人物小传

郭光灿，1942年生，福建泉州人，中国科学院院士，中国科学技能年夜学传授，中国量子光学及量子信息科学的开拓者之一。他持久从事量子光学与量子信息的讲授及科研事情，率先将量子光学理论系统引入海内，鞭策我国量子信息科学成长。曾经获国度天然科学奖二等奖、何梁何利基金科学与技能前进奖等声誉。

早上7点半，中国科学技能年夜黉舍园内，中国科学院院士郭光灿（见图左二，本报记者徐靖摄）仓促地走向中国科学院量子信息重点试验室。这栋不起眼的小楼里，会聚了量子暗码与量子器件、半导体量子芯片、量子纠缠收集等多个范畴的研究小组，量子避错编码道理、量子几率克隆道理等一系列结果均降生在此。

从上世纪80年月将量子光学理论系统引入海内，到90年月率先于海内开展量子信息科学研究，再到厥后致力在打造我国自立可用的量子计较机，郭光灿于量子范畴已经经深耕了40余年。

“必然要把咱们的量子光学研究做起来”

量子光学是研究光场量子特征和其与物资彼此作用的前沿学科，它展现了光不仅具备颠簸性，更由离散的光子组成。研究摸索光的量子态（如相关态、压缩态）、量子纠缠等非经典征象，可以鞭策量子通讯、量子计较及超周详丈量等技能的冲破性成长。

上世纪80年月初，量子光学研究于国际上已经经成长了20多年，但于中国还有是空缺。1981年，39岁的郭光灿作为鼎新开放后首批公派学者赴加拿年夜进修，此间接触到量子光学的前沿研究，他暗下刻意：“必然要把咱们的量子光学研究做起来。”

郭光灿出生在福建的一个渔平易近家庭，只管家景清贫，但母亲对峙送3个孩子念书。郭光灿1960年考入中国科学技能年夜学无线电系。“由于其时想学半导体，就报考了中国科年夜的无线电系。厥后才知道，半导体专业设于物理系，不于无线电系。”郭光灿说，“但也正由于这个时机，我遇上了中国科年夜无线电系设立气体激光新专业。我对于这个标的目的很感兴致，从此与光学结缘。”

留学返国后，1984年，于中国科年夜的撑持下，郭光灿于安徽滁州琅琊山主持举办了天下第一个量子光学学术集会。郭光灿说：“虽然各人对于许多观点还有弄不懂，但形成为了一个共鸣，这个会该当对峙开下去。”

今后的40年里，量子光学学术集会每一两年举办一次，从未间断。“1984年第一届时，只有几十人参会，到2024年第二十一届时，参会人数跨越800人，三木SEO-量子光学范畴遭到更多人的存眷。”郭光灿说。

跟着存眷度不停提高，怎样可以或许更好地造就量子光学研究人材，成为郭光灿思索的主要课题。郭光灿于海内开设了第一门量子光学课程，课程课本也在1991年结集出书。许多研究职员恰是经由过程他的课程及课本相识了量子光学范畴，逐渐发展为量子研究的中坚气力。

“咱们今天的成就，与国度20多年前的撑持密不成分”

于量子光学研究进度掉队国际进步前辈程度20年的环境下，郭光灿一直思量寻觅更有冲破可能的研究标的目的。20世纪90年月初，他于浏览文献时看到一个名词叫“量子信息”，这是国际学术界提出不久的研究标的目的，但他敏锐地意想到这是个很是有价值的研究范畴。

量子信息是一门基在量子力学道理，如叠加与纠缠等，来处置惩罚及传输信息的新兴交织学科。其焦点因此量子比特作为信息单位，旨于冲破经典信息技能的极限，重要涵盖量子计较、量子通讯及量子周详丈量三年夜标的目的。

量子信息的基础理论偏偏就是郭光灿此前研究的量子光学基础理论，其立异的地方于在将量子理论体系性地引入信息范畴，从而为计较机、暗码学等经典观点付与全新的量子诠释。将信息量子化后，显示出来的机能就会比经典信息要好许多，有巨年夜的潜于运用远景，并将付与量子光学以极新的生命力。

郭光灿向一些科研机构提出建议，开展量子信息相干研究，却没有遭到器重。甚至有人提出，“传统的经典信息还没有研究清晰，还有弄甚么量子信息？”“是否是伪科学？”

面临种种曲解及挫折，郭光灿其实不气馁。他意想到，要转变这个场合排场，必需从普和量子信息的观点入手，为此，他持续于业内知论理学术期刊上发表文章，引起了海内一些学者的兴致。

