品味科學 演繹激揚人生
郭光燦，1942年生于福建惠安，現(xiàn)為中國科技大學物理系教授、博士生導師、中國科學院量子信息重點實驗室主任、中國光學學會副理事長、中國物理學會常務理事、全國量子光學專業(yè)委員會主任、科技部973項目“量子通信與量子信息技術”首席科學家、中科院重要方向項目首席科學家，國家基金委創(chuàng)新群體學術帶頭人。1981年～1983年，在加拿大多倫多做訪問學者；1997年提出量子避錯編碼原理；1998年提出概率量子克隆原理，并研制成功量子概率和普適克隆機；2000年提出新型量子處理器，2002年獲得中科院自然科學二等獎；2003年獲得國家自然科學二等獎和何梁何利獎，當選為中科院院士；2005年被聘為北京大學物理學院兼職教授；2009年當選第三世界科學院院士。
他，是鐵桿武俠迷，看遍金庸的每一本武俠小說；
他，是地道閩南人，鐘愛那一曲《愛拼才會贏》；
他，是曾經貧困的漁家子弟，能吃上一餐煮地瓜就已經很滿足；
他，是今天譽滿學界的中國科學院院士，成就等身卻依然奮力前行。
他就是郭光燦，一個古稀之年依然求新、求變的執(zhí)著科學家。他在科學的道路上細細品味，演繹了一段激揚的科研人生。
癡迷量子，不可自拔
按照郭光燦所說，他研究量子技術“純粹是興趣愛好和跟著感覺走”，他也不知道未來會發(fā)展成什么樣兒，只是直覺告訴他，這個方向一定能挖掘出許多新的技術。也許正是這種好奇心的驅使，郭光燦大膽地將研究從無線電轉向了物理學領域，這一轉便與量子結下了不解之緣，一發(fā)而不可收。
其實最初郭光燦研究的是激光，1974年他與同事一起成功研制出了國內第一臺氮分子和染料激光器，并奪得當時的全國科學大會獎勵，研究道路一片平坦。但在上世紀80年代初，他開始迷上量子，毫不猶豫放棄了小有成就的氣體激光器研究，進而轉戰(zhàn)研究量子光學理論。1981年左右，郭光燦出國訪問學習，他發(fā)現(xiàn)在國內仍然處于空白的量子光學，在國外已經發(fā)展了近20年，而且各方面研究已經做得風生水起?？晒鉅N仍然不死心，“不管這個領域在國內多落后，我依然堅持做下去，還要做出成績來?！?/FONT>
從理論跨進實驗
1983年，郭光燦回國，為了迎頭趕上落后20年的差距，他花費大量時間和精力自學量子理論，甚至跑去蹭一些量子場論這樣的理論物理基礎課，工作學習到深夜更是家常便飯。那時受到“文革”的影響，國內學術環(huán)境不是太好，郭光燦依靠少量經費，奔波全國各地宣講量子研究的重要性，立志要培養(yǎng)出一批中國的量子科學技術研究人才。
經過整整10年的蓄積，郭光燦不僅為國家培養(yǎng)了一大批研究生，也讓世界量子光學理論研究的舞臺聽到了來自中國的聲音。如今國內從事量子光學及相關領域研究的人才大多受到他的啟蒙?；貞涍@段激情歲月，郭光燦依然記憶猶新，難以忘懷，他說這才是真真切切的十年磨一劍。
轉戰(zhàn)量子信息，成為領頭羊
上世紀90年代初，郭光燦再次從量子光學轉戰(zhàn)量子信息技術，這一轉使他成為我國量子信息領域最有成就的科學家和領頭羊。
郭光燦說，不論是現(xiàn)在的計算機還是通信技術，到一定極限可能就沒辦法再發(fā)展下去，要突破就必須運用新原理，而把量子理論與信息技術結合，能夠實現(xiàn)許多現(xiàn)在信息技術無法實現(xiàn)的功能。比如量子密碼學理論上能保證通信的絕對安全，這是經典密碼學做不到的。再如目前備受關注的量子計算機，一旦生產出來，將使人類文明大踏步發(fā)展。“如果量子技術能夠得到充分挖掘，一定會大大改善人類社會的生產力?！?BR> 盡管如此，郭光燦最初研究量子信息技術卻坐了近十年的冷板凳。當時國際上剛剛興起量子信息技術研究，國內尚無人對該領域的發(fā)展有所認識，自然也沒人關注。早期，郭光燦的工作幾乎沒有得到過重視，更別說申請大的項目支持。為此，他帶著研究生做了許多宣傳工作?！拔覀冊谙嚓P物理學雜志上發(fā)表大量介紹量子信息的科普性文章，得到了許多高校的響應。我還利用香山會議宣傳量子信息技術，慢慢的國內學術界開始了解量子信息的重要性，但要得到重視，道路仍然漫長?！?/FONT>
