郭光灿

近日，中国科学技术大学物理学院郭光灿院士团队在中红外波段量子纠缠的制备与表征研究中取得重要研究进展。该团队史保森教授、周志远副教授及其合作者首次制备了3微米中红外波段时间-能量纠缠光子对并演示了双光子Hong-Ou-Mandel干涉。该成果以“Quantumentanglementandinterferenceat3μm”为题于3月6日在线发表在国际知名学术期刊《Science Advances》上。光量子信息技术的发展离不开量子光场的产生、调控与探测。尽管近红外波段（0.7um∽2.5um）相关技术的发展已相对成熟，但鲜有其它波段非经典光子对/单光子制备、调控和探测的工作报道。近年来，科研工作者开始逐步探索量子信息在中红外光谱领域应用的理论和实验研究，发现中红外非经典光子源与传统通信、成像和传感技术相结合，可以产生新的通信技术和探测、感知手段，这是因为：1.中红外波段覆盖了几乎所有物质分子的振动光谱，具有分子的“指纹”特征，可用于物质成分鉴定和分析；2.中红外波段包涵多个重要的大气通信传输窗口，适合远距离自由空间光通信和遥感探测；3.温度为115K∽1150K的黑体辐射中心波长在中红外波段，这为物体探测提供了一种有效的热成像手段。该研究工作是中红外光子纠缠制备的第一个工作，对该领域的发展具有重要影响。通过选择合适的非线性晶体及其参数，结合非线性上转换探测技术，原则上可以制备和表征任意波长的中红外纠缠光子对。由于中红外光谱具有分子的“指纹”特征、包含大气层的低损传输窗口以及与物体的热辐射光谱重叠，因此可以预期中红外非经典光子源与传统通信、成像和传感技术的结合一定会为人们认知世界提供新技术和新方法，为量子信息技术的发展带来新机遇。该研究得到了科技部、国家自然科学基金委、安徽省和电磁空间安全国家重点实验室开放基金的资助。

p 　　记者从中国科技大学获悉，该校郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室在纳米机电系统(NEMS)方面取得最新进展。该实验室与美国加州大学团队合作，在研究两个石墨烯纳米谐振器的模式耦合过程中，创新性地引入第三个谐振器作为声子腔模，成功地实现了非近邻的模式耦合。相关研究成果发表在近日出版的《自然通讯》上。 /p p 　　纳米谐振器具有尺寸小、稳定性好、品质因子高等优点，是信息存储和操控的优良载体。为了实现不同谐振模式之间的信息传递，需要先实现模式间的可控耦合。近年来，国际上不同研究组针对同一谐振器中的不同谐振模式以及近邻谐振器之间的模式耦合机制进行了深入研究。然而，对于如何实现非近邻的、可调的谐振模式耦合，国际上一直未见相关报道。 /p p 　　针对这一难题，研究组设计和制备了三个串联的石墨烯纳米谐振器，每个谐振器的谐振频率可以通过各自底部的金属电极进行大范围的调节，因此只要设定合适的电极电压就可以实现三个谐振器的共振耦合。研究组首先测量到了两个近邻谐振器之间的模式劈裂，证明了在该串联结构中近邻谐振器可以达到强耦合区间，这为进一步探索第一个和第三个谐振器之间的耦合创造了条件。经过实验探索，研究组发现当把中间谐振器的共振频率调到远高于(或远低于)两端谐振器的共振频率时，两端谐振器之间不能发生模式劈裂，即二者耦合强度非常小 但是当中间谐振器的共振频率逐渐靠近两端谐振器的共振频率时，两端谐振器逐渐产生模式劈裂，且劈裂值逐渐增大。 /p p 　　该实验是首次在纳米谐振器体系中实现谐振模式的非近邻耦合，对于纳米机电谐振器领域的发展具有重要的推动意义，并且为将来在量子区间利用声子模式进行信息的长程传递创造了条件。 /p p br/ /p

日前，中国光学学会公布了2023年度中国光学学会科技创新奖评选结果。据介绍，为激励我国在光学、光学工程学科及其相关学科领域做出突出贡献的科技工作者，促进我国光学事业发展和人才培养，中国光学学会设立了中国光学学会科技创新奖，以下简称“科技创新奖”。科技创新奖下设4个子奖项，分别为：郭光灿光学奖、自然科学奖、技术发明奖、科技进步奖。2023年度科技创新奖由单位或专家推荐申报，经评选委员会通信评议和会议复评审定，共评选出一等奖10项，二等奖16项，名单如下。

