【师者】廖立杨：要“脚踏实地”，也要“仰望星空”

廖立杨，博士，现任上海科技大学信息科学与技术学院助理教授，研究员、博士生导师。2020年本科毕业于清华大学，2025年博士毕业于东京大学，随后在东京大学担任博士后研究员。2026年加入上海科技大学信息科学与技术学院后摩尔器件与集成系统中心（PMICC）。

研究方向为面向量子信息、射频器件及芯片电源管理的自旋电子学混合系统。研究成果发表于领域旗舰期刊（Physical Review Letter、Science Advances等）。曾获清华大学优秀毕业生、优秀毕业论文奖，主持日本学术振兴会青年科学家项目。

人工智能的飞速发展正孕育着一场深刻的社会变革，身处“内卷”的漩涡与行业快速更迭的洪流中，我们时常会陷入对自身价值的迷茫，焦虑于在不确定的未来中何处才是安身立命之所。

破解这种焦虑的钥匙，在于对“创新”的重新定义与实践。在智能时代，真正的科研绝非机械地执行既定流程，也不是在海量旧数据的排列组合中打转——因为凡是互联网已有的数据和智能训练能覆盖的领域，皆已成过去。我们需要有勇气走到与真实物质世界深度交互的一线去，去探索那些算法尚未触及的“无人区”，去创造属于人类的真正新知识。

这条路注定充满挑战，因此更需要大家“脚踏实地”与“仰望星空”并重。扎实的专业基础是你们的压舱石，它赋予你们在纷繁信息中分辨真伪的判断力，不被工具的幻觉所误导；而远大的目标则是你们的导航仪，它指引你们将越来越发达的技术化为己用，以更快的速度逼近真理。当你具备了深厚的根基与宏阔的视野，你便不再会患得患失于“被取代”的恐惧，而是能自信地驾驭工具，成为时代的开拓者。

研究方向：面向量子信息、射频器件及芯片电源管理的自旋电子学混合系统

我们正处于一个物理世界与数字世界剧烈碰撞的节点。随着芯片工艺不断微缩，晶体管尺寸逼近物理极限，传统的电子学面临着“量子隧穿”等效应的阻碍，仿佛撞上了一堵墙。我们课题组的思路是“反其道而行之”：不再把量子效应视为干扰，而是利用它。 我们主要利用电子的“自旋”属性（不仅利用电荷，还利用自旋角动量），结合微纳制造工艺，构建混合集成电路系统，将量子技术推向芯片化和实用化。

本课题组主要关注以下三个维度的探索：

既然光可以通过非线性晶体改变频率，我们能不能用自旋和声波做同样的事？廖老师在过去的研究中利用微纳工艺，设计并制造了具有特殊对称性的人工微结构。 这种微结构有望让输入的声波与自旋波发生非线性耦合，产生压缩态或纠缠态等量子态。最重要的是，它是全电控的，不需要笨重的光学驱动设备，易于集成，这为低成本、便携式的固态量子传感和通信提供了可能，也有望在寸土寸金的稀释制冷机内为量子计算作出贡献。

利用上述的微观量子效应，我们可以制造出感知能力远超传统的器件。

量子增强传感： 基于自旋-声波耦合原理，我们研发的传感器将有望探测到pT级（皮特斯拉）的微弱磁场和pN级（皮牛）的微小力。这就像给了芯片一双极其敏锐的“耳朵”和“触角”，可用于医疗检测或精密导航。

射频信号处理： 这种耦合系统还可以用于处理高频信号，例如产生频率梳，在未来的无线通信和精密测量中发挥关键作用。

 03  解决AI芯片的“能源焦虑”——片上微缩电感

人工智能的爆发带来了巨大的算力需求，也带来了惊人的功耗。如何高效地给GPU等大芯片供电是目前的行业痛点。为了降低输电过程中的电能损耗，目前的趋势是“背部供电”和片上高压-低压转换。

传统的供电电路体积大，尤其受限于电感的尺寸，难以塞进芯片内部。这是因为传统电感通过磁场存储能量，能量密度上限低。我们将探索利用量子力学中自旋之间的量子交换能密度极高的特性，开发新型磁性材料，将电感元件做得极小且能量密度极高，直接集成在芯片封装内，解决AI芯片供电“最后一公里”的损耗问题。

喜欢的运动是游泳和远足；业余对历史、人类学和社会科学很有兴趣，尽管没有什么知识积累；文艺方面的爱好是诗词创作和拉小提琴。