大师档案：
郭光灿，1942年12月出生于福建省惠安县，中国科学技术大学教授，物理学家，中国科学院院士，第三世界科学院院士，中国量子光学和量子信息开创者与奠基人，曾任中国光学学会副理事长、理事长。他创建了我国第一个量子信息实验室，带领团队提出“量子避错编码原理”“量子概率克隆原理”；成功研制国内首个光纤量子密钥系统，发明“量子路由器”，建成世界首个量子政务网络；证明了量子信道中私密容量的不可加性；实验制备了光子的波动态和粒子态的任意叠加态，同时观察到光子的波动性和粒子性，否定了玻尔互补原理所设定的界限等。
从贫困家庭走出的优秀生
1942年12月9日，郭光灿出生于福建省惠安县百崎乡白奇村。父亲是一名船工，抗战期间被日军强迫去做苦工，因经受不住苦役的折磨，不幸死于海上，那年郭光灿年仅3岁。母亲与3个孩子相依为命，虽然文化程度不高，但却是一位颇具远见卓识的中国妇女，深信读书能改变命运，含辛茹苦坚持送孩子们读书。郭光灿深有感触地说：“如果母亲让我们三兄弟去打工，她就不会那么辛苦了”。
在郭光灿的记忆深处，是读小学时的两本“课外读物”：一本是地图册。当时学校老师要求每个学生买一本地图，只需要几毛钱。家里穷得捉襟见肘，但母亲见到他苦苦哀求的目光，为满足孩子的渴望，最后一咬牙出钱买了。另一本是《列宁在十月》。郭光灿的大哥为了两个弟弟的学业，小学毕业后就外出工作，帮母亲分忧。正是他去探望哥哥的时候得到了这本书，他高兴不已，视若珍宝。
1955年，郭光灿参加小学升初中考试，成为学校同级学生中唯一一个考上全省重点中学——泉州五中的学生。年少的他搭着小舢板进城报到，第一次“看到了4个轮子跑的汽车”。
泉州五中校园的学习氛围很好。早上起床，郭光灿和同学们都自觉地听学校的广播，吃早餐后去上课。遇到刮台风，有时半夜里郭光灿与同学们起床扛沙袋筑河堤，大家劳动积极性很高，即便很累也毫无怨言。
家里清贫，但这从未影响到郭光灿的志向。当时，郭光灿的二哥也在泉州上学。二哥爱好文学，常常向报刊投稿，偶尔稿子被录用，二哥就会得到几毛钱稿费，花三四毛钱带郭光灿和婶婶吃一顿饭，再用剩下的钱带郭光灿看一场电影，这成为郭光灿中学时代最大的享受。
郭光灿学习成绩优异，因而有很多时间花在图书馆里。这样，各种知识扑面而来，开阔了这位渔村少年的视野。四大名著、《隋唐演义》等中国古典小说，郭光灿爱不释手，反复品读，享受其中的精彩故事，感悟人生理想追求。即使是假期，他也会从图书馆借书回家看，几乎读尽图书馆里所有的中国古典小说。后来，英雄侠义、快意恩仇的金庸小说全集，郭光灿也阅读多次，大大提高了郭光灿的写作水平，他的作文常常被老师作为优秀范本，他曾一度想立志“要当个作家”。
初中三年，他从未迟到、旷课，绝大多数的科目考试都取得了5分（满分）的好成绩，最后被保送到泉州五中高中部。读高中时，恰逢“大跃进”，学校决定通过考试选拔出成绩较好的一批同学，组成两个“要求三年的功课两年完成”理工班。郭光灿思忖，早一年毕业既省时间又省钱，于是转向选择了理工班。
转眼到了高考，一天，校长通知郭光灿和其他几位同学被选为“留苏一等生”，要他们去体检。医生羡慕地对他们说,你们这几个人了不起啊，要到苏联去留学了。这些从农村来的孩子听到要去苏联留学，激动不已。1960年，郭光灿参加全国统一高考，他考出了数理化三科均为98分的优异成绩。第一志愿报考留苏预备班，第二志愿为中国科学技术大学。因留苏政策变动，他未能如愿去苏联留学，被中国科学技术大学录取。