激情演講
那幾年郭光燦孤軍奮戰(zhàn)，常常有種“獨守空房”的落寞和心酸，但即使要借錢買設備，他也堅持做研究。申請項目失敗一次就再來一次，屢戰(zhàn)屢敗，屢敗屢戰(zhàn)。2001年，量子通信和量子信息技術終于得到國家重視，在科技部973計劃中正式立項，郭光燦當之無愧成為項目首席科學家。他發(fā)動國內多家單位組成課題組，利用原有的量子光學研究基礎，獲得量子避錯編碼方面的一系列成果，又首先在國際上提出了量子概率克隆的方法，被國際學術界稱為“段—郭界限”。
2001年在中國科學院的支持下，由郭光燦領導的量子信息重點實驗室成立，除了承擔量子信息的理論研究之外，實驗室還確定了量子密碼與量子器件、冷原子物理、低維光學體系、量子輸運與量子計算、表面等離子體與量子傳輸、介質微腔等多個研究方向。由于在中國量子信息研究中作出重要貢獻，郭光燦2003當選為中國科學院信息科學學部院士。
2004年底，郭光燦先于其他國家，首次解決了量子密鑰分配過程的穩(wěn)定性問題，經由實際通信光路實現(xiàn)了125公里單向量子密鑰分配，成為當時國際上公開報道的最長距離的使用光纖量子密碼系統(tǒng)。2007年在北京實際光纖網絡上實現(xiàn)第一個全通型的量子密鑰分配網絡；2009年在蕪湖市實現(xiàn)世界上第一個量子政務網。據(jù)郭光燦介紹，量子密鑰是保障通信安全的終極技術手段，它提供了一種不可竊聽、不可破譯的新一代密碼技術，任何竊聽者在信息傳輸過程中截取或測量，都會改變量子密鑰的狀態(tài)，從而被及時發(fā)現(xiàn)。
有專家預測，量子通信技術可能在未來20至30年后，對人類社會發(fā)展產生難以估量的影響。目前，美國、日本、中國以及歐洲多個國家都在積極研究量子信息傳輸技術，量子通信必將會成為今后世界各國競爭的焦點。而郭光燦和他的團隊也已經規(guī)劃好了“十二五”期間的發(fā)展。
他表示：“量子密碼我們已經研究了十幾年，下一步是要實現(xiàn)應用，爭取將國內密碼技術提高到量子密碼技術水平。針對固態(tài)量子計算機最核心的量子芯片，我們嘗試用半導體芯片做量子芯片。此外，我們打算運用所研制的迄今世界上最高水平的八光子糾纏源和固態(tài)量子存儲器研制量子糾纏網絡，實現(xiàn)分布量子計算等新信息功能?！?BR> 郭光燦的每一次選擇，就是一次創(chuàng)新和超越，且都獲得了成功。這一次他用執(zhí)著和堅持點燃了我國量子信息的火焰，推進了國內量子信息研究的發(fā)展。
挑戰(zhàn)量子計算機，力爭搶占制高點
如今，已是古稀之年的郭光燦，又向更高難度的量子計算機發(fā)起了挑戰(zhàn)。他說：“量子計算機是整個量子信息領域最重要、最主流的方向，誰先研制出來，誰就在戰(zhàn)略上占有制高點。我希望還能發(fā)揮余熱，為國內量子計算機的研究貢獻一己之力?！?/FONT>
綠色的啟迪
據(jù)郭光燦介紹，美國政府曾說過，美國想要保持世界領袖地位，就要高度重視量子信息技術的發(fā)展，其主要指的就是量子計算機技術。為此，美國政府于2009年啟動了“微型曼哈頓計劃”，集中精力發(fā)展量子計算機。
量子計算機之所以得到如此重視，主要有兩方面原因。一方面，目前常規(guī)電子計算機的發(fā)展已經接近其物理極限，必須要有新的計算機代替；另一方面，量子計算機除了體積小之外，處理數(shù)據(jù)也不像常規(guī)計算機那種串行運算模式，而是運用并行運算，大大提高運算速度。
有專家曾指出，分解一個有400個數(shù)字的合數(shù)，用最快的超級計算機也得需要幾百萬年時間，而量子計算機只需一年左右。量子計算機將為人類提供一種強大無比的計算工具。
但郭光燦表示，要制造出這樣一臺功能強大的量子計算機，難度非常大?！傲孔佑嬎銠C是靠量子物理原理來實現(xiàn)并行運算的，但目前科學界對量子理論的把握還面臨著許多未知困難，對微觀量子態(tài)的控制一直沒有找到更加有效的辦法，特別是還未找到可集成、可擴展、可容錯的材料來實現(xiàn)這種量子計算。這項研究實質上是對人類操控量子世界能力的極大挑戰(zhàn)。”
