在科学探索的道路上，有些故事不仅关乎突破性发现，更展现了人类克服环境限制、追求知识的坚韧精神。量子化学家Ernest Opoku的旅程正是这样一个典范——从加纳小镇的有限资源环境，到如今在MIT推动量子计算的前沿研究，他的故事激励着一代又一代的科学探索者。
从加纳小镇到MIT前沿
Opoku的科学之路始于加纳Dadease小镇的一个简单愿望：成为一名科学家。然而，他的学校没有提供选修科学课程，这没有阻止他，反而激发了他的创造力。"我成长在一个难以找到科学家的城镇，"Opoku回忆道。
面对没有专用科学教室和实验室的限制，Opoku说服校长允许他为自己和五位朋友开设科学课程。仅凭一块黑板和丰富的想象力，他们通过共同绘制的公式和图表学习化学相互作用。这段早期经历培养了他解决问题的能力和对科学探索的热爱。
"作为一个从小就渴望满足好奇心的男孩，加上我父母接受的教育有限，我知道实现目标的唯一途径就是努力工作，"Opoku解释道。这种坚韧精神贯穿了他的整个学术生涯。
语言障碍与科学追求
8岁时，Opoku开始在学校自学英语。每天放学后，他带着作业回家，但父母无法帮助他，因为他们都不会读写英语。面对挫折，他的母亲请求一位高年级学生辅导儿子。
每天6点，两个男孩会面，在煤油灯下共同练习新词汇和发音，因为两家都没有电力。这段经历不仅磨练了他的语言能力，还培养了他克服障碍的韧性——这一品质将伴随他走向国际科学舞台。
计算化学的吸引力
进入高中后，Opoku对自然的迷恋日益增长。"我意识到化学是中心科学，真正提供了从最小层面理解创造的洞察，"他说。尽管考入了加纳顶尖高中之一，但父母无力承担学费，因此他回到家乡的Dadease Agric Senior High School，通过种植番茄和玉米攒够学费支持学业。
2012年，Opoku考入加纳科技大学(KNUST)，这是加纳和西非地区的顶尖大学。在那里，他接触到了计算化学。与其他许多科学分支不同，这个领域只需要一台笔记本电脑和互联网就能研究化学反应。
"任何想法，只要我能拿到电脑，我就会开始探索我的好奇心。我不必等到去实验室才能探究自然，"Opoku解释道。这种自由探索的能力让他能够随时随地满足求知欲。
导师的启发
在KNUST期间，Opoku的导师已故量子化学家Richard Tia教授（KNUST化学系副教授）对他的职业生涯产生了深远影响。"每一天都是有趣的一天，"他回忆道与Tia共事的时光。"我被要求做我自己想知道的事情，满足我自己的好奇心，通过这些工作我将获得学位。"
在Tia的指导下，Opoku从早到晚投入研究，但这一切都不像工作，因为他在探索自己真正感兴趣的领域。这种将个人兴趣与学术研究相结合的体验，塑造了他未来作为研究者的心态。
电子传播方法的突破
2020年，Opoku的好奇心将他的研究带到了海外，前往阿拉巴马州的奥本大学攻读博士学位。在导师J. V. Ortiz教授的指导下，Opoku为模拟电子结合或脱离分子的过程（称为电子传播）开发了新的计算方法。
Opoku方法的创新之处在于它不依赖任何可调或经验参数。与一些需要调整以匹配实验结果的前期计算方法不同，他的技术采用先进的数学公式直接考虑电子相互作用的第一个原理。这种方法更准确地接近实验结果，同时使用更少的计算能力。
通过简化计算和消除猜测，Opoku的工作朝着更快、更可靠的量子模拟迈出了重要一步，适用于广泛分子（包括从未研究过的分子），为材料科学和可持续能源等领域的突破奠定了基础。
MIT博士后研究的新方向
在MIT的博士后研究中，Opoku的目标是通过整合量子计算、机器学习和bootstrap嵌入技术（一种通过将大分子分成较小重叠片段来简化量子化学计算的技术）推进电子传播方法，以解决更大、更复杂的分子和材料问题。
他与化学系的Haslam和Dewey教授Troy Van Voorhis合作，Van Voorhis在这些领域的专业知识可以帮助使Opoku的高级计算模拟更加高效和可扩展。"他的方法与我们过去在小组中追求的任何方式都不同，"Van Voorhis评价道。
科学传播与社区回馈
Opoku感谢之前的导师们帮助他克服了"对领域做出贡献所需的智力开销"，并相信Van Voorhis将提供同样的支持。2021年，他加入美国黑人化学家和化学工程师专业发展协会(NOBCChE)，在一个支持性社区中获得指导、网络和职业发展机会。后来，他作为奥本大学分会主席领导该组织，协调K-12外展活动，激励下一代科学家、工程师和创新者。
"Opoku的指导超越了他职业生涯阶段的典型做法，"Van Voorhis说。"一个原因是他的科学沟通能力，不仅是科学概念，还有科学过程。"
在祖国，Opoku创立了Nesvard分子科学研究所，支持非洲学生发展研究生院和专业职业所需技能，同时培养自信和文化认同。通过这个非营利组织，他已经指导了29名学生，传递给他们跟随好奇心并帮助他人做同样事情的机会。
"非洲人在科学和工程的许多领域做出了重大贡献，但这些贡献往往没有被认可、庆祝或记录，"Opoku说。"我们有责任改变这种叙事。"
量子计算的未来影响
Opoku的研究代表了量子计算在化学领域的应用前沿。通过开发不依赖经验参数的计算方法，他正在使量子模拟更加准确和高效，这将加速新材料的发现和药物开发过程。
在材料科学领域，他的工作可以帮助设计具有特定性能的新材料，如超导体、更高效的太阳能电池电池板或更轻更强的复合材料。在药物发现方面，更准确的电子行为模拟可以加速药物候选物的筛选，减少开发时间和成本。
科学探索的社会意义
Opoku的故事提醒我们，科学突破不仅发生在最先进的实验室，也源于对知识的纯粹追求和克服障碍的毅力。他的研究不仅推动了量子化学的前沿，还通过Nesvard分子科学研究所等项目，确保科学机会的全球可及性。
"科学不仅关乎发现，还关乎传播知识并赋能他人，"Opoku强调。这种理念使他成为科学界真正的变革者，不仅在实验室，也在更广泛的社区。
结语
Ernest Opoku的旅程展示了科学探索的变革力量——从加纳小镇的有限资源，到量子计算的前沿研究，再到回馈社区的科学教育。他的工作不仅将加速材料科学和药物发现的进步，还激励着新一代科学家，特别是来自资源有限地区的年轻人，追求他们的科学梦想。
随着量子计算技术的不断发展，Opoku的方法有望成为更复杂分子模拟的标准，为解决全球性挑战如气候变化、能源危机和疾病治疗提供关键工具。他的故事提醒我们，科学突破往往源于对知识的纯粹追求和跨越障碍的勇气，这正是科学精神的核心所在。