回首在泉州五中度过的中学时光，郭光灿感慨于自己的幸运。在他看来，这个阶段他从无知开始走向对世界的了解，“就像一张白纸，给了我高水平的知识，我就全面吸收了”。他对每一门课程都喜欢，兴趣盎然。语文老师对文学的透彻分析，让他至今难忘；代数老师跳出教科书，在课堂上讲起“数”的发展历史，溯源的逻辑让他听得津津有味。记得有一次，老师突然点名问他说说上周的课堂内容。他当时一惊：上周讲的内容书上没有，自己也没复习过。但他细思后，竟然将老师说过的内容原封不动复述了出来，连他自己都觉得不可思议。后来，郭光灿养成了一个好习惯，即老师讲课认真听，跟着老师思路走，然后举一反三，凝练出精髓。青春飞扬的中学时代，为他打下了丰厚的学习功底，终身受用。他总结说，“好的学习方法就是专注”“心无旁骛，效率就会很高”。“专注做一件事”由此成为郭光灿受益终身的学习方法。
在中国科学技术大学读书的5年中，郭光灿多次被被评为学校的优秀生。1965年，他大学毕业，获无线电电子学学士学位并留校任教，从此踏上了科学探索的道路。初出茅庐的郭光灿很想趁着年轻干点事业，但毕业第二年“文化大革命”就开始了，社会陷入混乱无序的状态。科教界受到的冲击更为严重，大批知识分子受到迫害。郭光灿刚刚燃起的科学梦被无情地扑灭了。他被安排在学校的“文革专案组”工作，在专案调查中，他发现一位被定为特务的教授不仅并非特务，而且是抗战期间就入党的老革命。生性耿直的郭光灿因此没有给这位被认定的“特务”提供任何特务证据，但自己则被批为右倾。
1970年，中国科学技术大学南迁合肥办学。郭光灿随着搬运仪器杂物的货运列车颠簸了三天三夜，从北京抵达合肥。之后，郭光灿历经“文革”斗批改、下放工厂农场劳动，终于盼来了学校复课招生的一天。
“文革”末期，郭光灿开始有机会从事科研活动。出于对物理的热爱，他毅然离开了本科所学的无线电专业，投身于物理学研究。当时国际激光研究掀起热潮，中国的气体激光主要研究对象为氩、氖和二氧化碳3种气体。为了避免重复他人的工作，郭光灿选择氮作为自己的研究对象，并取得了居国内同行前列的研究成果，获得1978年全国科学大会的表彰。
改革开放后，与广大科技人员一样，郭光灿迎来了人生事业的转折。当时，国家经济不发达，百废待兴，科研经费短缺，郭光灿觉得难于在实验上有所建树，便选择了激光基础理论作为科研方向。他经过调研后发现，激光的经典和半经典理论已经趋于成熟，但学术界忽视量子理论，认为无须量子理论就足以解释几乎所有光学现象。郭光灿则不这样认为，他坚信采用量子理论研究光学现象必定会发现新奇的现象。虽然他当时还无法判断这个方向的前景，但直觉和兴趣驱使他义无反顾地踏上量子光学研究的征途。
量子光学探索蹒跚起步
1981年，通过公开考试选拔，郭光灿被公派到加拿大访问学习。在多伦多大学，他了解了量子光学领域的国际最新进展，发现国际学术界开展量子光学研究已经有20多年。而因长期闭关锁国，国内学术界几乎无人涉足这个方向，对这个领域的国际发展动态更是一无所知。认清这种落后局面后，郭光灿并没有灰心，反而激励他以更大热情投入到量子光学领域的研究中。
1983年8月，郭光灿参加了在美国罗彻斯特大学（UniversityofRochester）召开的第五届国际量子光学会议，参加那次会议的中国人只有8名。那天晚上，他们聚集在邓小平的儿子邓质方的家中聊天，大家都是年轻人，充满朝气，谈及国内落后的科研现状，都有一种强烈的使命感和责任感，决心回国后共同推进中国量子光学学科的发展。
1983年底，郭光灿回国，他做的第一件事就是要开辟中国量子光学领域的研究。1984年，他用校方资助的2000元组织了中国第一次量子光学会议，与会的有20多名科技人员，但大多未曾开展过量子光学研究，然而这次会议却成为中国量子光学发展的起点。此后量子光学会议每两年召开一次，延续至今，参会人数每次多达500人。
