吳培亨，超導(dǎo)電子學(xué)家。南京大學(xué)教授，江蘇張家港人，1939年11月生于上海市。長(zhǎng)期從事超導(dǎo)電子學(xué)的研究，尤長(zhǎng)于超導(dǎo)電子器件的高頻（微波到太赫茲波段）應(yīng)用，曾獲得國(guó)家自然科學(xué)三等獎(jiǎng)（1990）、國(guó)家教委科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)（1989）、全國(guó)科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)（1978）等七項(xiàng)省部級(jí)以上的獎(jiǎng)勵(lì)。1961年畢業(yè)于南京大學(xué)物理系。現(xiàn)任南京大學(xué)超導(dǎo)電子學(xué)研究所所長(zhǎng)，兼中國(guó)電子學(xué)會(huì)超導(dǎo)電子學(xué)分會(huì)主任。2005年當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院院士。
簡(jiǎn)介
吳培亨，超導(dǎo)電子學(xué)家。南京大學(xué)教授。1939年11月生于上海市，原籍江蘇張家港。1961年畢業(yè)于南京大學(xué)物理系。現(xiàn)任南京大學(xué)超導(dǎo)電子學(xué)研究所所長(zhǎng)，兼中國(guó)電子學(xué)會(huì)超導(dǎo)電子學(xué)分會(huì)主任。2005年當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院院士。
長(zhǎng)期從事超導(dǎo)電子學(xué)的研究，尤長(zhǎng)于超導(dǎo)電子器件的高頻（微波到太赫茲波段）應(yīng)用。在探索有關(guān)物理過程的基本規(guī)律、發(fā)展新型的超導(dǎo)電子器件、推動(dòng)超導(dǎo)電子器件的實(shí)際應(yīng)用等領(lǐng)域開展研究工作，取得的主要成就涉及高溫超導(dǎo)體內(nèi)的隧道過程；多種低溫和高溫超導(dǎo)結(jié)的制備、表征、高頻特性與應(yīng)用；超導(dǎo)混頻器和高靈敏接收機(jī)、頻率精密計(jì)量、高精度高頻信號(hào)源；高溫超導(dǎo)薄膜的制備、加工、性能優(yōu)化等方面。
基本信息
吳培亨，超導(dǎo)電子學(xué)家，南京大學(xué)電子科學(xué)與工程系教授、超導(dǎo)電子學(xué)研究所所長(zhǎng)，主要學(xué)術(shù)兼職有國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)學(xué)科評(píng)議組（物理、天文組）成員、中國(guó)電子學(xué)會(huì)超導(dǎo)電子學(xué)分會(huì)主任等。
原籍江蘇張家港，1939年11月生于上海市，1946年遷居蘇州，1956年畢業(yè)于江蘇省蘇州中學(xué)高中部，考入南京大學(xué)物理系，1961年畢業(yè)后留校任教至今。曾任南京大學(xué)研究生院院長(zhǎng)、南京大學(xué)信息物理系主任、丹麥技術(shù)大學(xué)客座教授、日本東京大學(xué)客座教授、日本東北大學(xué)客座教授和教授、德國(guó)尤利希研究中心客座科學(xué)家、英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室和英國(guó)劍橋大學(xué)高級(jí)訪問學(xué)者等職，長(zhǎng)期擔(dān)任國(guó)際超導(dǎo)電子學(xué)會(huì)議國(guó)際顧問委員會(huì)委員。
專長(zhǎng)于超導(dǎo)電子學(xué)及其高頻（微波至太赫茲波段）應(yīng)用。在探索超導(dǎo)體內(nèi)有關(guān)物理過程的基本規(guī)律、據(jù)以發(fā)展新型的電子器件、努力推進(jìn)實(shí)際應(yīng)用等方面做了系統(tǒng)的工作。曾獲得國(guó)家自然科學(xué)三等獎(jiǎng)（1990）、國(guó)家教委科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)（1989）、全國(guó)科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)（1978）等七項(xiàng)省部級(jí)以上的獎(jiǎng)勵(lì)。取得的主要成就涉及高溫超導(dǎo)體內(nèi)的隧道過程；超導(dǎo)結(jié)的制備、表征、高頻特性與應(yīng)用；超導(dǎo)混頻器和高靈敏接收機(jī)、頻率精密計(jì)量、高精度高頻信號(hào)源；高溫超導(dǎo)薄膜的制備、加工、性能優(yōu)化等方面。他所領(lǐng)導(dǎo)的南京大學(xué)超導(dǎo)電子學(xué)研究所是中國(guó)從事有關(guān)領(lǐng)域的研究與培養(yǎng)高級(jí)人才的最重要的基地之一。