在浙大读书时
二
硕士毕业后,他在马里兰大学读博。那几年的学习,虽然徐海潭一直保持着GPA(平均基点)满分的成绩,但对他来说,想得更多的是做出优秀的科研成果。他的大部分时间,从一开始就用来做科研了。
第一学期上原子分子光物理课的时候,徐海潭就遇到了他后来的导师Jacob Taylor。那时他刚从MIT做完博士后来到马里兰大学任教,同时也是美国国家标准技术局的物理学家。导师问了徐海潭以前的科研经历,听说他做拓扑量子计算,就问他能不能构造出一个叫做Toffoli门的三量子比特门。做量子计算的都知道这个量子门对于量子计算至关重要,但是在拓扑量子计算领域,由于完全不同的物理机制而需要全新的设计,之前还从来没有人在普适拓扑量子计算理论中构造出来过Toffoli量子门。那些天,徐海潭虽是日思夜想,仍百思不得其解。但某一次在坐校车的时候,他看见一对双胞胎,突然想到用合成粒子对的方式来设计这个三量子比特门,于是问题迎刃而解,同时还解决了几个其他的难题,为拓扑量子计算理论添加了一块基石。也许这是对徐海潭的第一次考验,那之后他就成为Jacob第一个学生。马里兰大学给他的全额奖学金本来是需要他做两年助教的,但是第一学期快结束的时候,导师就让他不要做助教了。导师用研究中心的经费给他发奖学金,而他也从助教变成了助研。
徐海潭的办公室是在一个实验室里面,室友基本上都是做实验的。各种先进的仪器设备看得他手心发痒。物理毕竟是个实验学科,就算理论物理,脱离了实验,也就相当于数学或者哲学了。于是,做纯理论物理的徐海潭渐渐萌生了转做实验的想法。
第一个实验项目,他做的是芯片上的光学微腔传感器。物理机制并不复杂,主要是纳米尺度下的光子干涉。其实他当年在上高中的时候,就尝试过用类似的物理机制来做实验,但高中实验室里能找到的仪器和器件是远远达不到实验要求的,实验虽然没有做成,但是想想这个领域的研究在国际上差不多是同时兴起的,他感觉还是挺兴奋。在这个实验项目上,他最后发表了论文,发明了一个专利,为以后的研究打下了基础。
之后徐海潭从纯光学研究转到了光力学研究,遇到了博士期间另一位导师John Lawall。John Lawall做研究几十年了,从来都是只招博士后,而徐海潭很巧合的成为他的第一个学生。
光力学是光学和力学相结合的前沿科研领域。光力相互作用可以用于光学和力学模式的精密调控和测量,有着重要的物理意义和实际应用。最近获得诺贝尔奖的引力波探测装置和光镊技术等都是属于光力学领域的。徐海潭在接下来的研究中,制备了纳米薄膜器件,研究新型光力学器件的物理性质,首次实现了光力学弯曲相变,精密控制薄膜移动相当于一个原子尺度的距离等等。
博士期间的成果使他顺利地得到了耶鲁大学博士后的职位,同时还获得了国家优秀自费留学生奖。徐海潭说,这里的“自费”,其实只是表明不是“公费”。他是通过自己努力拿到了国外大学的奖学金——家里可拿不出那么多钱供他出国。