中国的量子光学落后于国际前沿20多年，如何尽快步入世界前列，实现赶超，是一直萦绕在郭光灿脑海中的问题。他一方面在量子光学的基础理论方面开展研究工作，另一方面着重培养年轻人。1984年，他在国内高校中率先为研究生开设了《量子光学》课程，并先后到山西大学、吉林大学等高校为研究生授课，编著并出版的国内第一本《量子光学》教材，在中国量子光学的发展起到了启蒙作用。目前活跃在国内量子光学领域的许多年轻学术带头人都是得益于他的授业而迈入这个领域的。
20世纪90年代，当量子信息作为一门新兴学科在国际学术界悄然萌芽时，郭光灿就敏锐地意识到，这是极富有生命力的崭新发展方向，是中国可能在国际学术界占据一席之地的大好机遇。他果断地将自己团队的全部力量投入到这个尚未受人关注的新领域，并选择“量子编码”作为切入点开展基础研究。他坚信，这是一座尚未开采的宝藏，只要用心去挖掘，就能找到黄金宝石。果不其然，他的团队开始在这一领域崭露头角。1994年，应葛墨林先生邀请，郭光灿在南开大学举办的“量子力学前沿”会议上报告了“量子密码”的研究进展，引起大家极大兴趣。
然而，开展量子信息研究谈何容易，郭光灿一路走来，举步维艰。当时正值国家“八五”计划期间，郭光灿向中科院基础局建议开展“量子密码”研究，未被采纳；紧接着，1998年国家实施“973”计划，支持具有重大应用前景的基础研究，郭光灿认为自己所开展的研究项目与国家需求十分契合，便满怀信心地又提交了项目申请报告。但没有料到，他的申请根本没有被讨论，因为有部分专家认为，传统的经典信息尚未研究清楚，还搞什么量子信息？之后，1999年他又遭遇同样的命运。更严重的是，不了解量子信息新学科的少数老教授甚至联名写信告状，指称他的研究是伪科学。
香山科学会议
面对种种误解和挫折，郭光灿并不气馁，反而更坚定了他的信心。他意识到，要改变这个局面，必须从科普入手，为此，他连续在《物理》杂志发表5篇科普文章。这些文章点燃了国内学者对该领域的好奇心，许多研究人员复印了他的文章仔细研读。为了让科学界专家了解量子信息前沿学科，郭光灿又筹划着把量子信息的研究推到香山科学会议上，以期呼唤国内学术界的重视。
1998年3月，郭光灿致信钱学森先生，提出中国应以搞“两弹一星”的精神来推动量子信息的发展，以抢占先机，并请钱老出任量子信息香山科学会议的主席。钱学森回信表示支持，但因身瘫轮椅不能出席会议。于是，郭光灿又想到中国光学事业的开创者——王大珩先生，他给王老讲解量子信息的兴起及其应用前景，指出若中国能够及早切入，可以抢到一席之地。王大珩认为这是个具有战略性的倡议，非常希望在这个新兴领域能够听到中国人的声音，欣然答应做量子信息香山会议的主席。郭光灿终于如愿以偿并在会上作了主题报告。
那一年，恰逢香山会议5周年。组委会推选了18个大会主题报告，郭光灿的报告排在最后。出人意料的是，郭光灿报告的领域和内容由于鲜为人知，引起了与会专家和领导的极大兴趣。会后，时任中科院副院长的白春礼亲自找到郭光灿进行了交流，并告知中科院正准备实施“知识创新工程”，量子信息正是“知识创新工程”所需要的内容。郭光灿非常欣慰，通过这次会议，国内学术界的专家和领导对量子信息有了认识。
科普宣传是长期效应，解决不了经费问题，郭光灿回到实验室依旧两手空空，可谓“巧妇难为无米之炊”，研究工作举步维艰，此刻，他必须抓住一切可能的机会，为量子信息研究寻找经费的支持。他听说时任中科院院长的路甬祥正在了解什么是量子计算机，便立刻修书一封，向路院长详细解释量子计算机概念，并汇报了自己的研究成果，希望得到中科院的支持。路院长将信批示给时任中科院高技术发展局局长桂文庄。桂局长专程赶到中国科大，听郭光灿详述量子信息的研究与发展。