日前，由中国光学学会光学测试专委会与中国计量科学研究院(以下简称“中国计量院”)联合主办的第十九届全国光学测试学术交流会在京顺利召开。 第十九届全国光学测试学术交流会合影 　　中国科学院院士、中国科学技术大学教授郭光灿，中国科学院院士、中国科学院南京天文光学技术研究所研究员崔向群，以及中国光学学会光学测试专委会主任委员、研究员郑万国，分别对量子计算、主动光学和激光核聚变的研究创新进行了回顾与展望。 　　中国计量院院长方向研究员应特别邀请以“从国际单位制的演进看坎德拉量子化”为题作大会报告。多名光学测试专家分别围绕大口径SiC反射镜、极高速成像系统、先进光刻量产工艺、微结构显微光学、月球与深空光谱测量，以及基于探测器的新一代光辐射计量基准等前沿技术进行了交流研讨。 中国计量院院长方向研究员作大会报告 　　会议共设光学元件材料、光电器件、光学系统、激光、医用光学与生物光子学、量子计量与测试等7个分会场。累计进行专题学术报告99个，其中中国计量院代表共报告11次。 　　会议邀请了来自南京理工大学、北京理工大学、浙江大学、中科院上海技术物理研究所、中科院空天信息创新研究院、北京计量院等科研院校和企业的300余名专家学者参加，为光学测试领域产学研用等单位提供了高水平交流平台。

诺贝尔科学奖走过百年历史，在中国作家莫言获得诺贝尔文学奖之前，全世界共有30多个国家的几百名科学家获奖，中国本土科学家却一直榜上无名。“中国本土科学家离诺贝尔奖究竟有多远?”这样的问题每每在诺贝尔奖颁奖时节被不断提及。 　　10月22日，在中国科协举办的“科学家与媒体面对面”活动中，中国科学技术大学教授、中国科学院院士郭光灿和中国科学院生物物理研究所研究员王江云与媒体记者分享了他们对诺贝尔奖的解读。在两位专家看来，近些年中国科学技术持续进步与诺贝尔奖越来越近，但依然存在距离，而这种距离来自原创成果、执着精神和科学机制的缺失。 　　郭光灿长期研究量子科学，今年获诺贝尔物理学奖的实验与他的工作有很大关系。近十年来，国家科技投入的大幅增加让这位70岁的科学家印象深刻。“这使我国科研实力大大提高，提高到国外只要有人提出新的信息，我们很快就可以跟上而且能出很有水平的文章。”但郭光灿觉得，有一点还不够，那就是我们缺少原创的东西。“紧跟没问题，也可以超越，但要做到领先的原创，我们还有一定距离。” 　　他认为，目前我国各学科、各领域原创还很少，应该更多地鼓励原创性，尤其是鼓励对科学有追求的年轻人。这些年轻人本身应该非常乐于做科学研究、把科研当成一种爱好，不考虑获得什么奖，不把获奖当成工作的动力。“如果有更多这样的年轻人参与科学研究，我认为诺贝尔奖早晚要到来。”郭光灿说。 　　回忆起上世纪60年代，郭光灿说，那时和他一起进入中国科学技术大学的同学都怀着“将来当牛顿、爱因斯坦、居里夫人”的梦想，但现在的年轻人想法更多，也更加实际。“追求功利所占的比例和以前相比要大得多。”这种新的环境下，他认为需要有更加科学合理的机制让真正热爱科学的人能够投身科学，潜心研究。但现在的制度下，学生们常常选择更容易出论文的题目做，否则毕不了业，评不上职称。 　　1998年毕业于中国科学技术大学少年班的王江云是位年轻的科学家，在他看来，现在中国研究所和高校里的年轻研究员和教授，受到考核的压力比美国同龄人还要大，“评估更加频繁，考核更加严格”。考核频繁的结果是大部分年轻的科学家选择紧密跟踪、跟随欧洲、日本、美国的研究，“这样可以有保障地迅速发表一些高水平的文章”。 　　静下心来，认真执着地做研究，郭光灿觉得，现在有些年轻人想这样做但是环境不允许，“最大的问题是评价体系”。郭光灿以量子芯片研究举例说，该项工作难度大，又不容易出文章，不容易出文章就留不住年轻人。“国家现在有各种各样的奖，没有文章什么奖都拿不到，什么位置都没有，这就很难使看重这些的人真正专心研究。” 　　“如此一来，对年轻人有导向作用，使他们很难做艰苦的、花时间的、不容易出成果的、对个人利益又不太有利的工作。”郭光灿说。他希望国家除了项目支持的形式外，能够固定支持一些高水平的研究团队，让更多年轻人能够静下心来做研究。