1979年8月至1980年10月在劍橋大學(xué)Cavendish實(shí)驗(yàn)室作高級(jí)訪問學(xué)者。1980年10月至1981年12月在英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室作訪問研究員。1988年5月至1988年6月在Denmark大學(xué)作訪問教授。1989年12月至1990年6月在德國(guó)ForschungszentrumJuelich作訪問科學(xué)家。1993年10月至1994年4月在日本東京大學(xué)作訪問教授。1995年5月至1995年6月在TechnicalUniversityofDenmark作訪問教授。1996年3月至1996年9月，在日本Tohoku大學(xué)作訪問教授。中國(guó)超導(dǎo)科技專家委員會(huì)委員，江蘇省電子科技協(xié)會(huì)副主席，中國(guó)電子科技協(xié)會(huì)會(huì)員，IEE會(huì)員，IEEE高級(jí)會(huì)員
研究?jī)?nèi)容
量子計(jì)算機(jī)
量子計(jì)算機(jī)最基本的東西是什么呢？仍然是比特，但是這個(gè)比特的0態(tài)和1態(tài)是可以同時(shí)占據(jù)的，比如說某一定的概念占據(jù)其中的0態(tài)，另外一個(gè)概念占據(jù)1態(tài)，量子比特最重要的特點(diǎn)就是可以有兩個(gè)量子態(tài)，這兩個(gè)量子態(tài)是可以同時(shí)占據(jù)的。”吳培亨在演講中提到，有人認(rèn)為19世紀(jì)是機(jī)器的年代，那個(gè)時(shí)候工業(yè)革命，是用各種各樣機(jī)器發(fā)展的。20世紀(jì)是信息的時(shí)代。21世紀(jì)是什么時(shí)代呢？有人說是量子的時(shí)代。現(xiàn)在許多國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值里面的東西，至少有30%可以追溯到量子力學(xué)，沒有量子力學(xué)，國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值里面30%的東西都沒有，比如激光等。不管怎么說，在21世紀(jì)的今天，量子理論、量子技術(shù)，是非常重要的。
普朗克提出一個(gè)理論，黑體輻射的量子理論。無論是黑體的輻射能量或者是吸收能量，不能夠是連續(xù)變化的，只能夠是最小單位的整數(shù)倍。比如說現(xiàn)在喝水，原則上說隨便你要喝多少，可以連續(xù)變化。但是黑體輻射的輻射能量或者吸收能量不可能連續(xù)變化，它發(fā)射的能量有一個(gè)最小的份額，吸收的時(shí)候也有一個(gè)最小的份額，這個(gè)最小的份額即最小的單位，就叫做量子。”吳培亨表示，普朗克提出輻射量子理論以后，成功地解決了黑體輻射的問題。但是在普朗克那個(gè)時(shí)代，大家覺得這個(gè)沒有道理，為什么一定是最小單位的一份？這個(gè)大家不大能接受。普朗克自己提出這個(gè)東西的時(shí)候，是作為計(jì)算的理論，是一種計(jì)算的方法。量子究竟是怎么回事，他自己也不知道。直到1905年，愛因斯坦研究光電效應(yīng)，某一種金屬，把光打上去，在一定條件下金屬的電子可以脫離金屬跳出來。其中最基本的就是對(duì)于某一種金屬來說，有一個(gè)特定的頻率，照上去光的頻率一定要比特定的頻率高，電子才能夠打出來，如果比那個(gè)頻率低，打不出來。愛因斯坦解釋，光除了有波動(dòng)性質(zhì)之外，還有量子的性質(zhì)，它是一顆一顆、一份一份的，只有當(dāng)最小單元所含有的能量足夠大的時(shí)候，才能夠把電子打出來，而最小單位的能量，或者說每一個(gè)光子所攜帶的能量等于多少？等于某一個(gè)常數(shù)乘上光的頻率，這就解釋了當(dāng)頻率太低的時(shí)候，一個(gè)光子所具備的能量不足以把電子從金屬里面打出來，愛因斯坦用光的量子理論，成功地解釋了光電效應(yīng)。
量子計(jì)算機(jī)的好處
量子力學(xué)里面有許多主要的結(jié)論，與日常生活的概念聽起來是不一樣的，因?yàn)樗幍?/span>對(duì)象是元子層次的世界。在日常生活的宏觀世界，支配運(yùn)動(dòng)的規(guī)律是牛頓力學(xué)；而在微觀世界里面，則是量子力學(xué)。現(xiàn)在為什么有人說21世紀(jì)會(huì)變成量子的世界？原因是量子力學(xué)的一系列規(guī)律或者量子力學(xué)規(guī)律的適用性，它的范圍逐漸大起來。”吳培亨在演講中指出，量子力學(xué)里面有幾條很著名的定理：一是光的粒子性和波動(dòng)性；二是量子態(tài)可以同時(shí)占據(jù)；三是所謂吃不準(zhǔn)關(guān)系，對(duì)一個(gè)粒子來說，要同時(shí)把它所在的位置測(cè)準(zhǔn)，要把它的速度測(cè)準(zhǔn)，不可能。他認(rèn)為，現(xiàn)今對(duì)于量子計(jì)算機(jī)來說，最重要的就是量子態(tài)可以同時(shí)占據(jù)的事情。這就相當(dāng)于薛定諤貓，光子兩個(gè)狀態(tài)可以同時(shí)去，與宏觀系統(tǒng)概念完全不一樣，量子計(jì)算機(jī)最基本的理論依據(jù)就在于此。理論依據(jù)是什么？我們要去做，找那個(gè)物理系統(tǒng)，它要有兩個(gè)量子態(tài)，這兩個(gè)量子態(tài)要能夠同時(shí)占據(jù)，這就是現(xiàn)在量子計(jì)算機(jī)或者量子計(jì)算所研究的主要內(nèi)容。