桂文庄局长毕业于美国马里兰大学（UniversityofMaryland），对郭光灿的工作很感兴趣。当时，郭光灿的科研经费已经到了揭不开锅的境地，桂文庄在自己的权限之内，特批给他5万元经费。这可是雪中送炭的救命钱，中国科学院的第一笔经费帮他又度过艰难的一年。
在桂局长的支持下，郭光灿在中国科学技术大学成立了量子信息实验室。他组织团队在开展量子信息的理论研究的同时，着手筹备实验研究。1999年，在桂局长的提议下，郭光灿的校级实验室破格参加了中科院信息领域的院重点实验室和国家重点实验室评估，出乎所有人意料的是，竟然被评为第一名，从而获得每年350万元经费的支持。相继，量子信息实验室被批准为中科院重点实验室。“山重水复疑无路，柳暗花明又一村”，郭光灿一直孜孜以求推动中国的量子信息研究的梦想，终于有了比较可靠的经费支撑。
2001年，郭光灿终于申请到科技部“973”项目。当时国内研究量子信息的人还不多，作为首席科学家，郭光灿不仅仅考虑自己的团队，而是着眼于国内量子信息事业的未来发展，于是他邀请全国研究所和大学中十多个单位的50多名研究人员一起参与“973”项目研究，几乎汇聚了当时国内有可能在该领域开展研究的主要研究队伍。
5年后项目结题时，不仅取得一批杰出研究成果，而且在国内初步建立了若干科研基地，尤其重要的是培育了一支有开拓创新能力的研究队伍。项目中的4位课题组长：郭光灿、彭堃墀、孙昌璞和潘建伟以及学术骨干杜江峰，先后被评为中科院院士，有10多位年轻学术骨干后来也作为首席科学家承担了科技部“973”项目。可以毫不夸张地说，这个“973”项目的实施是其后中国量子信息蓬勃发展并在国际学术界占有一席之地的重要转折点。
不断创新硕果频出
从事量子科技研究以来，郭光灿敏锐地把握学科的发展趋势，并根据自身的优势和资源，部署具体的科研布局，带领团队“静下心来做大事”，脚踏实地，不断取得丰硕科研成果，在国际学术界占有了一席之地。
在量子信息基础理论方面不断取得新成果。在研究初期经费十分缺乏的情况下，郭光灿指导研究生们主要致力于量子信息理论研究，通过多年量子光学理论研究的积累，1997年在研究量子体系与环境相互作用过程中发现存在有不发生消相干的特殊量子态集合，称之为“相干保持态”或“无消相干子空间”。基于这个发现提出了“量子避错编码原理”，成为三种量子编码原理之一，并为实验所验证；量子不可克隆原理是量子信息领域中的重要原理，它既是量子密码安全性的物理基础，又对量子信息的提取设置不可逾越的障碍，团队提出“量子概率克隆原理”，即以某种概率实现精确的量子克隆。国际学术界称之为“段-郭克隆机”，最大的克隆效率称为“段-郭界限”。该团队在实验上研制成功这类量子克隆机，被认为是“该领域最激动人心的进展之一”；2000年郭光灿团队提出利用现有技术可以制备的光腔来实现两个原子纠缠的方案，很快被法国科学院院士阿罗什（S.Haroche）在实验上证实，后者于2012年荣获诺贝尔物理学奖。2003年，郭光灿的实验室应用纠缠光源首次在实验上否定了上下文无关的隐变量理论的存在，有力地支持了量子力学的正确性。2011年，郭光灿团队验证了新形式的海森堡不确定原理。论文发表在当年10月的《自然·物理》上。同年，团队还在实验上首次发现量子关联可以不被环境破坏，发表在《自然·通讯》上。