在刚刚结束的第22届固体激发态动力学国际会议（DPC 2025）上，来自芝加哥大学普利兹克分子工程学院（PME）的助理教授钟天（Tian Zhong）荣获本届大会颁发的Sturge Prize，以表彰其在固态量子纳米光子学研究中的卓越贡献。
该奖项每三年评选一次，由固体激发态动力学国际会议设立，是凝聚态光谱学领域面向青年学者的最高荣誉之一。自1978年在美国佐治亚州首次举办以来，该系列会议已成为凝聚态物理、化学与材料等交叉领域的全球顶级峰会，并在北美、欧洲和亚洲轮流举办。近年来，会议重点关注在物理、化学、生物与材料科学交叉领域中，凝聚态物质或分子材料激发态动力学过程的最新理论与实验研究进展。
引领稀土量子材料研究，布局未来量子互联网
“这个奖项既让我倍感谦卑，也令我无比激动，”钟天教授在获奖后表示，“十年前，稀土量子纳米光子学还几乎不存在。如今能在这个新兴领域贡献一份力量，我感到无比幸运。”
钟天及其团队致力于开发用于量子网络的前沿材料和技术，为未来的量子互联网奠定基础。他们率先提出并实现了一种全新的“自下而上”方法，成功制备出稀土离子掺杂的薄膜晶体。这类晶体具备独特的原子结构，尤其适用于量子存储器和量子互联等关键应用。
团队采用分子束外延（molecular beam epitaxy）技术，逐层喷涂原子，制备出纳米至微米级厚度的晶体材料，如氧化钇（yttrium oxide）。这一技术的显著优势在于，其制备出的量子级材料可达到晶圆级规模，具备未来批量生产的潜力。
构建稳定量子态的关键材料
稀土离子掺杂晶体的特殊结构和对称性有助于延长稀土掺杂离子的量子态保持时间，这是实现高性能量子计算和量子通信的核心挑战之一。
钟天团队利用该材料，开发出量子存储器和铒离子自旋量子比特（spin qubit）器件，为在光纤网络中保持和传输量子信息提供了关键支撑。团队还首次在电信波段成功演示了长相干时间的自旋-光子接口（spin-photon interface），目前正致力于在长距离光纤网络中实现多个铒离子量子比特的纠缠。这些研究成果均在芝加哥的量子网络平台上进行测试。
“未来，如果你想将量子信息通过量子网络传送到像纽约这样遥远的地方，可以沿途布设这些量子存储器。信息将从一个存储单元跳跃到下一个，直至建立完整的量子连接。”钟天解释道，“稀土离子掺杂材料如今正逐渐被认可为量子存储的领先平台。”
早在2020年，钟天就已获得美国国家科学基金会颁发的杰出青年职业奖（NSF CAREER Award）。此次荣获Sturge奖，不仅是对钟天本人科研工作的高度认可，也进一步彰显了芝加哥大学在量子科学领域的全球引领地位。
