎国家战略发展、改变人类社会进程的伟大事业。科学无国界,但科学家是有国界的。无论在大洋彼岸,还是在三晋大地,彭堃墀处处体现出强烈的爱国情怀。
上世纪八十年代初彭堃墀申请“自费公派”出国留学,全国鲜有这样的事例。但彭堃墀坚定自强保国的决心,通过锲而不舍的努力,省里批准了他的出国申请,随后一年又批准其夫人谢常德出国申请。国家和省里对彭堃墀的信任,以及给予的帮助和鼓励,都化作他顽强拼搏、攻坚克难的动力。彭堃墀当年学成归国时正值国内出国热潮,但他婉拒国外挽留,毅然回国,带领学术团队将我国量子光学研究推向世界水平,让世人记住了这位科学家的拳拳报国心。
彭堃墀将科学研究比作登山,不能被沿途的坎坷艰险所阻碍,也不能被两旁的花草蜂蝶所诱惑,只有怀有坚定信念并一鼓作气、锲而不舍方能一览山顶风光。正是这种前进的强大信念,加上责任与担当,他抓住了追求梦想的绝好时机,在科学研究道路上不断取得新的突破,不断筑就新的辉煌。
辉煌成就的背后,饱含着彭堃墀团队的无私奉献与全心投入,他时常鼓励身边人保持良好科学素养,这是做科学的基本要求。建设国际高水平实验室是一个系统工程,从学科规划、顶层设计,到平台搭建、制度建设,彭堃墀带领团队认真细致地创造良好的科研环境。细节决定成败,态度决定高度,光电所成立近30年来一直坚持要求师生养成良好工作习惯,例如佩戴工作卡,进实验室换鞋、换工作服、佩戴专业防护眼镜,每周六上午全所做清洁并做学术交流报告……点点滴滴的细节追求,折射出一位脚踏实地、严谨勤奋的科学家对科学精神的砥砺追求,精益求精。他在孤独寂寞的科研领地里品味着成败与甘苦,淡泊名利、潜心学术。
彭堃墀是一位普通的科技工作者,立足本职岗位,做自己该做的事。然而,他也是一位不平凡的科学家,在众多领域,他选择了推动人类生产力变革的科研领域,选择了世界级难度的前沿课题。“回首方知崇山峻,举目又见峰更高”,激励着他在科学的道路上不断前行。