2020年，北京大学王选青年学者奖励基金设立全国性科技奖项“王选杰出青年学者奖”。每年由北京大学、中国计算机学会和中国工业与应用数学学会联合评选出在计算机和应用数学领域中自主创新和应用成果极为突出的杰出青年学者各一名，迄今为止该奖项已评出三届获奖者。

2023年7月，2021、2022年度王选杰出青年学者奖颁奖典礼在北京大学百周年纪念讲堂李莹厅举行。中国科学院计算技术研究所孙晓明研究员凭借在解决量子算法复杂性和密码协议复杂性中的理论难题等方面的贡献，成为2021年度王选杰出青年学者奖获得者。

2021、2022年度王选杰出青年学者奖颁奖现场（左四为孙晓明）

走进中国科学院计算所8楼孙晓明的办公室，感觉进入了书本的海洋，左右两侧靠墙边高高的书架上放满了书籍，两张办公桌子上也全是书籍，最显眼的就是一进门正前方的一块写满数学公式的白板。孙晓明笑着告诉记者：“我和学生们会经常就一些数学问题探讨，这些都是讨论的时候写的。”

孙晓明办公室一角

踏入量子计算这片“新大陆”

孙晓明出生于山东青岛，从小就对数学感兴趣，尤其喜欢求解密密麻麻的方程式，对他来说解开一道题是最开心的事情。由于高中时期参加国际数学奥林匹克竞赛（IMO）获得金牌，孙晓明高中毕业直接保送清华大学计算机系。大四的时候，导师马少平教授发现孙晓明的数学基础非常扎实，就推荐他去应明生教授团队学习，这是孙晓明第一次接触到量子计算这个新兴领域，至今孙晓明在这个领域开展研究已有23年了。孙晓明兴奋地说：“十分感谢马教授的推荐，让我能有机会在应教授的团队里学习，是应教授引领我走入量子计算这个全新的领域，研一的时候应教授又推荐我前往香港城市大学继续深入学习。”

2002年，在清华大学计算机系攻读博士的孙晓明，因为数学能力极为突出，前往香港城市大学交流深造。孙晓明告诉记者，在香港城市大学，他又遇到了他学生生涯中另外两位重要的老师，“一位是在算法博弈论领域做出重要贡献的邓小铁教授，当时邓教授就职在香港城市大学，目前是北京大学前沿计算研究中心的讲席教授。另一位是图灵奖唯一一位华人获得者姚期智教授，也是我后来的博士论文导师。”

孙晓明办公室一侧的书架

孙晓明表示自己非常的幸运，一路走来遇到了很多有知遇之恩的老师，他们倾囊相授、授业解惑、因材施教，无私地支持和引导他，使他能够充分发挥自己的优势。这些老师不仅教授知识，更传授为人之道。“我希望我也可以具备老师们这些优秀的品质，做一名好老师。姚期智教授是我的博士论文导师，姚老师的研究领域非常广泛，包括量子计算、计算复杂性、密码学、通信复杂性以及计算几何等，并且在每个领域都作出了具有突破性的杰出成果，我非常地崇敬。”

2005年，孙晓明博士毕业后留在清华工作，帮助姚期智教授创立了著名的清华“姚班”，那时孙晓明不仅要上课，而且要参与日常的教学管理工作。“协助姚老师创立‘姚班’的几年时间，在姚老师身边耳濡目染，积累了很多教学的经验。到今天我都很喜欢给本科生上课，课后会跟姚老师当年一样，给一些学有余力的学生留一些课后思考题，并非常喜欢课下跟他们一起探讨问题。”

