郭光灿 中国科学院院士、中国科学技术大学教授——
40余年对体积光的追求(弘扬科学家精神)
记者 徐静
传
郭光灿,1942年出生,福建泉州人,中国科学院院士、中国科学技术大学教授,我国量子光学与量子信息科学的开拓者之一。长期从事体光学、体信息方面的教学和科研工作。他在国内首先介绍了体积光学理论体系,推动了我国信息体积科学的发展。曾获国家自然科学奖二等奖、何梁何利基金会科技进步奖等奖项。
上午7点30分,C科技大学校园中科院院士郭光灿(见图中左二,本报记者徐静拍摄)匆匆走进中科院主实验室。小而令人不快的建筑聚集了体积密码学和体积器件、半导体量子芯片、娱乐网络等各个领域的研究小组。数量防错原理、量子概率克隆原理等一系列成果诞生于此。
郭光灿深耕体积领域40余年,从20世纪80年代在国内引进光学理论体系,到20世纪90年代引领国家研究信息化,再到开发出我国体积免费可用计算机。
“我们应该开始我们的量子光学研究”
体积光学是研究光导纤维体积特性的一门学科。场及其与物体的接触。它宣布光不仅是波状的,而且是由离散的光子组成的。对光体积态(如相互关联态、压缩态)和整个纠缠等非经典现象的研究和探索,可以促进整体通信、计算量、超精密测量等技术的落地。
20世纪80年代初,量子光学研究在全球蓬勃发展了20多年,但在国内尚属空白。 1981年,39岁的郭光灿作为改革开放后第一批公费学者前往加拿大留学。在此期间,他接触到了切割光学的研究。他暗暗提到:“我们应该开始研究光学体积。”
郭光灿出生于福建一个渔民家庭。虽然家境贫困,但母亲坚持让三个孩子送她上学。郭光灿于1960年考入中国科学技术大学无线电系。“因为当时想学半导体,所以就报考了中国科学技术大学无线电系无线电。”郭光灿说,“但也是因为这次搭上了中国科学技术大学无线电系无线电CE与技术新设的气体激光专业,我对这个方向很感兴趣,就和光学结下了不解之缘。”
留学归来后,1984年,在科技大学的支持下,郭光灿在安徽滁州琅琊山召开了全国第一次量子光学学术会议。郭光灿说:“虽然大家还不太明白概念,但我们已经达成共识,这次会议应该继续下去。”
此后40年,光学卷学术会议每两年召开一次,从未间断。“1984年第一年,Langdose-两人参加了会议,到2024年第21次会议,参会人数超过800人,体光学领域受到更多关注。”郭光灿说道。
在关注度不断高涨的同时,如何更好地培养光学体积研究人才成为了光光灿思考的重要课题。郭光灿在国内开设了第一门体光学课程,并于1991年编写出版了课程笔记。许多研究人员通过他的课程和讲座了解了体光学领域,并逐渐成长为整体研究的中坚力量。
“我们今天的成就,离不开20多年前国家的支持。”
在开展落后国际先进水平20年的光学体积研究时,郭光灿考虑寻找更有潜力的研究方向。 1990年初,他看到一个词阅读文献时称为“卷信息”。国际学术界最近提出了DireResearch,但他孜孜不倦地意识到这是一个非常重要的研究领域。
体积信息是一个新兴的跨学科主题,它基于机械体积原理(例如叠加和纠缠)处理和发送信息。其核心是以量子比特为信息单位,旨在突破经典信息技术的限制,大致涵盖计算量、总量通信和测量量精度三个主要方向。
体积信息的主要理论当然就是郭光灿之前研究的量子光学的主要理论。这种变化在于信息领域系统地引入了数量论,从而提供了跨越计算机、密码学等经典概念的瓦工解释。统计完信息后,所呈现的性能将优于经典信息,具有巨大的潜在应用前景,并将提供新的光学体积。
郭光灿曾在一些科研机构提出开展信息化相关工作的建议,但并未得到重视。有人问,传统经典信息还没有研究清楚,那么卷是什么信息呢? “这是伪科学吗?”
