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郭光灿院士:为量子研究,甘做冷板凳15年

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发表于 2018-12-6 12:06 超大游击队员 | 显示全部楼层 |阅读模式

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2016年12月16日

21世纪以来,量子科技成为科技界争夺的热点。可以说谁掌握了量子科技,谁就掌握了世界的未来。

12月14日,郭光灿院士(中国科大605校友)做客CCTV10《大家》栏目。他是我国最早开展量子信息研究的人,一位可敬可爱的科学家。

甘做冷板凳十五年
20世纪90年代,量子信息作为一门新兴学科在国际学术界悄然萌芽,郭光灿敏锐地意识到这是中国可能在国际学术界占据一席之地的大好机遇。可当时国内很少有人知道量子信息是什么,甚至有些老教授指称郭光灿的研究是伪科学。1999年,郭光灿的科研经费已经到了揭不开锅的境地。他在中科院的帮助下度过了艰难的一年,并着手在中国科学技术大学建立一个量子信息实验室,可以想像,最初始的量子信息实验室有多简陋。

从20世纪80年代研究量子光学开始到2001年,郭光灿坐了15年的冷板凳,三次申请“973”项目均以失败告终。屡战屡败,屡败屡战,他的坚强和乐观令人敬佩不已。

抢占量子信息技术高地

量子计算机的速度相比于如今广泛使用的电子计算机,就好比电子计算机相比于算盘。一旦量子计算机研制成功,现有基于大数因式分解的密码体系将在瞬间被攻破,这引起了世界各国政府和军方的高度重视。郭光灿意识到量子计算机未来巨大的发展前景,开始布局量子芯片的研究。由于缺乏资金,他直接去向学校领导借钱,以个人名义打了借条,一借就是800万,这在旁人看来近乎是赌博式的高风险行为。

郭光灿用这借来的800万买了二手的实验设备。为了尽快出成果,他带着实验室的学生没日没夜的做实验。“别人8个小时,我们可以做12个小时,那么我们就可以把一天的时间当2天来用。”6年后,郭光灿凭借前瞻性的布局,用借来的800万筹码赢得了国家1.3亿的项目资金。

2003年,郭光灿顺利地评上中国科学院院士,获得我国量子信息领域第一个国家自然科学二等奖,多年任劳任怨的努力付出,终于得到了应有的认可和尊重。

郭光灿院士简介

郭光灿教授,1942年12月出生,汉族,籍贯福建惠安。中国科学技术大学教授。1965年7月毕业于中国科学技术大学无线电电子学系。1981年9月-1983年9月在加拿大多伦多大学做访问学者。从2005年1月起被聘为北京大学物理学院兼职教授。2003年当选为中国科学院信息科学学部院士,2009年当选为第三世界科学院院士。

现任中国科学院量子信息重点实验室主任、中国物理学会理事,中国光学学会理事,全国量子光学专业委员会主任,国际刊物《International J. of Quantum Information》 的Managing Editor;国家科技部973项目“量子通信与量子信息技术”首席科学家,中科院重要方向项目首席科学家,国家基金委创新群体学术带头人。国家科技部中长期规划“量子调控”重大项目-“量子通信与量子计算的物理实现”首席科学家;荣获国家自然科学二等奖,何梁何利奖,安徽省自然科学一等奖,安徽省2007年重大科技成就奖,被评选为中国科学院先进工作者、教育部全国优秀教师。培养博士研究生 65人,其中两人荣获全国百篇优秀博士论文奖。