1998年，于由科学技能部（原国度科委）倡议的喷鼻山科学集会上，郭光灿提出的“量子通讯与量子计较”成为主题之一。集会主席、“两弹一星勋绩奖章”得到者王年夜珩于会上说：“量子科学过重要了，必需要有中国人的声音。”

1999年，于中国科学院的撑持下，郭光灿于中国科年夜建立了量子通讯与量子计较开放试验室，今后进级为中国科学院量子信息重点试验室，成为我国量子信息范畴第一个省部级重点试验室。

2001年，郭光灿申请到量子信息范畴的第一个“973项目”。随后，他组建了一支由50多名研究职员构成的团队，这些成员来自海内10多个研究所及年夜学，笼罩量子暗码、量子计较、量子通讯、量子收集等诸多范畴。5年间，他们不仅形成为了一批研究结果，更造就了一支具备开拓立异能力的科研步队。

“这是我国量子信息实现由‘从0到1’到‘从1到100’成长的一个迁移转变点。咱们今天的成就，与国度20多年前的撑持密不成分。”郭光灿说。

“量子计较机研究不是一代人能完成的工作，要让年青人及早上手”

2011年，郭光灿团队负担了科技部“固态量子芯片”项目，卖力研发我国本身的量子芯片。虽然其时各人但愿由郭光灿担当首席科学家，但他对峙由其时还有不满35岁的中国科年夜传授郭国平担当。

量子芯片相称在将来量子计较机的“年夜脑”，其主要性不问可知。“量子计较机研究不是一代人能完成的工作，要让年青人及早上手，可以干患上更快、做患上更好。”郭光灿说。

郭国平没有孤负期待，他领导团队在2013年景功于“一个电子”上实现10皮秒级量子逻辑门运算，将原世界纪录提高近百倍，于鞭策量子计较走向运用上迈出主要一步。

2017年，郭光灿及郭国平领导中国科学院量子信息重点试验室团队，结合创建了中国第一家量子计较公司——本源量子计较科技（合肥）株式会社。方针是研发出一台可供用户交互利用的工程化量子计较机，使患上我国拥有自立可控的量子计较能力。

依托本源量子，郭光灿及郭国平加年夜试验室量子计较范畴研究结果转化力度，已经陆续推出三代自立超导量子计较机。今朝，我国第三代自立超导量子计较机“本源悟空”前后被139个国度及地域用户拜候超2500万次，乐成完成38万余个全世界量子计较使命，涵盖流体动力学、金融、生物医药等多个行业范畴。

如本年逾八旬的郭光灿仍奔忙在育人一线。他不仅为中学生做科普讲座，还有屡次介入“司南杯”量子计较编程挑战赛的勾当。该赛事三届累计吸引超5000名高校学子介入，为我国量子计较事业贮备了新生气力。

“我这一辈子就想努力做好一件事，再造就一批人材，负担我应尽的责任。但愿年青人可以或许接过接力棒，配合鞭策量子计较技能走向财产化。”郭光灿说。

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研制一台量子计较机，需要霸占哪些技能难题

量子计较机的研发是一项繁杂使命，以超导量子计较机为例，其重要包罗量子芯片、量子计较测控体系、极低温情况支撑体系及量子计较机操作体系、运用软件等方面。

量子芯片作为量子计较机的心脏，卖力履行要害的运算加快历程，而这一历程需要将问题转化为量子算法，并经由过程非凡的调制脉冲旌旗灯号输入量子芯片，终极收罗并阐发量子芯片输出的旌旗灯号以得到问题的解答。量子芯片的高效运行需要一个完美的硬件体系来撑持，包括量子芯片封装技能、量子芯片测试平台，以和量子测控体系、相干元器件等。此中，量子芯片测试平台由极低温稀释制冷机和配套举措措施组成，为量子芯片提供极低温情况、红外辐射噪声屏蔽、磁场噪声屏蔽及极低的机械振动等高度断绝的运行前提，同时还有需要高效率的导热组件和时带走量子芯片运行时孕育发生的热量。量子计较测控体系卖力量子芯片所需的一切旌旗灯号的天生、收罗、节制与处置惩罚，犹如一名“翻译官”，将人类的繁杂问题转化为量子芯片可以或许理解的“语言”，并指导量子芯片举行高效计较。

同时，量子计较机还有需要一套完备的软件体系来撑持其运行，包括量子计较机操作体系、量子语言编译器、量子运用软件以和量子计较机集成开发情况等。这些软件体系不仅为用户提供量子步伐的编程及操作界面，还有需要对于接硬件，将步伐转换为硬件所需的指令旌旗灯号，确保量子计较性能够高效、正确地履行各类计较使命。