量子体系的关联包括经典关联和量子关联，量子关联又包括纠缠和非纠缠两类。该团队在实验上首次发现，在消相干环境下，总关联虽然不断衰减，但存在特殊拐点，即开始时经典关联衰减而量子关联保持不变，到拐点之后，经典关联保持不变而量子关联开始衰减。更有趣的是，即使纠缠衰减，量子关联也可保持不变。后来许多学者采用不同体系验证了这个现象。2012年，该团队首次实现了量子惠勒延迟选择实验，制备出了粒子和波的叠加状态，这项实验研究首次观察到光子处于“非波非粒，亦波亦粒”的状态，极大地丰富了人们对玻尔互补原理的理解。研究成果作为封面文章发表在9月份的《自然·光子学》上。2019年，郭光灿团队中的李传锋、柳必恒等与澳大利亚的理论物理学家合作，首次实验观测到测量设备无关的高维量子导引，并用其产生私密量子随机数，充分展示了高维纠缠在量子信息过程中的优势。这一研究将对量子物理基本问题和测量设备无关量子信息过程的研究带来重要推动作用。
在量子密码技术方面取得突破性的进展。郭光灿认为，推动量子信息发展的根本动力，在于它有可能为人类社会开拓出基于量子特性的新技术，这种量子技术将突破现在技术的物理极限。其中量子密码由于相对容易可望成为第一个可实用化的量子技术，而且对确保国家信息安全将有重要贡献。因此他首先布局量子密码作为实验研究的切入口。2002年，他们在中国科学技术大学东西校区之间往返6.4km光纤上实现了国内首次光纤量子密钥分配，演示了量子密码的基本原理。
当量子密码系统从实验室推广到实用场合时，郭光灿团队发明了“法拉第-迈克尔逊”干涉仪结构，可以自适应补偿光纤信道中的偏振干扰，在国际上首次解决了长距离单向量子密钥分配过程的稳定性问题。他们利用这一装置，于2004年实现了从北京（望京）经过河北香河到天津（宝坻）的量子密钥分配，实际商用光缆长度125km，成为当时国际公开报道的最长距离实用光纤量子密码系统。这一成果在国际光学权威杂志《光学快报》刊登报道，并入选2005年中国十大科技新闻。该技术已授权了多国的发明专利。2007年，郭光灿团队实现了四端口量子密钥分配网络。他们利用自主创新的量子路由器，在北京网通公司商用通信网络上完成四用户量子密码通信网络的测试运行，该网络还首次在实际线路中使用了诱骗态技术，确保了网络通信的安全。该网络用户之间最短距离约32km，最长约42.6km。这次实验的成功，不仅标志着量子保密通信技术从点对点方式向网络化迈出了关键性的一步，也为量子因特网的发展奠定了基础。2009年，郭光灿团队在芜湖市建成了世界上第一个“量子政务网”，并投入试运行。该网络融合了国际上现有的三种主流组网技术，首次设计出具有多层次、旨在满足不同用户需求的多功能量子保密通信网络。这标志着中国量子保密通信基础研究的成果，已经开始向产业化转化，并成为量子技术新产业的生长点。
开启量子纠缠网络的研究。量子纠缠是量子信息最重要的资源，郭光灿以量子纠缠网络为目标，布局量子纠缠的研究，包括研制量子纠缠光源、量子存储、量子信道和量子节点等单元器件，以及如何实现这些不同物理体系之间量子比特的转换和传输，以期最终实现分布式量子计算。2004年，郭光灿团队通过参量下转换所产生的光子纠缠对，成功地实现了2比特的量子受控非门的隐形传送，其平均保真度达0.86，这为构建量子分布计算网络迈开了重要的一步；2008年，他们成功制备四光子和六光子的光子数纠缠态（NOON）态，用于实现高精度量子相位测量，突破标准量子极限，可望在其他物理量的高精度测量中得到重要应用。该项成果得到国内外广泛关注，被物理学网站phys.org以“测量精度突破标准量子极限”为题长篇报道，并在SPIE(Society of Photo graphicIn strumentation Engineers)会议做邀请报告；2011年，他们率先制备了当时光子数最多的八光子量子纠缠态并演示量子通信网络通信复杂度的有效降低。《自然·通信》发表了这一刷新世界纪录的研究成果。