近日，中国激光杂志社发布“2021中国光学十大进展”。经过评审委员会多轮遴选，冰光纤、小型化自由电子激光等10项前沿进展入选“2021中国光学十大进展”基础研究类；六维光信息复用、能降温的光学超材料织物等10项进展入选“2021中国光学十大进展”应用研究类；此外，魔角激光器、光电智能计算、高效白色发光二极管等19项成果分别荣获“2021中国光学十大进展”提名奖（基础研究类）与“2021中国光学十大进展”提名奖（应用研究类）。2021中国光学十大进展基础研究类（10项）1.浙江大学童利民教授、郭欣副教授团队与合作者发现弹性冰单晶微纳光纤；2.南开大学陈志刚、许京军课题组及合作团队实现了非线性对宇称时间对称性和非厄米拓扑态的调控；3.中科院上海光机所电子加速研究团队等在国际上首次实现激光尾波场加速驱动的台式化自由电子激光；4.华中科技大学张新亮、李培宁教授课题组与国家纳米科学中心戴庆研究员、新加坡国立大学仇成伟教授等国内外团队，在双折射晶体中发现“幽灵”双曲极化激元；5.中科院上海光机所研究团队等实现了阿秒电子动力学的直接绘图；6.南京大学金飚兵教授与吴镝教授课题组等合作发现了室温零磁场条件下反铁磁中超快自旋流；7.上海交通大学张文涛研究组与张杰、向导团队等合作提出利用飞秒激光对量子材料电子维度的操控机制；8.清华大学精密仪器系杨昌喜课题组与北京邮电大学电子工程学院肖晓晟课题组合作，证实了大模间色散下的时空锁模；9.哈尔滨工业大学（深圳）肖淑敏微纳光子学实验室设计并制备了近红外生物成像窗口的高效宽带消色差超构透镜；10.南开大学研究团队及合作者预言并证实了受激声子极化激元，实现了太赫兹波巨非线性效应。2021中国光学十大进展应用研究类（10项）1.暨南大学和上海理工大学等联合研究团队实现了纳米尺度六维光信息复用；2.华中科技大学陶光明团队与多家科研和产业单位基于形态学分级结构设计了辐射降温光学超材料织物；3.中国科学技术大学李传锋、周宗权研究团队演示了基于吸收型存储器的多模式量子中继；4.中国科学院上海高等研究院和中国科学院上海应用物理研究所自由电子激光团队提出了一种相干能量调制的自放大机制；5.中科院上海技术物理研究所胡伟达研究员与复旦大学周鹏教授等研制出新型范德瓦尔斯单极势垒红外探测器；6.南京大学姜校顺、肖敏团队实现了片上光力光学频率梳；7.复旦大学彭慧胜/陈培宁研究团队等实现了柔性显示织物及其智能集成系统；8.浙江大学冯建东团队实现了溶液中单分子电化学反应的直接成像；9.华中科技大学、海南大学骆清铭团队通过发明线照明调制显微术实现了高清成像；10.南京大学新型显示技术研发团队等提出基于二硫化钼TFT驱动电路集成的超高分辨氮化镓Micro-LED显示技术方案。“2021中国光学十大进展”10项基础研究类提名奖包括：1.上海光源中心自由电子激光团队实验验证并测量了激光-束流在二极磁场的能量交换；2.北京大学马仁敏团队实现了基于莫尔超晶格纳米结构的魔角激光器；3.华南理工大学周博教授、张勤远教授团队等提出基于镱亚晶格的多光子上转换发光；4.北京大学刘运全教授和龚旗煌院士领导的“极端光学创新研究团队”实现了强激光场中光子轨道自旋耦合的探测和操控；5.清华大学黄文会、颜立新团队首次实现相对论电子束的高梯度级联太赫兹加速；6.清华大学戴琼海院士团队提出并构建了大规模可重构光电智能衍射计算处理器；7.上海交通大学李良教授与意大利米兰-比科卡大学Brovelli Sergio教授团队等合作，实现环境温度处于100℃范围内量子点荧光性能近乎零“热猝灭”，所制备LED电致发光器件也具有优异的抗“热猝灭”性能；8.北京大学刘开辉课题组等提出并发展了瑞利散射圆二色性技术，实现了单根碳纳米管的完整结构；9.苏州大学蒋建华、蒲殷教授团队等利用光子系统证实了拓扑体-缺陷对应关系；10.中国科学技术大学郭光灿院士团队李传锋、柳必恒研究组与南京邮电大学盛宇波等人合作，首次实现11公里远距离量子纠缠纯化。“2021中国光学十大进展”9项应用研究类提名奖包括：1.南京理工大学曾海波教授团队和华盛顿大学David Ginger教授团队合作，基于α/δ-CsPbI3同质异相层实现高效白色发光二极管；2.清华大学团队等研制自适应扫描光场显微镜，打破活体成像壁垒；3.中科院上海光机所电子加速研究团队等实现GeV（吉电子伏特）量级超低能散的台式化电子加速器；4.福州大学杨黄浩/陈秋水教授和新加坡国立大学刘小钢教授等实现高分辨X射线发光扩展成像技术；5.电子科技大学张雅鑫教授团队与中国电子科技集团公司第十三研究所冯志红研究员团队等合作，实现了太赫兹片上可编码超构调控芯片；6.北京理工大学陈棋教授团队和北京大学周欢萍特聘研究员团队等合作，开发了钙钛矿薄膜加工的关键技术，制备了高质量钙钛矿薄膜及光伏器件；7.清华大学鲁巍教授团队等实现了从传统直线加速器到激光尾波加速器的高效率外注入级联加速；8.厦门大学聂立铭教授团队等运用光声成像技术，研制了具有脂质代谢药物，发展了光声技术监测脂肪组织脂质、血红蛋白代谢变化评估肥胖疗效的新方法；9.黑龙江大学许辉教授团队和新加坡国立大学刘小钢教授团队合作，通过有机小分子表面配位实现了稀土纳米颗粒表面的巨大发光增强。