從計(jì)算機(jī)的角度來說，這意味著什么？意味著用量子比特的時(shí)候，是一個(gè)并行的計(jì)算，對(duì)經(jīng)典比特來說，因?yàn)槿魏螘r(shí)刻只能占據(jù)一個(gè)狀態(tài)，你只能對(duì)這個(gè)狀態(tài)起作用。而對(duì)量子比特來說，相當(dāng)于八個(gè)系統(tǒng)同時(shí)在做用量子比特和經(jīng)典比特比，量子的所謂并行性是量子計(jì)算最精華的所在。”吳培亨分析稱，有許多計(jì)算的問題，不是不會(huì)做而是沒有時(shí)間去做。如果說用了量子比特以后，做任何一種計(jì)算，相當(dāng)于并行的計(jì)算，原來要一個(gè)一個(gè)做的計(jì)算可以一起做，計(jì)算就快了很多。他還形象地舉例稱，如果一個(gè)數(shù)字是129位，按照這個(gè)來分解因式，大概要8個(gè)月。如果一個(gè)數(shù)字是250位，分解因式要到100萬年。如果這個(gè)數(shù)字是1000位，分解它的時(shí)候是10的25次方年。今天要去破解銀行的系統(tǒng)，8個(gè)月也許還有可能，如果數(shù)字大到100萬年才分解，幾乎是不可能完成的任務(wù)。而這些東西，用量子算法，幾分鐘就解決了。量子計(jì)算機(jī)的未來
量子計(jì)算機(jī)和經(jīng)典計(jì)算機(jī)最大的區(qū)別就是量子比特用什么樣的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。這個(gè)物理系統(tǒng)要有兩個(gè)量子態(tài)。這兩個(gè)量子態(tài)能夠被同時(shí)占據(jù)，這對(duì)計(jì)算機(jī)來說，就相當(dāng)于用量子比特有量子并行算法的可能性。
目前量子計(jì)算是初露端倪但前程似錦。至于最后能不能做到像今天這些經(jīng)典計(jì)算機(jī)一樣，誰也說不準(zhǔn)，這就是科學(xué)。
個(gè)人簡(jiǎn)歷
吳培亨，男，1939年生，教授、博士生導(dǎo)師1961年畢業(yè)于南京大學(xué)物理系。2005年當(dāng)選為中科院院士
1979年8月至1980年10月在劍橋大學(xué)Cavendish實(shí)驗(yàn)室作高級(jí)訪問學(xué)者
1980年10月至1981年12月在英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室作訪問研究員
1988年5月至1988年6月在Denmark大學(xué)作訪問教授
1989年12月至1990年6月在德國(guó)ForschungszentrumJuelich作訪問科學(xué)家
1993年10月至1994年4月在日本東京大學(xué)作訪問教授
1995年5月至1995年6月在TechnicalUniversityofDenmark作訪問教授
1996年3月至1996年9月，在日本Tohoku大學(xué)作訪問教授
中國(guó)超導(dǎo)科技專家委員會(huì)委員
江蘇省電子科技協(xié)會(huì)副主席
中國(guó)電子科技協(xié)會(huì)會(huì)員
IEE會(huì)員，IEEE高級(jí)會(huì)員
獲獎(jiǎng)情況
⒈吳培亨，楊森祖，程其恒，“液氮溫區(qū)超導(dǎo)電子器件的應(yīng)用基礎(chǔ)研究”獲國(guó)家教委科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等
2.吳培亨，楊森祖，程其恒，鮑家善，“超導(dǎo)隧道效應(yīng)的高頻應(yīng)用”獲江蘇省科技進(jìn)步獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)
⒊吳培亨，楊森祖，程其恒，鮑家善，“毫米波、亞毫米波段超導(dǎo)器件的開發(fā)和研究”獲國(guó)家教委科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)
⒋微波超導(dǎo)科研組，“三公分波段微波超導(dǎo)接收機(jī)”獲全國(guó)科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)
⒌吳培亨，程其恒，楊森祖，“氧化物超導(dǎo)體在液氮溫區(qū)的約瑟夫遜效應(yīng)的研究”獲國(guó)家自然科學(xué)三等獎(jiǎng)
