桐城少年

段路明1972年出生于安徽桐城。中学就读于桐城中学期间，他参加全国化学与物理奥赛和冬令营，因表现优异被中国科学技术大学免试保送。本科二年级时，他在光学课上的出众思考被郭光灿教授发现，两人从此结下深厚师生缘，段路明在郭老师指导下完成硕博连读，于1994年、1998年先后获学士和博士学位，还因成果突出提前一年毕业。

量子起步

在读期间，段路明与郭光灿教授合作，率先在国际上提出解决量子信息系统退相干问题的量子避错编码，又提出概率量子克隆这一崭新研究方向（被学界称为"段-郭界限"）。他29岁入选中科院百人计划，成为当时中国科大破格晋升的最年轻教授、博士生导师，并担任中国科学院量子信息重点实验室副主任。

大洋磨砺

博士毕业后，段路明先后到奥地利因斯布鲁克大学（1999年）和美国加州理工学院（2001年）从事博士后研究，与国际量子信息大师蔡林格、佐勒、西拉克等深度合作，在一些与会泽·西拉克、彼得·佐勒合作时，共同提出了量子信息领域的奠基性方案——DLCZ量子中继协议，把长距离量子通信从梦想推向现实。2003年他任美国密歇根大学助理教授，2004年获美国斯隆研究奖（同届唯一在中国获博士学位者），2007年获终身教职，2009年当选美国物理学会会士，2012年任费米讲席教授。

回归清华

2018年，尽管在美国地位尊崇，段路明毅然辞去密歇根大学费米讲席教授职位，全职回国加入清华大学交叉信息研究院，任基础科学讲席教授、姚期智讲座教授。归国之路虽历经波折，但他"抛家舍业回国创业"，率领团队在清华重温科研强国的初心。

量子蓝图

回到清华后，段路明担任清华大学量子信息中心主任，领导国家2030重大研究计划中的离子量子计算方向研究。他的团队实现了二维原子存储阵列和拥有225个存储单元的量子存储器，刷新量子存储容量纪录；首次实现25个量子接口之间的量子纠缠以及量子中继模块之间的高效纠缠链接；首次实验实现拉比-哈伯德模型在14亿亿维态空间的量子模拟，超越了现有超算的直接模拟能力；还首次利用同种离子编码两种类型量子比特，使多比特量子计算体系的串扰错误率低于容错量子计算阈值，向实用化量子计算坚实迈进。2023年11月，段路明当选中国科学院院士。