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【文汇报】郭光灿:渔民之子变量子专家

发布时间:2008-09-12
2008-09-12 22:57:26 文汇报网络版 记者张长城、实习记者张丽丽、通讯员洪孟良

学无线电的郭光灿大学刚毕业就把研究领域转向气体激光研究,随后又转向量子光学的理论研究。20世纪 90年代初期,量子信息学刚刚起步,他又及时追踪国际前沿,转向量子信息学的研究,以量子密码学和量子编码两个方向为切入点,领导课题组进军量子信息研究 领域。在他的带领下,量子信息实验室不断拓展新的科研领域,创造出一批国际领先的科研成果。

郭光灿出生在福建惠安一个贫苦渔民家庭,以优异成绩考入着名的泉州五中,三年后被保送直上高中,两年即完成三年高中学业。1960 年考进中国科技大学无线电电子学系后,中科大的学术氛围深深感染了他,那时侯,严济慈、华罗庚等老一辈科学家都曾为科大学生上课。科学家们严谨治学的风格 和缜密的思维方式也给了他深刻的影响。

研究氮气居全国前列

1965年,郭光灿大学毕业并留校任教。在随后四十年的科研生涯中,他的学术方向与研究方向历经多次变化,并不断获得成功,最终成为中国量子信息学方面最有成就的科学家之一。

上世纪70年代,国内的气体激光研究对象是氩、氖和二氧化碳三种气体,专业是无线电电子学的郭光灿却选择氮作为自己的研究对象,并取得居国内同行前列的研究成果,获得1978年全国科学技术大会表彰。

80年代初,在同行看好他的研究时,他却将科研目光转向了量子光学理论。量子光学在国内是新兴学科,这方面研究较落后,学术环境亦不好,但他经十年刻苦研究,使中国的量子光学理论研究进入了世界前沿,并带出了一大批研究生。

向相关领域拓展获成功

90年代初,他又一次转变研究方向,从量子光学转入量子信息学这一应用型学科。当国外研究出可用于量子计算机的“量子纠错编码”时,他及其团队转身研究“量子避错编码”。当看到量子电脑有可能成为“击溃”经典电脑锐利的“矛”时,他及其团队又转而开始研究量子密码。

经过十几年努力,郭光灿和他的科研团队获得量子避错编码方面的一系列成果,后又首先在国际上提出量子概率克隆原理,在国际学术界产生重要影响,被称为“段-郭概率克隆机”、“段-郭界限”。

2000年,郭光灿领导课题组,完成从理论研究转向实验研究与理论研究相结合的重大转变,成功开开量子密码的实际应用研究,建立演示性量子通信系统。

目前,郭光灿及其团队已建立了国内第一条基于量子密码的保密通信线路。关于一生科研的“变化”,郭光灿坦言:“我一直是结合自己科研领域的基础,向相关领域拓展,不会跳到自己不熟悉的领域,这样的变化才能有成功的保证。”

板凳要坐得十年冷

“从事理论研究的那段时间对我来说真可谓是‘渔民之子’”,回忆起98年前的那段时光,郭光灿深有感触。

在1998年之前,郭光灿主要从事理论研究。“那时候我没有在两点以前睡觉过,但从来不觉累,大概是憋了一股劲,想做点东西出来”,郭光灿每天忙于理论研 究,几乎生活在被人遗忘的空间裡.郭在每次学术转向中,为迎头赶上,都要花大量时间与精力去自学,甚至与研究生一起去听课。

直到1998年,郭光灿才以全光学系统方面的实验为切入点,重新进入实验领域,建立量子光学实验平台,并先后完成量子克隆和K-S 理论检验等有影响的实验。“97、98那两年是我学术成绩最突出的两年,我觉得这是水到渠成的事:板凳要坐得十年冷,方能做成一点事情。从事科学研究需要 静下心来,厚积薄发才能创造出不同寻常的成果。”

郭光灿简历

■1942年出生于福建惠安。

■1960年考入中国科学技术大学无线电电子学系。

■65-81年中国科学技术大学物理系助教、讲师。

■81-83年加拿大多伦多大学物理系访问学者。

■83-88年中国科学技术大学副教授。

■88年至今中国科学技术大学物理系教授,博士生导师。

■1997年提出量子避错编码原理,已被实验验证。

■1998年提出概率量子克隆原理,并研製成功量子概率和普适克隆机。

■2000年提出新型量子处理器,被实验证实。2002年,获中科院自然科学二等奖。

■2003年获国家自然科学二等奖和何梁何利奖,当选中国科学院院士。

■2004年在国际上首次解决光纤量子密钥传输过程的稳定性问题,通过实际通信光路实现125公里单向量子密钥分配。

四度申请项目才获准

目前,中国量子科学研究儘管整体落后西方,但在量子通信等局部领域已有明显领先成果。这与郭光灿多年的坚持和努力是分不开的。1998 年之前,郭光灿的研究工作开展得非常困难。那时中科院没创新工程,研究经费也很少。国内学术界关于开展量子信息研究的争论很大,甚至没有几个人参加会议。