人物語錄
“我想利用這個(gè)機(jī)會(huì)，和大家分享一點(diǎn)關(guān)于量子計(jì)算方面最基本的概念。大家都知道現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)非常普遍，從大型計(jì)算機(jī)到臺(tái)式計(jì)算機(jī)到筆記本電腦，這些都已經(jīng)很清楚。為了區(qū)別起見，我把我們現(xiàn)在常用的計(jì)算機(jī)叫做經(jīng)典（或傳統(tǒng)）計(jì)算機(jī)。今天我要說的完全是另外一類計(jì)算機(jī)，它是按照量子力學(xué)的原理所構(gòu)建的完全新型的一種計(jì)算機(jī)。”吳培亨表示，有關(guān)量子計(jì)算機(jī)是最近十幾年以來，科技界很熱心做的事情。起初只是討論量子力學(xué)的基本原理能不能用到計(jì)算機(jī)上去，但直到現(xiàn)在，還沒有做出真正像經(jīng)典計(jì)算機(jī)那樣可以用的計(jì)算機(jī)。
“所以在學(xué)術(shù)界里，大多數(shù)人是將其稱為量子計(jì)算，而不稱為量子計(jì)算機(jī)。”吳培亨認(rèn)為，隨著科技的進(jìn)步和時(shí)代的發(fā)展，有可能通過這個(gè)概念做出很好的、全新的計(jì)算機(jī)。
“為了要說明白這個(gè)概念，我從經(jīng)典計(jì)算機(jī)開始說起。”吳培亨稱，世界上第二臺(tái)計(jì)算機(jī)大概是在上世紀(jì)40年代做出來的，那時(shí)候還沒有晶體管，更沒有集成電路，開始的時(shí)候都是用電子管做的。第二臺(tái)計(jì)算機(jī)用了1800個(gè)電子管，重量30噸，里面所用到的電線大概是800公里，此后做了許許多多的改進(jìn)，并涌現(xiàn)出半導(dǎo)體、集成電路等。“在將近60多年計(jì)算機(jī)的發(fā)展中，盡管經(jīng)歷了許許多多重大的變革，但是有兩件事情沒有變：在經(jīng)典計(jì)算機(jī)里面，數(shù)的表示都用二進(jìn)制，而我們通常是十進(jìn)制；另外，要構(gòu)建一個(gè)物理系統(tǒng)作為信息的載體，0和1無疑是最簡(jiǎn)單的方法。”吳培亨介紹，從學(xué)術(shù)上來說經(jīng)典計(jì)算機(jī)一定要構(gòu)建一個(gè)物理系統(tǒng)，作為信息的載體，這個(gè)物理系統(tǒng)有兩個(gè)態(tài)，分別叫0態(tài)和1態(tài)，任何一個(gè)時(shí)刻，要么占據(jù)0態(tài)，要么占據(jù)1態(tài)，沒有一個(gè)系統(tǒng)同時(shí)占據(jù)0態(tài)和1態(tài)。總之，經(jīng)典計(jì)算機(jī)里面最基本的兩個(gè)東西：一是用二進(jìn)制；二是二進(jìn)制的信息載體是一個(gè)經(jīng)典的比特，經(jīng)典的比特在任何特定的時(shí)刻只能夠要么是0態(tài)，要么是1態(tài)。
著作論文
著作
⒈鮑家善，吳培亨編譯，《參量放大器（Ⅱ）》，科學(xué)出版社，北京，1962
⒉吳培亨等譯，《微波測(cè)量方法》，上海科技出版社，上海，1964
⒊《微波電路》，科學(xué)出版社，1980
論文
⒈Microwave Superconducting Receivers,Physics，Vol.7，No.3，1978
2.Broadband Video Detectors at 8mm Wave Band (invited talk), Proc.of the 1st National Conference on Superconductive Tunnel ling,Nanjing，1978
⒊A Phase-Plane Solution of the Circuits Containing，Josephson Junction Physics，Vol.8No.3，1979
⒋J.R.Wald P.H.Wu，An Alternative Analysis of the Nonlinear Equations of the current-Driven，Josephson Junction Journal of low Temperature，1982
⒌P.H.Wu N.R.Cross,T.G.Blaney，Fabrication of Stable Josephson Point Contacts for Submillimetre-Wavelength Mixers，J.phys.E.，Vol.16，1983
⒍Encapsulated Point Contacts for Sub-mm wavelength mixers, Proc.of Joint Si no-Japanese Seminar on the Physics and Applications of Josephson Effect Beijing,October，1983
⒎A General Survey of the Research on Super conductive tunnel ling in China IBID，1983