在安徽合肥高新区，有一条并不宽敞的街道，叫云飞路。中国科学院院士潘建伟创办的科大国盾量子技术股份有限公司（以下简称国盾量子）、中国科学院院士郭光灿创办的合肥本源量子计算科技有限责任公司以及中国科学院院士杜江峰创办的国仪量子（合肥）技术有限公司（以下简称国仪量子）均坐落在云飞路。除了这3家公司外，这条仅有几百米的街道还密布了20多家量子科技企业，这便是赫赫有名的“量子大道”。 这条量子大道的形成并非偶然。2009年，潘建伟团队决定成立国内第一家量子通信产业化公司，时任合肥高新区领导当即拍板：“你来吧，这里没有质疑。” 2009年5月，潘建伟带领学生彭承志等人，在合肥高新区成立了安徽量子通信技术有限公司，也就是后来的国盾量子。公司创立之初，潘建伟带着彭承志、赵勇等学生，在合肥高新区留学人员创业园的一间小办公室里，开启了他们创业之路。 2020年7月，国盾量子终于登陆科创板，成为中国量子科技领域首家A股上市企业。 师徒传承下，中国科学技术大学的学子们也开始在量子领域崭露头角。就在潘建伟成立国盾量子的那一年，郭光灿和学生韩正甫，也在安徽芜湖创立了安徽问天量子科技股份有限公司，这是我国第一家从事量子信息技术产业化的企业。 2017年，郭光灿同其另一位学生——中国科学技术大学教授郭国平联合创立了合肥本源量子计算科技有限责任公司，这是中国第一支致力于量子计算机全栈式开发、开创中国量子计算工程化先河的创业团队。正如郭国平所言：“目前，我们只是万里长征走了一小步，还有很多问题有待突破和解决。我们能做的就是踏实耕耘、莫问前程。” 杜江峰是国内量子测量领域的开拓者之一。有一年，他在学校举行了一场学术报告，台下坐着一位名叫贺羽的18岁男生。当时还在中国科学技术大学念本科的贺羽，事后主动找到了杜江峰，申请加入量子实验室。 2010年，贺羽如愿进入杜江峰的中国科学院微观磁共振重点实验室工作，负责量子精密测量仪器设备的搭建。此外，杜江峰还借给贺羽一个14平方米的办公室，让他开始了创业之路。2016年底，博士在读的贺羽和恩师杜江峰在合肥创办了一家以量子精密测量为核心技术的创新企业——国仪量子。 成立至今，国仪量子已累计完成5轮融资。高瓴资本集团首次布局量子技术赛道，便选择了国仪量子。高瓴资本集团在不止一个场合点明这家公司成长的背后策略：从量子精密测量和量子计算出发，深入国产高端仪器这一关键环节。 2022年，量子赛道更火了，合肥成为投资人去得最多的城市。“你很难想象，国内几乎所有知名的量子赛道创业者，都与中国科学技术大学有着千丝万缕的关系。”一位来自北京的投资人说道，他刚刚参与了国盾量子的C轮融资。 “我们要把论文写在大地上，希望量子工程师们可以坚持做下去。”多年来，郭光灿一直致力于把量子技术转化为实实在在的应用。如今，风口终于来了。看似遥不可及的量子技术，开始从中国科学技术大学的实验室里走出来。 时至今日，合肥高新区直接从事量子领域的科研人员数达600人，合肥市量子信息产业相关专利占全国的12.1%。排名仅次于北京，位居全国第二。正因如此，合肥也被称为“中国量子之都”。 回首一路历程，郭光灿在一次采访中感叹：“我这一辈子做好了一件事，培养了一批人，承担了我这一代的国家责任。不过，还有一个愿望就是希望量子计算机走出实验室，开始工程化建设，最终走向产业化。” “如今量子信息已经成为国家战略，相关技术愈发成熟，我们都判断，量子信息已经几乎到了产业爆发的临界点。”一家北京风险投资机构的业内人士透露，去年初该机构就已经组建了一个量子小组，小组成员经常去合肥出差看项目。