面对各种纷争和反抗,郭光灿并没有气馁。他意识到,要改变这种状况,必须从完善体信息的概念开始。截至目前,他持续在业内知名期刊发表mArticle,引起了国内一些学者的兴趣。
1998年,在科技部(原国家科委)发起的香山科学大会上,“量子通信与量子计算”郭光灿的建议成为主题之一。会议主席、“两弹一星功勋奖章”获得者王大珩在会上表示:“科学很重要,应该听到中国的声音。”
1999年,在中国科学院的支持下,郭光灿在中国科学技术大学创办了量子通信与量子计算开放实验室。后来升级为中国科学院量子信息重点实验室,成为我国信息领域第一个省部级重点实验室。
2001年,郭光灿申请了体量信息领域第一个“973工程”。随后,他组建了一支由来自国内10余家科研机构和大学的50余名研究人员组成的团队,涵盖了残片、计算量、跨通信、网络量等诸多领域。过去f五年来,他们不仅产出了一批科研成果,而且培养了一批具有领导力和创新能力的科研骨干。
“这是我国体量信息从‘从0到1’发展到‘从1到100’的一个点,我们现在取得的成绩,与20多年前国家的支持是分不开的。”郭光灿说道。
“量子计算机研究不是一代人就能完成的事情,年轻人应该尽快开始。”
2011年,国欧光灿团队承担了科技部“固态芯片”项目,负责研发我国自主芯片。虽然大家都希望郭光灿当时能担任科学家,但他却坚持要郭国平,当时还不到35岁的中国科学技术大学教授。
芯片的体积相当于未来计算机体积的“大脑”,其重要性不言而喻-明显。 “量子计算机研究不是一代人就能完成的事情,年轻人应该尽快开始,因为他们可以做得更快、做得更好。”郭光灿说道。
郭国平不负众望。 2013年,他带领团队在“一个电子”上成功实现了10皮秒的量子逻辑门运算,将世界上原有的音符提高了近百倍,向建立数量计算应用迈出了重要一步。
2017年,郭光灿和郭国平带领中科院信息量主实验室团队共同创立了中国第一家计算公司——源和计算技术(合肥)有限公司。目标是研制出可供用户交互使用的工程量计算机,使我国具备自主可控的量计算能力。
郭光灿、郭国平在原有体量的基础上加大了研发改造ch在实验室计算量领域的成果,后来又推出了三代独立超导量子计算机。与此同时,我国第三代自主超导量子计算机“悟空之源”已被139个国家和地区的用户访问量超过2500万次,已成功完成超过38万次全球计算活动,涵盖液体动力学、生物医药液体等多个行业领域。
比如郭光灿,八十多岁了,仍然忙着教书育人。他不仅给中学生做科普讲座,还多次参加挑战计算的“思南杯”挑战赛。本次活动三届吸引了超过5000名大学生参与,为我国计算产业提供了新的力量。
“我想努力用自己的一生做好一些事情,培养一批人才,承担我的责任。希望年轻人接力棒,与数量计算技术产业化并存。 ”郭光灿说道。
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为了生成计算机卷需要克服哪些技术问题?
计算机的研究和开发是一项复杂的任务。以超导量子计算机为例,主要包括芯片体积、测量计算体积及控制系统、超低温环境支撑系统、计算机体积操作系统、应用软件等。
作为计算机体积的心脏,体积芯片负责实现基本的计算过程,这需要将问题转换为体积的算法,并通过特殊调制的脉冲信号进行传送。在芯片体积中,最后通过芯片体积输出的信号进行采集和研究,得到问题的答案。优秀歌剧芯片体积化需要一个完整的硬件系统来支撑,包括芯片体积芯片技术、体积测试平台、体积测量平台和控制系统、相关部件等。屏蔽罩、磁场噪声屏蔽罩和超低机械振动。还需要高效的散热元件来及时消除芯片体积运行过程中产生的热量。体积测量和控制测量负责芯片体积所需的所有信号的产生、采集、控制和处理。这是一个“翻译器”的tuLad,将人类复杂的问题转化为芯片体积可以理解的“语言”,并指导芯片体积进行良好的计算。
同时,批量计算机还需要一套完整的软件系统来支持其运行,包括计算机批量操作系统、批量编译器、批量应用软件以及附带的软件。计算机批量开发的环境。这些软件系统不仅为用户提供批量程序的编程和操作接口,还需要与硬件进行联系,将程序转换为硬件所需的教程信号,以确保量子计算机能够正确、准确地执行各种计算任务。
“日-日-日”(第 06 页,或 Ktube 14,2025)
(编辑:郝梦佳、李芳)
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