2009年，郭光灿团队在量子信息理论研究中取得重要进展。量子信道是指基于量子纠缠的信息通道，它不仅可用来传输通常意义下的经典信息，而且能够传输保密的经典信息和神秘的量子信息。因此，这三种信息的容量（即经典容量、私密容量和量子容量）便成为量子信息领域的核心理论问题，吸引着国际学术界众多科学家开展研究。2008年，IBM研究院和洛斯阿拉莫斯国家实验室研究人员发现上述3种容量之一的量子容量是不可加的。郭光灿的博士研究生李科首次证明了量子信道的另一个容量即私密容量也是不可加的，解决了10多年来悬而未决的难题，同时推翻了以往学术界认为量子容量的增量是来源于单条信道的私密容量这一猜测，这项成果发表在《物理评论快报》上，使量子信道3种容量不可加的三部曲得以完成。在当年亚洲量子信息国际会议上，李科的论文被选为大会长报告（LongTalk），受到包括本奈特（CharlesHBennett）等国际权威在内的与会者的好评。2020年，郭光灿团队在国际上首次实验证实量子信道的相干信息的不可加性。
在量子存储器研制方面取得先机。量子存储器是量子信息领域的核心器件之一，是量子纠缠网络，分布式量子计算和长程量子通信的必需元件。国际上常用的量子存储器，如原子系综等体系，存在带宽窄和扩展性差等缺点，难以应用于实用化的量子网络。2009年兴起的基于稀土离子掺杂晶体的固态量子存储器，具有寿命长、稳定性高、带宽较宽、扩展性强等优点，但由于这种晶体吸收的不对称性，不能用光的偏振状态来加载信息，而光的各种偏振态是量子信息最方便的载体。因此，怎样实现光子偏振态的固态量子存储器是国际学术界一大难题。郭光灿团队率先取得突破性进展，于2012年首次实现了单光子偏振态的固态量子存储器，99.9%的保真度刷新了世界纪录。研究成果发表在美国《物理评论快报》上，并被美国物理学会网站《物理概要》栏目作为亮点报道。2015年首次实现确定性单光子的固态量子存储，时间域多模式复用数达到100，创造世界最高水平。2015年还实现了光子空间轨道角动量的高维固态量子存储，存储维度数达到51维，创造了世界最高水平。2018年在国际上首次同时实现了频率域、时间域和空间域3个自由度的多模式量子存储。
开展半导体量子芯片的研制。光量子信息是郭光灿的特长，但他认为固态量子信息具有重大生命力，未来将成为学科发展的主流。为了布局固态量子信息新方向，从2003年起，经过3年多系统的调研，并邀请6位美国学者到实验室研讨，2006年他确定以“半导体量子点”为切入点，筹建固态量子信息的实验室及微纳加工平台，将团队的研究视野从单一的光学扩展到量子点、电子等多种物理体系。5年以后，固态量子信息成为国际学术界广为关注的研究热点，并引起国内主管部门的重视。借力于超前的布局和多年的研究积累，2011年郭光灿团队承担了科技部“固态量子芯片”超级“973”项目，肩负起参与未来量子芯片国际竞争的重任。2013年1月29日，《自然·通讯》报导郭光灿团队成功在砷化镓铝异质结中制备了集成双路量子探测通道的栅型双量子点复合结构，并且通过调节加载在栅电极上电秒冲的高度和宽度，成功实现了世界上最快速的皮秒量级单比特超快普适电控量子逻辑门，比国际上公开报道的电控半导体逻辑门运算速度提高了近两个量级，使我们可以在量子相干时间内完成更多比特次的量子逻辑门操作，有利于实用化量子芯片所必需的多量子比特集成和运算。这项研究填补了中国在半导体量子芯片中的空白，迈出了中国实用化半导体量子芯片研发坚实的第一步。