1998年,他向973计划(即国家重点基础研究发展计划)专家组申请量子项目,未获通过。1999年,他便给中科院院长路甬祥写信,路后来派人到科大了解情况,从而得到高层的支持,但项目申请仍未获批准。2000年,项目再上报又遭否定。

直至2001年,才获973专家组考察通过。2002年,终于争取到2500万元科研经费,郭光灿即把全国的量子专家都集中到课题组裡,大家分工专心做量 子研究。郭光灿总结说:“你认为一个科研项目很重要,但别人却因为不了解而否定。这时候,应该坚持己见,还要学会宣传自己的工作内容,要别人意识到课题的 重要性,这样工作就好做了。”

伯乐识马培育人才

郭光灿曾被教育部评为全国优秀教师。在学生眼中,他是备课认真、爱惜人才的好教师。他培养的13名博士,个个都取得不凡业绩。其中段路明博士以总评第一名成为全国优秀百篇论文获得者,其理论研究新发展一直受到加州理工、哈佛等高校实验室的关注,是郭光灿最得意的门生。

段路明是郭光灿在课堂上发现的。段在上大三时,一次课馀拿着篇自己写的有关郭讲课内容文章找到郭光灿。郭光灿发现他的文章虽有些稚嫩,却有独特的思考,便 将他招到自己的课题组,让他参加每周实验室的研讨会。后来段本科提前毕业到郭的实验室读研究生,一直到博士,并因其优异表现博士提前毕业。

段路明家在农村,生活困难,每月都要拿出部分研究生补助寄给家裡还债。郭光灿知道后立即出资给段让他把家债还上。他说,“爱护人才就要在生活上关心他们,解除他们的后顾之忧。”

段大学期间,一次生重病无钱治疗,郭光灿很焦急,后来他和校方各出一半费用,解决了段的医疗费用,段才得以顺利康复。

闲暇爱唱《爱拼才会赢》

几十年繁忙的科研工作,使郭光灿难有休息时间。但在业馀时间他总要听听音乐,打打保龄球。他喜欢古典音乐也喜欢流行歌曲,高亢嘹亮的《青藏高原》、独具风格的《爱拚才会赢》都是他的最爱。

“这些歌我百听不厌,特别是那首闽南语的《爱拚才会赢》,我是闽南人,觉得歌词写出了闽南人的拚劲和硬气。”

在科研和日常生活中,难免有困难和不愉快的事,郭光灿就鼓励自己不能丧气,要敢拼,要坚持。正如《爱拼才会赢》的歌词:“三分天注定,七分靠打拚,爱拚才 会赢”。一次去台湾参加学术交流活动,他还专门跑到台大附近的音像店买这首歌的磁带,跑了好几家,费好大周折才买到,很是欢喜。

难忘母亲所讲的岳飞故事

郭光灿在家中排行老,上有两个哥哥。一家靠父亲用小木船运货维持生计。1945年当他只有三岁时,父亲被日本人抓去做苦工,不久客死海外。含辛茹苦的母 亲一手抚养起三个孩子。勤劳的母亲虽然不识字,但在繁忙的家务之馀,坚持给他们三兄弟讲岳飞精忠报国的故事,教育他们以后为国家出力。当兄弟们与伙伴有摩 擦时,善良的母亲首先要问清孰是孰非,从不偏袒自己的孩子。

闽南自古有着浓厚的读书传统,儘管家裡十分贫寒,但母亲还是设法送他们进学校唸书。母亲的豁达、坚忍、深明大义一直影响他的一生。郭光灿说:“小时候听母 亲那些故事后,我开始隐约认识到,人活着不应只为自己,心裡还要有国家、有民族、有他人。”提起已经92岁高龄的老母亲,他充满感激地说:“母亲很善良, 也很有远见,她一直鼓励我们继续读书。我很感激我的母亲,她影响了我的一生。”

(编辑:孙瑜)