不過，即使困難重重，郭光燦依然充滿信心。他說：“從前覺得研制出一臺量子計算機，是件相當遙遠的事情，但現(xiàn)在看來，量子計算機的研究已經初見端倪，最新的研究進展使人們看到了曙光。只要國家趕快部署，把量子計算機，尤其是量子芯片作為重點，給予大力支持，我們還來得及先發(fā)制人，甚至可能搶先做出成果?！?BR> 要想量子計算機的研制獲得成功，我們不能再重蹈沒有核“芯”技術的覆轍。為此，郭光燦及其團隊已經鎖定了固態(tài)量子計算機最核心的量子芯片研究，初步確定了利用半導體芯片制作量子芯片的思路。郭光燦透露：“這項研究非常艱苦，國際上沒有幾家能做，如果這條路走得通，我們就能在較快時間內做出量子計算機?！?BR> 我國《中長期科技發(fā)展綱要》已將量子調控列入重大基礎研究計劃，這有力推動了量子信息的發(fā)展。但郭光燦也指出：“我國基礎和研究累積都比較薄弱，在國際主流方向上作出原創(chuàng)性的成果還很少，特別是在量子計算機這個學科的主流方向上，面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。因此在保持量子調控重大專項的基礎上，我國迫切需要有自己的‘微型曼哈頓計劃’?！?BR> 郭光燦建議，相關部門應組織國內精銳研究隊伍，提供足夠強大的優(yōu)勢，集中火力沖擊量子計算機研究。同時，由于量子計算機的研究面臨著難以想象的困難，可能會出現(xiàn)很長時間都無法突破的狀況，所以對科研人員來說，要耐得住寂寞，先老實做好基礎積累，再靜下心來攀登高峰。
郭光燦把更多的期望寄托在了年輕人的身上，他說：“未來我國量子信息技術會發(fā)展到什么程度，完全取決于現(xiàn)在這一代人的水平和激情。量子信息技術研究不像其他領域容易出成果，所以年輕人一定要有激情，要全情投入，也一定要堅信你們的選擇，把它作為終身事業(yè)。我希望可以看到更多的人參與我國量子信息技術的研究?！?/FONT>
不斷超越，品味“挖寶”樂趣
郭光燦是地道的閩南人，出生在福建一個普通漁民家庭，從小在海邊長大，見慣了驚濤駭浪。也許正是因為這樣，他才更懂得拼搏對于人生的意義。
幾十年如一日的繁忙，郭光燦難有休息時間。他感謝這些年家人給了他最大的理解和支持，讓他可以心無顧慮、全力以赴做科研。
郭光燦在辦公室
他自嘲比起那些成天到晚扎在科研里的同僚，他算是比較正常的，因為他的生活還算豐富多彩。忙里偷閑的時候，他喜歡看書，《道德經》、《周易》、《逍遙游》，他都看得津津有味。但似乎武俠小說才是最愛，他有點驕傲地說：“金庸的武俠小說，我一本不落地全部看完?！?BR> 他興致上來的時候，還會與友人切磋一下保齡球，打打羽毛球。他偏愛古典音樂，也鐘愛流行歌曲，百聽不厭的是那首《愛拼才會贏》。
“三分天注定，七分靠打拼，愛拼才會贏?！睙o論是科研工作還是日常生活，難免會遇到困難和不愉快的事情，這個時候郭光燦就會鼓勵自己，不要喪氣，要敢拼、敢闖。只要堅定信心，總會有長風破浪，“直掛云帆濟滄?！钡囊惶臁?BR> 有人說郭光燦的研究方向總在轉變，似乎有點“不專一”。但自從進入量子領域之后，至今他依然從一而終，再沒離開過量子領域的研究。之所以不斷涉足量子領域的諸多新方向，只是因為他想不斷挑戰(zhàn)自我、超越自我。最初他以量子光學為切入點，不斷做深做透，等到有了成果，引起了更多人的參與，使這一方向成為熱點之后，他又重新尋找新的潛在生長點，開辟新方向。他說：“這就像是在一個資源很豐富的礦區(qū)，挖出寶藏之后，許多人都涌來一起挖，這個時候我就會去尋找新的寶藏。”
近五十年的科研生涯中，郭光燦就像一個尋寶者，在量子領域中不斷探索、發(fā)掘寶藏，細細品味和享受著科學帶來的人生樂趣。
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