在量子世界的微观领域执着深耕，于三尺讲台之上潜心育人——郑州大学物理学院闫磊磊研究员，凭借卓越的科研成绩与扎实的教学贡献，荣获郑州大学2025年“十佳青年教师”称号。

闫磊磊在量子信息处理前沿领域持续突破，目前50余篇SCI论文在《Physical Review Letters》《Science Advances》等顶级期刊发表，其中3篇入选PRL编辑推荐论文，2篇入选PRL物理特色论文，研究成果被美国物理协会新闻期刊《Physics》专栏报道，并获《Reviews of Modern Physics》重点引用评述，在国际学术舞台屡创佳绩；此外，更以国家优青、省杰青等多项科研项目为依托，主持国家自然科学基金面上项目、区域联合创新重点项目子课题等国家项目，悉心指导本科生发表多篇学术论文……，展现出强劲的学术实力。

从跨界求索者到学术引路人

高中毕业后，受数学老师影响，闫磊磊选择就读于中国地质大学（武汉）数理学院数学与应用数学系。然而进入大学后，他逐渐意识到自己更擅长计算而非数学证明。“数学侧重于证明，偏向计算的物理更能凸显我的长项。”因此，闫磊磊利用闲暇时间旁听课程、自学教材，最终凭借对物理学科的热爱以及有效的学习方法，于2012年考取中国科学院武汉物数所原子分子物理专业研究生。

“一个好的学习方法是达成目标的关键要素。遇到不懂的问题时，我会先与老师交流，确定方向后自己再深度思考，这样问题很快便能迎刃而解。”如今已是博士生导师的闫磊磊，也致力于把这个学习方法教授给学生，助力他们更好地开展学术研究。

2019年入职郑州大学后，他迅速适应新角色，将科研中锤炼的严谨思维与探索精神融入教学实践，形成了“科研反哺教学”的育人模式。

在指导学生时，闫磊磊格外重视“入门”阶段的引导。他会为学生设计一个由浅入深、循序渐进的科研任务序列。“第一个科研任务通常是帮助学生熟悉科研范式，”闫磊磊介绍道，“当学生扎实完成第一个任务后，第二个、第三个任务的难度会逐步增加。”他坚信，在现代科研体系中，博士生的培养更注重“精”与“深”，只有在一个方向扎得足够深才能产出成果。

除了对研究生的精细化培养，闫磊磊同样注重本科教学。他主讲的“数学物理方法”课程面向物理学院大二学生，在传授数理知识之外，他注重点燃学生的科研热情。在讲解“留数定理”等重难点时，他通过列举大量具体实例，展示其如何解决高等数学中棘手的反常积分，并进一步与物理上的波函数、薛定谔方程结合，让学生直观感受到数学工具在物理研究中的灵活运用。他向本科生科普物理学的顶级期刊、介绍自己团队的最新科研进展。“我希望学生能早点了解国际上学界在关心什么，前沿在哪里。”

除此之外，他积极鼓励本科生提前进入实验室。每年他的团队都会吸纳5至8名本科生参与科研工作。对于表现优异者，他会全力支持他们参加全国性学术竞赛。2024年，他团队中的常新乐等同学组成的参赛队伍凭借出色表现斩获了全国大学生物理实验竞赛一等奖，2025年团队中的蒋勤博等同学组成的参赛队伍再次斩获全国大学生物理实验竞赛一等奖。

从考研学子到独当一面的博士生导师，闫磊磊深知在学术道路上引路人的重要性。如今，他成了学生的引路人。“我欣赏那种‘方向正确又肯努力’的学生，致力于为这些‘好苗子’创造最好的成长环境。”闫磊磊说道。

深耕不辍，量子世界探新知

教学上的倾情投入，与闫磊磊在科研海洋中的探索步伐相伴而行，相得益彰。他的主要研究方向是超冷原子离子的量子信息处理，这是一个在量子计算、量子模拟和精密测量等领域具有巨大潜力的前沿方向。

在物理学院和“中原之光”实验室等平台的大力支持下，他带领团队一路攻坚克难，先后建成了多个囚禁离子实验平台，并在2024年产出一项重磅成果。团队以郑州大学为第一单位，在《物理评论快报》上发表关于“麦克斯韦妖调控非平衡涨落定理”的研究论文。“麦克斯韦妖”是物理学史上一个较为经典的悖论：假想一个能探测并控制单个分子运动的“妖精”，无需消耗能量，就能让系统的一边变热、另一边变冷。

闫磊磊团队的突破点在于首次在真实的量子系统中，用实验证实了一个包含“耗散信息”的新型涨落定理。他用一个生动的比喻解释道：“这就像我们团队的‘麦克斯韦妖’，不仅聪明地测量了离子的状态，还成功地将这些‘信息’转化成了实实在在的‘功’输出，并把‘功’储存了起来，我们首次在实验上观测到了这个过程，并验证了其背后更精确的热力学不等式。”

为了实现这一目标，他带领团队利用单个超冷钙-40离子搭建了精密的量子模拟平台。实验的难点在于对“耗散”的精确控制以及实现“信息到能量”的高效转换。面对挑战，团队创新性地采用“辅助能级”结合激光调控技术来操控耗散，并利用激光的“红蓝边带”精确耦合离子的自旋与振动，最终成功观测到信息的功转化。选择从“麦克斯韦妖”这一经典模型切入，是因为他们不满足于研究信息的操作，更希望实现完整的“信息－功”循环，而他们设计的“西拉德机控制协议”正好能做到这一点，从而获得了更全面、更深刻的研究结论。

展望未来，闫磊磊为团队规划了清晰的双线发展战略：一是“少而精”，致力于将单个离子的操控精度推向极致，应用于精密测量，研发测量电场、磁场等物理量的尖端器件，推动产业化应用；二是“多而广”，努力将囚禁的离子数目规模做大，开展多体量子物理、量子模拟与量子计算研究，在量子科技的前沿领域争夺话语权。

如果把量子世界比作一座藏满奥秘的精密迷宫，闫磊磊既是解锁热力学深层密码的探索者，也是三尺讲台上为学生铺设通往迷宫阶梯的领航人。如今，他不仅带着团队在迷宫中开辟新径，更把探索的智慧与方法倾囊相授，让学生们既能手握科研罗盘找准方向，又能凭借扎实积累勇闯未知，在量子世界的探索与传承中，书写科研与育人的双重精彩。（蔡子慧 严静然 撰稿）

闫磊磊研究员