主要从事量子光学、量子密码、量子通信和量子计算的理论和实验研究。在量子信息的研究中,提出概率量子克隆原理,并推导出最大克隆效率公式,被称为“段-郭概率克隆机”、“段-郭界限”,概率克隆机成为两种不同类型的量子克隆机之一;在实验上研制成功概率量子克隆机和普适量子克隆机,证实相关的理论预言;国际上首次提出量子避错编码原理,该原理成为三种不同原理的量子编码之一,已被实验证实;提出一种新型的量子处理器,可有效地降低腔消相干的影响,并实现多种信息功能,已被实验证实;在量子密码研究中,通过商用通信光路实现北京到天津之间125公里单向量子密钥传输;发明量子密码通信网络的关键部件-“量子路由器”,并通过商用光纤实现四端口量子密码网络的通信,首次实现武汉量子政务网;实验上实现量子受控非门的隐形传送,理论上提出固态容错量子计算新方案,为解决量子计算的物理实现提供了可能的途径;提出一种新型的量子点纠缠光源,该光源可以成为一种高效的光纤远程通讯的纠缠光源;首次证明量子信道的私密容量是不可加的。

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 楼主| 发表于 2018-12-6 12:08 超大游击队员 | 显示全部楼层
郭光灿,1942年12月出生于福建惠安。中国科学技术大学教授。1965年7月毕业于中国科学技术大学无线电电子学系。1981年9月-1983年9月在加拿大多伦多大学做访问学者。2003年当选为中国科学院信息科学学部院士,2005年1月起被聘为北京大学物理学院兼职教授。2009年当选为第三世界科学院院士。现任中国科学院量子信息重点实验室主任、中国物理学会理事,中国光学学会理事,全国量子光学专业委员会主任等职务[1]。2015年8月,在固态系统中首次实现对三维量子纠缠态的量子存储,保真度高达99.1%。2016年3月,领导的中科院量子信息重点实验室郭国平研究组在量子芯片开发领域取得一项重要进展,首次在砷化镓半导体量子芯片中成功实现了量子相干特性好、操控速度快、可控性强的电控新型编码量子比特。成果发表在国际权威物理学杂志《物理评论快报》。
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 楼主| 发表于 2018-12-6 12:08 超大游击队员 | 显示全部楼层
个人简介

郭光灿
郭光灿教授,1942年生于福建惠安。1965年毕业于中国科学技术大学无线电电子学系并留校任教。现任中国科学技术大学教授、中国科学院量子信息重点实验室主任。2003年当选中国科学院院士。
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 楼主| 发表于 2018-12-6 12:09 超大游击队员 | 显示全部楼层
现任中国科学院量子信息重点实验室主任、中国物理学会理事,中国光学学会理事,全国量子光学专业委员会主任,国际刊物《International J. of Quantum Information》 的Managing Editor;国家科技部973项目“量子通信与量子信息技术”首席科学家,中科院重要方向项目首席科学家,国家基金委创新群体学术带头人。国家科技部中长期规划“量子调控”重大项目-“量子通信与量子计算的物理实现”首席科学家;荣获国家自然科学二等奖,何梁何利奖,安徽省自然科学一等奖,安徽省2007年重大科技成就奖,被评选为中国科学院先进工作者、教育部全国优秀教师。培养博士研究生65人,其中两人荣获全国百篇优秀博士论文奖。
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 楼主| 发表于 2018-12-6 12:10 超大游击队员 | 显示全部楼层
要从事量子光学、量子密码、量子通信和量子计算的理论和实验研究。在量子信息的研究中,提出概率量子克隆原理,并推导出最大克隆效率公式,被称为“段-郭概率克隆机”、“段-郭界限”,概率克隆机成为两种不同类型的量子克隆机之一;在实验上研制成功概率量子克隆机和普适量子克隆机,证实相关的理论预言;国际上首次提出量子避错编码原理,该原理成为三种不同原理的量子编码之一,已被实验证实;提出一种新型的量子处理器,可有效地降低腔消相干的影响,并实现多种信息功能,已被实验证实;在量子密码研究中,通过商用通信光路实现北京到天津之间125公里单向量子密钥传输;发明量子密码通信网络的关键部件-“量子路由器”,并通过商用光纤实现四端口量子密码网络的通信,首次实现武汉量子政务网;实验上实现量子受控非门的隐形传送,理论上提出固态容错量子计算新方案,为解决量子计算的物理实现提供了可能的途径;提出一种新型的量子点纠缠光源,该光源可以成为一种高效的光纤远程通讯的纠缠光源;首次证明量子信道的私密容量是不可加的。
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 楼主| 发表于 2018-12-6 12:11 超大游击队员 | 显示全部楼层
郭光灿教授长期从事光学和物理学的教学和科研工作,在教书育人方面做出突出贡献,被教育部评为全国优秀教师;在科研方面获得一系列国际水平的成果,被中科院授予先进工作者称号。
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 楼主| 发表于 2018-12-6 12:12 超大游击队员 | 显示全部楼层
郭光灿是中科院方向性项目首席专家,国家科技部973项目“量子通信和量子信息技术”的首席科学家。已发表SCI论文820篇,其中 PRL 26篇,PRA 229篇;被SCI总引用10781次,他引9788次;出版著(译)作11部,已培养博士40余名,硕士30余名,其中全国百篇优秀博士论文获得者4名,国家杰出青年基金获得者2名
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 楼主| 发表于 2018-12-6 12:12 超大游击队员 | 显示全部楼层
研究领域