开启量子调控新纪元。量子信息是量子物理与信息科学相融合的产物，而量子信息的发展反过来深化了人们对量子世界更深刻的理解。郭光灿认为，尽管量子力学诞生一百年来开拓了诸如激光，半导体，核能等基于量子特性的新技术，促进人类社会的繁荣昌盛，然而人们对量子世界本源却依然认识不清。量子力学诞生后的第二个百年，由于量子信息的发展，人类迈进到“量子调控新纪元”，一方面将开拓量子密码、量子通信、量子计算、量子模拟、量子计量等新技术，另一方面将有望揭开量子世界的神秘面纱。为此，他布局了研究量子力学基本问题的新方向，期望取得新的突破。2010年，郭光灿团队在Ge/Si纳米线量子调控实验上取得重要进展。他们利用四族半导体材料Ge/Si纳米线制成纳米尺度的新型电子器件，发现该器件中有很强的自旋-轨道耦合效应。利用该效应，可以实现用电极操控电子自旋从向上变成向下，对应于数据从1变成0，为将来的量子信息处理器奠定坚实基础和开辟全新思路。这一成果发表在《纳米快报》上。
近年来，郭光灿院士团队与南开大学学者合作，首次实现了光子的偏振与其本体分离，进而实现两个光子偏振的无接触交换，完成了两只“量子柴郡猫”交换笑脸。实验揭示了“量子柴郡猫”的独特量子特性，加深了人们对“什么是物理实在”这一物理学基本问题的认识。“量子柴郡猫”是近年来国际科学界提出一个前沿概念，柴郡猫是儿童文学名著《爱丽丝梦游仙境》中一只会咧着嘴笑的猫，它的身体可以凭空消失，但笑容还挂在半空中。国际权威学术期刊《自然·通讯》发表了这项研究成果，审稿人评价这是“一个里程碑”，是理解量子力学基础问题的重要进展。
此外，郭光灿团队还开展了量子计算机的研究。他认为，量子计算机具有巨大的存储和并行计算能力，一旦研制成功，很多传统的密码体系将无密可保。2020年9月12日，实验室毕业的几位博士创建的本源量子计算机公司发布我国第一个自己研制的6个量子比特在线量子计算机工作站，提供全球用户通过互联网实用。
在郭光灿等研究人员的不懈努力下，目前我国在量子密码、量子因特网等方面的研究水平已与国际相当，但整体上仍处于基础研究阶段，可能要10年至20年后才能逐渐发展成熟。
人才培育金玉满堂
从事量子科技研究近40年，郭光灿作为量子信息首席科学家，已完成的两项“973”项目，结题后均被评为优秀，并作为科技部基础研究的代表性成果；他领导的中科院量子信息重点实验室两次参加中科院信息领域重点实验室评估，均位列第一；他领衔的国家基金委创新团队以名列前茅的成绩被持续支持到第三期。2003年，他荣获国内量子信息领域第一个国家自然科学二等奖，同时荣获何梁何利基金科学技术进步奖；2006年获得安徽省自然科学一等奖；2007年获安徽省重大科技成就奖；2013年当选CCTV2013年度“科技创新人物”；2014年获高等学校郭光灿科学研究优秀成果奖自然科学一等奖、军队科技进步一等奖；2018年获得安徽省科学技术一等奖。
硕果累累与人才的作用密不可分。多年来，郭光灿倾心于人才培养工作，为他们的成长打造良好的工作和生活环境，营造优良学风和积极上进的氛围。“激扬人生，品味科学”是团队的座右铭。郭光灿教导年轻人在学习上要有“悟性”，工作上要有“灵性”，生活上要有“韧性”。目前已培养博士研究生80余名，其中5名博士生先后荣获全国百篇优秀博士论文奖，不少人已在国际学术舞台上崭露头角。