孙晓明在办公室

始于兴趣 久于坚持 立于创新

谈到如何面对科研中遇到的难题以及瓶颈时， 孙晓明笑着说：“理论计算机这个领域，解决问题的时间都是以年为单位的，有的时候一个数学问题，半年也没有什么头绪，一年也没什么大的进展，如果不是真的对这个问题感兴趣，通常是坚持不下来的，所以首先是要有兴趣。有兴趣就会去深入钻研、主动并自觉地思考这个问题，阅读一些文献或者看到同行做了一些相关研究，可能就有灵感产生，尝试着看能否应用于自己的问题上，这些都是自然而然的。有了对科学问题的兴趣，自然不会轻易放弃。这就是第二点，要坚持不懈。”但是孙晓明也坦言，在学术风格上，于他来说，是问题驱动研究，“哪些数学问题能引起我的兴趣，我就会去进行钻研。一些问题好几年都没有解决掉，我也会放一放，换个方向，换个课题去钻研，也不会抱着不放，死钻牛角尖”。

孙晓明在办公室工作

孙晓明强调，除了有兴趣、坚持不懈这两点外，具备创新能力也是很重要的。“如果没有创新能力，一些难题是很难突破的”。孙晓明告诉记者，去年在王选杰出青年学者奖颁奖典礼上，听陈堃銶先生回忆王选先生当年研制激光照排系统过程中一些细节的时候，就被深深地震撼到了。“陈老师提到当时要攻克汉字信息压缩这个难题，当时计算机的存储量极小，要将巨大的汉字信息存入其中，还要检查是否存储正确是非常困难的。因为当时的计算机没有显示屏，在如此艰苦的环境下，王老师竟然想到了用‘轮廓+参数’这样的数学方法，使得汉字信息被大大压缩并成功存进了计算机。这惊人的创新能力和坚忍不拔的精神，真是太令人钦佩了。”

从2011年至今，孙晓明一直在中国科学院计算所工作，目前担任中国科学院计算所量子计算与算法理论实验室主任，主要研究领域为算法与计算复杂性、量子计算等。2011年入选首批基金委优青、首批万人计划青年拔尖人才，2013年曾获中国密码学会优秀青年奖。目前担任中国计算机学会理论计算机科学专委会主任，还担任《中国科学:信息科学》《软件学报》《计算机研究与发展》《Information and Computation》《JCST》《FCS》等杂志的编委。

孙晓明所在的中国科学院计算所量子计算与算法理论实验室

孙晓明告诉记者：“‘科研为国分忧，创新与民造福’是计算所的核心价值观，我觉得王选先生的事迹就是这句话的一个完美诠释。我希望未来也可以像王选老师一样，不断勇于创新，将科研成果真正转化为具有社会经济价值的产品，为民造福。”

量子计算需要更多的“探险家”

“量子计算一直以来都是科技领域的热门话题，它被誉为是21世纪最具颠覆性的技术之一。尽管量子计算已取得了显著进展，但实现通用量子计算机仍面临许多挑战，如提高量子比特数量和稳定性、降低噪声和失真等” ，孙晓明告诉记者：“量子计算目前就像一块新大陆，有很多‘金矿’有待发掘。”

谈起自己未来的研究重点，孙晓明兴奋地表示今后他将会在两个方面继续进行研究。“量子计算是一门交叉的新兴学科，基于量子力学的特性，有可能对计算能力带来颠覆性改变，但是想要比经典计算机有速度上的大幅提升，就必须有新的量子算法进行配合。” 孙晓明表示会继续在算法理论上深耕：“1994年，在量子算法研究领域，大整数质因数分解的Shor算法，一个最具里程碑式意义的量子算法诞生了，这种算法比目前最好的经典计算机分解质因数有指数量级的加速，可以用来破解RSA公钥密码，对经典密码安全构成潜在的威胁。未来我们希望能够找到像Shor算法一样具有重要理论意义和实用价值的量子算法。”

