丁冬生，男，1987年2月生于安徽，中国科学技术大学教授，博士生导师。2017年获得国家基金委优青，同年获得科技部重点研发计划的青年项目资助。在光学和量子信息领域取得了显著成就，尤其在基于冷原子系综的量子存储和量子通信、基于里德堡原子的量子计算与量子模拟、基于图像的非线性频率转换和调控等方面的研究。
人物经历
2006年9月至2010年7月，丁冬生在安徽师范大学攻读物理学本科并获得学士。2010年9月至2015年7月，他在中国科学技术大学光学专业攻读硕博连读并获得博士学位。2014年9月至2015年7月，担任中国科学技术大学助理研究员。2015年8月至2018年3月，晋升为副研究员。2018年4月，被聘为中国科学技术大学教授。
研究方向
1、基于冷原子系综的量子存储和量子通信
远距离量子通信的实现和量子网络的构成必须借助于量子中继器，而量子存储单元是构成量子中继器的核心，实现光子携带信息在存储单元中的存储与释放是实现中继功能的关键。因而能否实现实用化的量子存储器是构建基于中继器的远距离量子通信系统和量子网络的关键,而且是量子信息领域中一个急待解决的问题。
2、基于里德堡原子的量子计算与量子模拟
量子计算机是一类遵循量子力学规律，进行数学运算、处理信息的物理装置。在实验室构建一个模型，用以解决一个别人都知道但是难以解决的问题，可以实现量子模拟。可以用来做量子计算的物理系统主要有：超导、半导体、离子阱、里德堡原子、中性原子、线性光学等等。目前，扩展到较多物理比特已经成为当下量子计算的难点，系统自身的问题给科学研究增加了很大的阻碍，比如多比特扩展、单比特寻址和操控带来更多的困难，因此将会额外增加量子计算的成本与难度。
3、基于里德堡原子的量子传感
射频传感技术在数据通信、遥感探测等方面有着重要的应用前景，因此受到国际学术界、产业界和各国政府极大的重视和关注，美、欧等都将量子传感技术作为一个重要的研究领域。此外，包括国内外的多家大型商业公司已开始在量子信息领域投入巨资，用于量子领域等技术的研究和相关技术产业化的推进。原子无线传感利用里德堡原子大电偶极矩对外场的响应实现对射频场的精密测量，它具有超越传统无线传感的优势。
4、基于图像的非线性频率转换和调控
用于探测红外波段的红外敏感探测器价格昂贵，探测效率低。而红外探测又在生物探测，夜视，化学成像等领域都具有很大的应用。围绕解决红外图像探测器精度差、效率低的缺点，以及量子通信系统中存储波长的光子很难实现远距离传输等问题，利用原子的四波混频效应可以实现单模光场和具有特殊空间结构的图像的频率变换，即可实现红外波段的图像转换到可见波段。
主要成就
丁冬生的研究成果丰硕，2015年获得中科院院长特别奖，2016年获得中科院优秀博士学位论文奖，2018年获得国际大会Light Conference“光学未来之星”奖，2019年获得中国光学学会光学科技奖一等奖。他以第一作者或通信作者在国际顶尖期刊如《Nat. Photon》《Nat. Commun》《Physical Review X》《Physical Review Letters》《Light Science and Applications》《Nat. Phys》《Science Advance》等发表多篇文章。他的英文专著被选入《Springer Theses》丛书。多项创新性成果被麻省理工学院的TechnologyReview、Physics.org、APS physics等知名网站多次报道。此外，丁冬生课题组在基于里德堡原子的量子传感领域也取得了突破，相关成果发表于《自然-通讯》。
研究成果
丁冬生课题组利用人工智能的方法，实现了基于里德堡原子多频率微波的精密探测，相关成果日前发表于国际学术期刊《自然·通讯》。
丁冬生课题组利用里德堡原子体系，聚焦量子模拟和量子精密测量科学研究，取得了重要进展。在此次研究中，团队基于室温原子体系，利用里德堡原子作为微波天线及调制解调器，通过电磁诱导透明效应成功检测了相位调制的多频率微波场，进而将接收到的调制信号通过深度学习神经网络进行分析，实现了多频微波信号的高保真解调，并进一步检验了实验方案针对微波噪声的高鲁棒性。
研究结果表明，基于深度学习的里德堡微波接收器可允许一次直接解码20路频分复用信号，不需要多个带通滤波器和其他复杂电路。该工作将原子传感与深度学习有机结合，提出并实现在不求解主方程的情况下有效探测多频率微波电场的方案，且在硬件上没有太高要求即可实现较高精度，为精密测量领域与神经网络交叉结合提供了重要参考，在通信、雷达探测等领域具有重要应用前景。
参考资料
丁冬生.中国知网.2024-12-10