他曾是中科大最年輕的博導，天才級科學家，量子領域國際領軍者之一，
獲得過美國密歇根大學的終身教席，曾當選美國物理學會會士，是我國本土培養的博士中，第一個獲得美國斯隆研究獎的科學家。本來在美國的發展一帆風順，卻因為姚期智的一通電話，毅然回到國內，成為了清華大學的全職教授，他就是段路明。段路明1990年畢業於桐城中學，當時家境窘迫的他學習成績優異，在全國化學聯賽中榮獲一等獎，因此被保送到中國科學技術大學，1994年獲得中科大學士學位，隨後拜師當時大量子通信與量子計算開放實驗室的主任郭光燦教授，攻讀博士學業。
在段路明讀博期間，共計發表論文40 篇。1998年，段路明的出色表現讓他提前一年畢業，獲得了博士學位，同時獲得“中科院院長特別獎”，而他的博士論文在2000年入選“全國百篇優秀博士論文”。
此後，他留校繼續與郭光燦院士合作，提出量子研究的全新研究方向，在國際上率先提出量子避錯編碼，用於克服量子信息系統最主要障礙的消相干問題；提出概率量子克隆這一全新研究方向，研究最佳概率量子克隆過程。其推導的公式得到國際同行的一致認可和量子信息界權威的高度評價，被稱為“段-郭”極限。
2001年，29歲的段路明與同事合作在《自然》雜誌上發表論文，首次將目前物理學的兩個熱門前沿領域玻色－愛因斯坦凝聚與量子信息研究有機地結合起來。這個研究成果再次引起轟動，他本人也被歐洲媒體稱為“原子的‘上帝’”。同年，中科大破格晉升段路明教授、博士生導師一職。成為中科大當時最年輕的博導，與潘建偉教授並稱中科大量子信息領域的“絕代雙驕”。
然而，正當段路明的科研事業一切順利之時，他卻突然在2003年到了美國密歇根大學任教，這一去就是近十年。當然，到了美國的段路明依然沒有荒廢過科研工作，2004年，他獲得著名的美國斯隆研究獎，成為我國本土培養的博士中第一個獲得該獎的科學家。
在一般人的認知裡，這樣優秀的科學家無論在哪個國家都會受到最好的待遇，而且按理說，在美國的近十年時間裡，段路明應該早已經習慣了當地的日常和科研生活，但是一個電話，讓段路明毅然決然地放棄了美國的一切，回到了祖國。
打這個電話的人，是圖靈獎的獲得者姚期智。2010年10月的一天上午，段路明正在密歇根大學準備給學生上課，卻在這時突然接到了北京打來的電話，電話那頭居然是鼎鼎大名的姚期智。
當時，姚期智已經有了創建清華量子信息中心的想法，但這需要大力延攬該領域頂尖人才，姚期智想到了段路明。電話裡，姚期智希望段路明能夠回國，一起為清華成立量子網絡研究平臺作出開創性的工作。 隨後不久，趁熱打鐵的姚期智專程飛到密歇根大學與段路明會面，他們一起暢談，共同規劃清華量子信息中心的藍圖。
姚期智的電話和來訪讓段路明動心了，他又怎麼不想能夠回到祖國，為祖國的科研事業貢獻一份力量？經過了深思熟慮，段路明決然地辭去美國的所有教職，全職回到祖國，加盟清華大學量子信息中心的建設，負責組建量子信息的物理實現團隊。 為助力中國量子科學研究進入世界前列做出了突出的貢獻。2019年4月，段路明獲聘首位“清華大學基礎科學講席教授”。
好事者戲言：段路明成長在中科大，開花在密歇根，結果在清華。這倒不失為一段佳話。無論如何，段路明這種只要祖國一聲召喚，就義無反顧拋棄一切的赤子之心真的值得我們每個人學習。
近年來，越來越多的學術人才紛紛歸國，“不做鉅變的旁觀者，要做鉅變的創造者。”姚期智如是，段路明也如是，這是中國越來越強盛的信號，也只有如此，才能如“磁石”一般吸引著眾多離家的學子紛紛投回祖國的懷抱，而他們，也必將助力祖國實現從“站起來”“富起來”到“強起來”的壯麗轉變。
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