p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 以“庆祝中国光谱40年，构建中国光谱新时代”为主题的第二十届全国分子光谱学学术会议暨2018年光谱年会近日至22日在青岛召开。中国科学院院士、中国科学院大连化学物理研究所研究员李灿凭借其过去近30年间在催化原位红外、紫外共振拉曼、手性拉曼光谱，以及光电催化的光电成像光谱研究方面的卓越成就，获得中国光谱学会颁发的“中国光谱成就奖”，并受邀在开幕式上做了大会报告。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 本次会议由中国光学学会、中国化学会及中国光学学会光谱专业委员会主办，中科院青岛生物能源与过程研究所承办，所长刘中民代表承办单位在开幕式上致欢迎词。为庆祝光谱会议四十年，学会设立了“中国光谱成就奖”等奖项，以表彰为我国光谱学研究和光谱技术发展做出贡献的科学家。 /p p style=" text-indent: 2em text-align: justify " 会议学术内容涵盖了红外、拉曼、荧光、超快、非线性光谱等光谱前沿领域，还同时举行了国内外光谱仪器展览和光谱新技术交流。大连化物所催化基础国家重点实验室研发的紫外拉曼光谱仪和短波长手性拉曼仪首次亮相会议商展，受到与会者好评。 /p p style=" text-align:center" img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201810/uepic/fe9552a6-7fb2-49f0-a909-64cc08380a73.jpg" title=" 20181030102921201.jpg" alt=" 20181030102921201.jpg" / /p p style=" text-indent: 2em text-align: center " 会议现场 br/ /p