郭光灿
主要从事量子光学、量子密码、量子通信和量子计算的理论和实验研究。提出概率量子克隆原理,推导出最大克隆效率,在实验上研制成功概率量子克隆机和普适量子克隆机。发现在环境作用下不会消相干的"相干保持态",提出量子避错编码原理,被实验证实。提出一种新型可望实用的量子处理器,被实验证实。在实验上实现远距离的量子密钥传输,建立基于量子密码的保密通信系统,并提出"信道加密"的新方案,有其独特的安全保密优点。在实验上验证了K-S理论,有力地支持了量子力学理论。发现奇偶相干态的奇异特性等。
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 楼主| 发表于 2018-12-6 12:13 超大游击队员 | 显示全部楼层
学术成就

郭光灿
1、两项原创性的应用基础研究成果:“概率量子克隆”和“量子避错编码”。前者为解决量子信息领域的难题即信息提取问题提供了有效方法,被国际学术界称为 “段-郭概率量子克隆机”“段-郭界限”,同时在实验上研制成功量子克隆机,被认为是“该领域最激动人心的进展之一”;后一成果为克服量子信息技术实际应 用的主要障碍即消相干问题提供新的方法,成为学术界公认的三种不同原理编码之一,并被美国若干著名实验室在实验上所证实。
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 楼主| 发表于 2018-12-6 12:14 超大游击队员 | 显示全部楼层
2、完成14.8公里光纤量子密钥的实验,在3.2公里的中科大东西校区之间通过地下光缆建立了国内第一条基于量子密码的保密通信线路,为量子通信走向实用迈出可喜的一步。

3、提出“实用量子处理器”和“信道加密”两个新的实施方案,前者已被法国学者在实验上所证实,被认为是可实用化的器件,后者是与现有所有量子密码方案不同的新方案,有其独特优点,被国际同行详细推广引用。
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 楼主| 发表于 2018-12-6 12:15 超大游击队员 | 显示全部楼层
4、2015年,中国科学技术大学院士领导郭光灿的中科院量子信息重点实验室李传锋研究组,在固态系统中首次实现对三维量子纠缠态的量子存储,保真度高达99.1%。[2]

2016年3月,中国科学技术大学郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室郭国平研究组在量子芯片开发领域取得一项重要进展,首次在砷化镓半导体量子芯片中成功实现了量子相干特性好、操控速度快、可控性强的电控新型编码量子比特。成果发表在国际权威物理学杂志《物理评论快报》上。[3]
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发表于 2018-12-7 18:43 | 显示全部楼层
一些教授,拉项目搞论文,追求知识吗?太需要郭这样有追求的人了,应当多支持多表扬。
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