個人簡介
郭光燦教授,1942年生于福建惠安。1965年畢業(yè)于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)無線電電子學(xué)系并留校任教,F(xiàn)任中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授、中國科學(xué)院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗室主任。2003年當(dāng)選中國科學(xué)院院士。
現(xiàn)任中國科學(xué)院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗室主任、中國物理學(xué)會理事,中國光學(xué)學(xué)會理事,全國量子光學(xué)專業(yè)委員會主任,國際刊物《International J. of Quantum Information》 的Managing Editor;國家科技部973項目“量子通信與量子信息技術(shù)”首席科學(xué)家,中科院重要方向項目首席科學(xué)家,國家基金委創(chuàng)新群體學(xué)術(shù)帶頭人。國家科技部中長期規(guī)劃“量子調(diào)控”重大項目-“量子通信與量子計算的物理實(shí)現(xiàn)”首席科學(xué)家;榮獲國家自然科學(xué)二等獎,何梁何利獎,安徽省自然科學(xué)一等獎,安徽省2007年重大科技成就獎,被評選為中國科學(xué)院先進(jìn)工作者、教育部全國優(yōu)秀教師。培養(yǎng)博士研究生 65人,其中兩人榮獲全國百篇優(yōu)秀博士論文獎。
要從事量子光學(xué)、量子密碼、量子通信和量子計算的理論和實(shí)驗研究。在量子信息的研究中,提出概率量子克隆原理,并推導(dǎo)出最大克隆效率公式,被稱為“段-郭概率克隆機(jī)”、“段-郭界限”,概率克隆機(jī)成為兩種不同類型的量子克隆機(jī)之一;在實(shí)驗上研制成功概率量子克隆機(jī)和普適量子克隆機(jī),證實(shí)相關(guān)的理論預(yù)言;國際上首次提出量子避錯編碼原理,該原理成為三種不同原理的量子編碼之一,已被實(shí)驗證實(shí);提出一種新型的量子處理器,可有效地降低腔消相干的影響,并實(shí)現(xiàn)多種信息功能,已被實(shí)驗證實(shí);在量子密碼研究中,通過商用通信光路實(shí)現(xiàn)北京到天津之間125公里單向量子密鑰傳輸;發(fā)明量子密碼通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵部件-“量子路由器”,并通過商用光纖實(shí)現(xiàn)四端口量子密碼網(wǎng)絡(luò)的通信,首次實(shí)現(xiàn)武漢量子政務(wù)網(wǎng);實(shí)驗上實(shí)現(xiàn)量子受控非門的隱形傳送,理論上提出固態(tài)容錯量子計算新方案,為解決量子計算的物理實(shí)現(xiàn)提供了可能的途徑;提出一種新型的量子點(diǎn)糾纏光源,該光源可以成為一種高效的光纖遠(yuǎn)程通訊的糾纏光源;首次證明量子信道的私密容量是不可加的。
郭光燦教授長期從事光學(xué)和物理學(xué)的教學(xué)和科研工作,在教書育人方面做出突出貢獻(xiàn),被教育部評為全國優(yōu)秀教師;在科研方面獲得一系列國際水平的成果,被中科院授予先進(jìn)工作者稱號。
郭光燦是中科院方向性項目首席專家,國家科技部973項目“量子通信和量子信息技術(shù)”的首席科學(xué)家。已發(fā)表SCI論文820篇,其中 PRL 26篇,PRA 229篇;被SCI總引用10781次,他引9788次;出版著(譯)作11部,已培養(yǎng)博士40余名,碩士30余名,其中全國百篇優(yōu)秀博士論文獲得者4名,國家杰出青年基金獲得者2名。
研究領(lǐng)域
主要從事量子光學(xué)、量子密碼、量子通信和量子計算的理論和實(shí)驗研究。提出概率量子克隆原理,推導(dǎo)出最大克隆效率,在實(shí)驗上研制成功概率量子克隆機(jī)和普適量子克隆機(jī)。發(fā)現(xiàn)在環(huán)境作用下不會消相干的"相干保持態(tài)",提出量子避錯編碼原理,被實(shí)驗證實(shí)。提出一種新型可望實(shí)用的量子處理器,被實(shí)驗證實(shí)。在實(shí)驗上實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的量子密鑰傳輸,建立基于量子密碼的保密通信系統(tǒng),并提出"信道加密"的新方案,有其獨(dú)特的安全保密優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)驗上驗證了K-S理論,有力地支持了量子力學(xué)理論。發(fā)現(xiàn)奇偶相干態(tài)的奇異特性等。
學(xué)術(shù)成就
1、兩項原創(chuàng)性的應(yīng)用基礎(chǔ)研究成果:“概率量子克隆”和“量子避錯編碼”。前者為解決量子信息領(lǐng)域的難題即信息提取問題提供了有效方法,被國際學(xué)術(shù)界稱為 “段-郭概率量子克隆機(jī)”“段-郭界限”,同時在實(shí)驗上研制成功量子克隆機(jī),被認(rèn)為是“該領(lǐng)域最激動人心的進(jìn)展之一”;后一成果為克服量子信息技術(shù)實(shí)際應(yīng) 用的主要障礙即消相干問題提供新的方法,成為學(xué)術(shù)界公認(rèn)的三種不同原理編碼之一,并被美國若干著名實(shí)驗室在實(shí)驗上所證實(shí)。
2、完成14.8公里光纖量子密鑰的實(shí)驗,在3.2公里的中科大東西校區(qū)之間通過地下光纜建立了國內(nèi)第一條基于量子密碼的保密通信線路,為量子通信走向?qū)嵱眠~出可喜的一步。
3、提出“實(shí)用量子處理器”和“信道加密”兩個新的實(shí)施方案,前者已被法國學(xué)者在實(shí)驗上所證實(shí),被認(rèn)為是可實(shí)用化的器件,后者是與現(xiàn)有所有量子密碼方案不同的新方案,有其獨(dú)特優(yōu)點(diǎn),被國際同行詳細(xì)推廣引用。
4、2015年,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)院士領(lǐng)導(dǎo)郭光燦的中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗室李傳鋒研究組,在固態(tài)系統(tǒng)中首次實(shí)現(xiàn)對三維量子糾纏態(tài)的量子存儲,保真度高達(dá)99.1%。
2016年3月,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士領(lǐng)導(dǎo)的中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗室郭國平研究組在量子芯片開發(fā)領(lǐng)域取得一項重要進(jìn)展,首次在砷化鎵半導(dǎo)體量子芯片中成功實(shí)現(xiàn)了量子相干特性好、操控速度快、可控性強(qiáng)的電控新型編碼量子比特。成果發(fā)表在國際權(quán)威物理學(xué)雜志《物理評論快報》上。