8.Applications of the Josephson Effect to Microwave Measurements (invited talk),The work shop on Measurements in Southwest China Ku，1984
⒐Experimental Studies on Josephson Oscillator-mixer Low Temperature and Super conductivity，1985
⒑H.Ou yang，P.H.Wu，Chao sin Josephson Junction and the Effects of cosぷterm，Proc.of the 4th National Conference on Super conductive Tunnel ling,1985
⒒Conversion Efficiency and Nose of In coherent Detection in Josephson Oscillator-mixer,Proc.of the 4th National Conference on Superconductive Tunneling,1985
⒓Qiang Hu，P.H.Wu，An adjustable Pulse Generator Using Josephson Tunnel Junction, Proc.of the 4th National Conference on Super conductive Tunneling,1985
⒔Calculating the Parameter so fan SIS Junction from the Experimental Ⅳ Curve,Proc.of the 4th National Conference on Super conductive Tunneling,1985
⒕吳培亨，楊森祖，程其恒，吉爭(zhēng)嗚，采用單極子微帶天線耦合的SIS結(jié)混頻器變頻效率的研究，低溫物理學(xué)報(bào)，Vol.8，No.4，1986 15.吳培亨，小面積Pb合金隧道結(jié)中的準(zhǔn)粒子射頻感應(yīng)臺(tái)階，低溫物理學(xué)報(bào)，Vol.8，No.3，1986
⒗吳培亨，盛玉寶，籍榮甫，用于亞毫米波的點(diǎn)接觸超導(dǎo)二極管的研制，低溫物理學(xué)報(bào)，Vol.8，No.4，1986
⒘Q.Huang，P.H.Wu，Study on Hysteresis in Josephson Tunnel Junction:Calculating the Minimum Current on Phase Plane，Jpn.J.Appl. Phys.，Vol.26，1987
⒙吳培亨，程其恒，楊森祖，范敏華，馮一軍，陳健，李元等，Josephson Frequency Mixing Between Two K`-`a`!`Band Signal sin Ceramic Bridgeat liquid Nitrogen Temperatures,Kexue Tong bao，Vol.32，No.24，1987
⒚P.H.Wu，Super conducting Electronics in China International Super conductivity Electronics Confer，1987
⒛P.H.Wu，Q.H. Cheng，S.Z.Yangetal，The Josephson Effectina Ceramic Bridgeat Liquid Nitrogen Temperature Japanese，Journal of Applied，1987
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23.The Josephs on effect in Liquid Nitrogen Usingall Ceramic Junction,J.Nanjing Univ(Natural Sciences），1987
24.M.H.Fan，P.H.Wu，The Bifurcation-Chaotic Trees Separated By Periodic Solutions in an RF-Driven Josephson Junction,International Super conductivity Electronics Confer，1987
25.吳培亨，程其恒，楊森祖，范敏華，馮一軍，陳健，李元，陸懷先，液氮溫度下陶瓷橋中兩個(gè)Ka波段信號(hào)的約瑟夫遜頻率混頻，科學(xué)通報(bào)，Vol.16，1987
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28.吳培亨，SIS結(jié)參量放大器的研究，低溫物理學(xué)報(bào)，Vol.10，No.3，1988
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