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980 年代初，他开始转向量子光学，1981 年公派出国访学，后来有一次参加在美国罗切斯特大学召开的国际光学会议时，郭光灿深感中国在这个方向落后太多，人家已经搞了二十年，基本理论都弄清楚了，国内学术界却还在质疑量子光学发展有无意义，采取闭门拒之的态度。郭光灿说，他当时的一个想法就想着一定要回国把量子光学发展起来。

　　1984 年回国，郭光灿的一个举动就是组织召开首届全国量子光学会议，没有钱，他向学校争取了两千元经费。不能自由办会，他就游说中国光学学会，搭一个便车，挂靠在他们的学术会议上开。为了发展量子科研，他甚至还给著名科学家钱学森写信，争取钱老的支持和声援。此后，他又以一人之力，在国内率先编辑出版了中国第一本《量子光学》教材，开设了第一门《量子信息》课程。

　　郭光灿喜欢用坐了 20 年冷板凳、很孤独等话来形喻自己的科研历程，选择在当时还是冷门的量子科学，没有人搭理，也就意味着没有研究经费，揭不开锅。在老朋友、中科院物理所研究员吴令安眼里，郭光灿是一个头脑活络的人，为了发展科研，很会跑门路。他早年曾找过两类十分要害的机构寻求合作，一类是银行，一类是部队，认为量子信息在这种机构当中会有市场，结果有得有失，银行没谈成，部队上的业务关系倒是建立了。

　　郭光灿记得，自己新创建的校级开放实验室破格参加中科院信息领域的院重点实验室的评估，被评为第一名，获每年 350 万元经费的支持，很快地被正式批准为中科院量子信息重点实验室（据该实验室官方资料：这是中国量子信息领域第一个省部级重点实验室）。得到资助后，郭光灿第一个选择是搞量子密码研究，因为他判断这对国家有用，以此再拿量子密码去向相关机构继续化缘要钱，拿到新的经费之后，他开始重点布局与量子密码相关但又别有天地的量子计算机科研，尽管当时还没有人重视这个。就这样把量子计算机研究开展起来了。

　　他说，“否则我根本没法活。”

　　有趣的是，在搞量子科研的过程中，郭光灿还被指斥是在搞伪科学，在他们中国科技大学本校内，就有一些物理系的老教授曾经联名致信校长，对郭光灿的科研工作加以反对和批评。

　　郭光灿的坎坷，在 2001 年得到舒缓。这一年，经过四次申请碰壁之后，说服了几个关键的委员，郭光灿从科技部“973”项目中申请到了一笔 2500 万元的研究经费，中国 973 项目第一个“量子通信和量子信息技术”课题于此时也正式成立，郭光灿担任首席科学家。

　　《科学大师》记者注意到，在这个课题组名单中，除了领衔的郭光灿，还有当今另外两位量子科学领域的院士：一位是 1980 年代与郭光灿同时在美国访学的山西大学教授彭堃墀，一位是如今在量子领域炙手可热的科学家潘建伟。他们当年也在其中分别担任了课题负责人。
 

“据我们所知，这次实验是第一个仅适用于量子处理器的计算。”

　　具体来说，研究人员布置给量子计算机的题目是“证明一个随机数产生器产生的数确实随机”。这是个单一的、高技术含量的计算问题，研究人员坦言，它几乎没有实际应用价值。量子计算机最早或许会在材料科学、机器学习和化学领域解决实际问题，但这还要好几年。

　　不过，谷歌的科学家也乐观地估计，实现量子霸权的里程碑后，量子计算机的力量将呈现指数级增长，比传统的摩尔定律更强劲地推动行业的发展。

　　神奇而脆弱的量子比特

　　量子计算机依据一套完全不同于经典计算机的量子力学法则运行。经典计算机中的比特为 0 或1，基于此进行二进制运算。在神奇的“叠加态”加持下，量子比特却可以同时是 0 和1，正如薛定谔那只著名的又生又死的猫。在理想状态下，50 个量子比特一次可以进行 2 的 50 次方次运算，这已经是个天文数字。

　　微观的量子态在器械上很难操作，谷歌采取了一大主流思路，就是利用超导态这一宏观的量子态。不过，超导量子比特虽然具备了纠缠态、叠加态等量子计算必要的属性，但也继承了量子态的弱点：非常脆弱，极易被干扰。

　　换言之，超导量子计算系统通常需要更多的量子比特来保护用于计算的量子比特，量子比特的质量与数量同样重要。正因如此，谷歌虽然早在 2018 年 3 月就发布过一款由 72 比特组成的量子处理器，但当时并未突破量子霸权。

　　此外，美国 IBM 公司和一些初创企业也在提供所谓的量子计算服务，但它们只能在特定问题上表现出相对于一般计算机的优势，无法击败最强超算。

　　就在 9 月 18 日， IBM 宣布将在下月推出 53 量子比特的可“商用”量子计算机，向外部用户开放使用，这也将是该公司迄今开发出的最强大量子处理器。

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　　郭光灿院士是一个健谈的人，而且语气充沛，嗓门敞亮，尤其是在聊他的专业——量子科学的时候，对《科学大师》记者的问题来者不拒，照单全收。

　　这位 77 岁的老人，有不少值得说道的地方。

　　在中国的量子科研领域，郭光灿具有不小的代表性，他属于量子研究的开拓者和领军科学家之一。2003 年当选为中国科学院院士，这是中国量子科学领域产生的第一批院士，当时总共才选出了两位。

　　在量子领域，郭光灿做了很多事情，用大白话来讲，是极能“折腾”的一位科学家。

（编辑：荆门站长网）

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