除此之外，孙晓明还计划尝试进行量子算法的线路优化研究，“由于当前量子硬件设备的局限，对其所运行的比特数、电路深度等要求都非常高。据估计量子比特数要达到100万量子比特才可以运行Shor量子算法来破解2048位的RSA密码，尽管目前已经可以做到上百量子比特，但是还远远达不到上述要求。因此，我们希望能够尝试进行量子算法线路的优化，来尽量缩小这种差距。就像当年王选老师的工作一样，用他独创的数学方法，将上千兆的汉字信息进行压缩，存入了仅有几兆内存的计算机里”。孙晓明表示如果能够将量子线路进行压缩，那将是一个极具影响力的创新，尤其是在未来五到十年间，可能会产生巨大的价值。

谈到量子计算领域发展的瓶颈，孙晓明告诉记者，目前国内在量子计算领域的科研工作者十分稀缺，人才是制约量子计算领域发展的最大瓶颈。“量子计算是一个新大陆，目前国内教材少，老师少，愿意做量子计算研究的学生也少，能开这门课的学校更是屈指可数。”为此孙晓明与其他5位同行一起耗时三年翻译了该领域经典教材《量子计算与量子信息》，“这本书是量子计算的入门书籍，只要有线性代数和计算机的基础，就能看懂这本书，希望推荐给对量子计算感兴趣的计算机同行们”。

孙晓明与多位同行一起耗时三年翻译了经典教材《量子计算与量子信息》

作为国内量子计算这块新大陆的先行者、探险家，孙晓明还有很长的路要走，量子计算未来潜能无限，希望更多计算机领域的年轻人和专家学者一起关注量子计算领域的发展，共同推动量子计算方向的交叉合作，与孙晓明一起创新开拓“量子计算”的新大陆。

学者简介

孙晓明，中国科学院计算技术研究所研究员，量子计算与算法理论实验室主任，国家杰出青年科学基金获得者。主要研究领域为算法与计算复杂性、量子计算等，曾获王选杰出青年学者奖等，入选首批基金委优青、首批万人计划青年拔尖人才，目前担任中国计算机学会理论计算机科学专委会主任。

王选杰出青年学者奖介绍：

北京大学王选青年学者奖励基金由王选夫人陈堃銶教授于2008年12月代表北京大学王选计算机研究所（原北京大学计算机科学技术研究所）捐赠基金设立。之后，王选所硕士研究生刘振飞校友连续多年捐资注入本基金，是北大最早的针对青年学者所设的奖励基金。该基金下设“北京大学王选青年学者奖”，多年来奖励了北大一批在教学岗位和科研工作中作出重要贡献并具有巨大发展潜力的青年教师。

王选院士作为推动中国汉字和印刷技术迈入计算机时代的开拓者，是新时代知识分子的杰出代表和自主创新精神的楷模，他的崇高品格与精神风范值得永远铭记。为更好地纪念王选院士，发扬他坚持创新的科学精神和扶植新秀的高尚情怀，推动中国科技创新事业发展，扩大王选青年学者奖励基金的影响力，2020年，北京大学王选青年学者奖励基金决定增设全国性科技奖项“王选杰出青年学者奖”。该奖项实行推荐制，不受理个人（或单位）的申请或自荐，每年组织评选一次。候选者应满足以下条件：热爱祖国，有良好的社会公德和高尚的职业道德；在科研工作中作出重要贡献并具有巨大发展潜力，或者其科研成果得到重要应用或有重要应用前景；年龄在45岁以下的中国公民。每年由北京大学、中国计算机学会和中国工业与应用数学学会联合评选出在计算机和应用数学领域中自主创新和应用成果极为突出的杰出青年学者各一名，每人一次性奖励人民币50万元。

为开展好王选杰出青年学者奖的相关工作，确保该奖项的公正性、独立性和权威性，特设立王选杰出青年学者奖管理委员会、学术委员会、提名委员会及秘书处，学术委员会和提名委员会由数学、计算机理论与应用领域的著名专家担任，负责奖项的提名和评审工作，对候选人进行评议、表决后上报管理委员会审定。如当年度无合适人选，名额可空缺。