说到学生培养，郭光灿有着自己数十年如一日的“执念”——重视本土培养。“我们实验室的科研人员，多数都是自己本土培养的，只有少数是从国外引进的。”郭光灿言语间透露着自豪。在他看来，一代一代本土培养的学生在实验室成长起来，让实验室的传统、理念和技术方法得到了积累与沉淀。而一脉相承的发展理念，让这些在郭光灿眼皮子底下成长起来的年轻人，对实验室的发展定位有充分的认识，对满足国家需求的发展方向也有深刻的理解。所以，等到他们开始挑大梁、带团队时，就不会因迷茫而找不到前进的方向。
在他的研究团队成立之初，面临着严重的研究经费短缺，他信任这些优秀的学生并愿为其发展“砸锅卖铁”。回想2006年他们开始量子芯片实验研究时，当时国家没有这方面的支持，于是他从实验室的经费中挤出一部分，但是杯水车薪，无法支撑量子芯片实验平台的建立。于是，郭光灿找到学校相关部门，打了800万元科研经费的“借条”，成了校内有名的“借钱大户”。他用这笔钱买了国外一套二手的实验仪器，并在此基础上建立了可研制量子芯片的实用加工平台，有力地加快了研究进展。后来项目得到了有关部门经费的支持，进入了研究的良性循环轨道。除了研究经费，郭光灿还努力解决学生生活上的后顾之忧，让他们更好地投入到科研中，取得漂亮的成果。32岁就获得美国斯隆研究奖的郭氏弟子段路明，就是郭光灿在课堂里发现的，为了解除这个家境窘迫的学生的后顾之忧，他甚至想办法为他家人还债。
重视年轻人，给年轻人机会，是郭光灿一直坚持的理念。实验室有40多个年轻人，其中就有6个国家杰出青年基金获得者、13个国家优秀青年基金获得者，而这些优秀的一线科研人员都是他本土培养的“成果”。郭光灿锻炼年轻人的方式很独到，那就是压担子，挑大梁，给予充分“信任”。2011年，郭光灿提出“量子芯片”研究的设想，并申请到了科技部超级“973”项目。对这样一个备受瞩目的重大项目，郭光灿交由实验室里的年轻人牵头。当时科技部不同意，希望郭光灿做首席科学家。郭光灿说，“你们相信我，这位年轻人一定能做好”。5年间，项目进展顺利，成功完成。“十三五”期间，郭光灿实验室拿到了经费上亿的“量子计算机研究”项目，他坚持将任务交给了年轻人手里。他认为：“像这样的项目，要有十年二十年的积累，让年轻人从一开始就挑起来，研究进展要快得多。”
他重视学生理想信念教育。培养出选择的能力，学出自己的“道”，也会悟出人生的“道”。他总是强调“摆脱杂念，抛弃功利心”。他尽力为团队的年轻人提供应有的待遇，让研究生体面地生活。他常常告诫学生要懂得知足：“你有车，但不一定非要是宝马，有房子住不要总想着住别墅。”他认为打造一个团队，帮这个团队建立起优良的学术和管理氛围，让他们一代一代传承发展，他经常告诫自己的研究生，做学问要有悟性、有韧性、有灵性，“不管做什么，悟出事物背后的东西，这才算学到家了”。
如今，郭光灿虽已年逾古稀，他依然喜欢20世纪80年代家乡惠安《爱拼才会赢》这首当年街头巷尾广为传唱的励志歌曲。闲暇时爱听歌的他，对这首歌更是情有独钟，百听不厌。歌曲中的“三分天注定，七分靠打拼，爱拼才会赢”的歌词激励他不断从成功走向新的成功。对他而言，儿时“天注定”的贫困与无助，是不可逆转，但新中国改变了他的命运，他用闽南人的闯劲，为自己这个渔村少年闯出了一片天地，成长为中国量子信息研究领域的奠基人和领军人。如今在学界享有盛誉的他，依然活跃在科研前沿，坚持不懈地追逐着自己的梦，让量子科技造福和丰富未来世界。
本文刊发于《中国高新科技》杂志2020年第21期
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