首位中国籍作家莫言已获得2012年诺贝尔文学奖，诺贝尔三大自然科学奖离中国还有多远?最可能在哪个领域出现? 　　中国科学技术协会10月22日下午在北京举办主题为“诺贝尔奖的远与近——解读2012年诺贝尔自然科学奖”的“科学家与媒体面对面”活动，参加活动的3位科学家表示，在诺贝尔生理学或医学奖、物理学奖、化学奖这三大自然科学奖项中，中国的物理学离诺贝尔奖比较近一点。 　　中国科学院生物物理研究所研究员王江云说，相信中国科学家可能首先获得物理学奖，化学排第二，生物在第三，“有可能会是这样的”。 　　北京大学生命科学学院教授饶毅称，中国的物理和化学从近代引进之后，一直在发展、积累，物理和化学的研究工作更接近世界前沿。 　　中科院院士、中国科学技术大学教授郭光灿表示，由于国家投入的增加，中国物理领域这几年，尤其近10年，科研实力大大提高，“提高到国外只要有人提出新的信息我们很快就可以跟上，而且能出很有水平的文章，我们现在紧跟没问题，我们也可以超越，但要做到领先的原创，我们还有一定距离”。 　　郭光灿认为，中国要更多鼓励原创性，尤其需要一批对科学有追求的年轻人。“如果我们有更多这样的年轻人参与，诺贝尔奖早晚要到来”。 　　饶毅提出，中国在科研方面除了强调创造性，还应提倡认真执着，“相信在二三十年之内，我们有一批工作在应用上是非常有意义的，还有一批工作是值得得诺贝尔奖的”。 　　郭光灿回忆自己学生时代的中国科大新生入学，男生目标是将来要当牛顿、爱因斯坦，女生则是居里夫人。受社会大环境影响，现在学生更实际，追求功利比追求科学事业所占比例要大得多。他希望国家给年轻人追求科学创造必要条件，包括工作、生活条件，让他们能够体面地生活，有好的环境潜心于科学研究。 　　在科研评价体系方面，王江云呼吁坚持同行评议，减少行政干预，“华人是可以把这个做好的，香港的基金会做得就非常好”。

中国科学技术大学郭光灿院士团队在量子密钥分发研究中取得重要进展。该团队韩正甫、王双、银振强、陈巍与合作者提出了一种无需主动调制的新型量子密钥分发实现方案并完成了实验验证，为实现高现实安全的量子密钥分发系统提供了新思路。该成果于2023年9月13日发表在国际学术期刊《Physical Review Letters》[Phys. Rev. Lett. 131, 110802 (2023)]。 　　量子密钥分发理论上可以实现无条件安全的密钥共享。但器件特性、调制精度、环境干扰等因素有可能造成系统的现实安全性问题。例如，郭光灿团队发现，系统中广泛使用的铌酸锂主动调制器件，可能会受到光折变等侧信道攻击而泄漏信息[Optica, 10, 520-527(2023)][Phys. Rev. Applied, 19,054052(2023)]。 　　为彻底解决主动调制带来的隐患，郭光灿团队与合作者另辟蹊径，设计了无需主动调制的量子密钥分发系统。该系统方案克服了此前无法同时实现“被动”光强调制和量子态编码的矛盾，并给出了考虑“有限长效应”的严格安全密钥率。团队通过全被动时间戳-相位编码解决信道环境干扰的难题，同时通过优化后选择策略解决数据吞吐量过大的难题，最终完成了无需任何主动调制的量子密钥分发系统，验证了全被动量子密钥分发的安全性与可行性。 图1 全被动量子密钥分发实验系统 　　安全性是量子密钥分发的核心价值和要求。探索具有更高现实安全性的协议，并设计相应的方案和系统，是推进量子密钥分发走向实用化的关键之一。该研究为实现高现实安全的量子密钥分发系统提供了全新的思路，对推动该领域的实用化和标准化具有重要意义。 　　本工作第一作者为中科院量子信息重点实验室的博士后卢奉宇、博士生王泽浩和西班牙维戈大学的博士后Víctor Zapatero，通讯作者为中科院量子信息重点实验室的王双教授和银振强教授。本研究工作得到了科技部、国家自然科学基金委、中国博士后科学基金会、中国科学院和安徽省的资助。

10月9日，同为68岁的法国科学家塞尔日阿罗什与美国科学家大卫维因兰德分享了2012年诺贝尔物理学奖。他们的突破性研究，让原本神秘的量子世界不再“与世隔绝”。 　　与人们熟知的世界截然不同，自然界还存在着另类世界，被称为量子世界。在量子世界中，粒子行为不遵从经典物理学规律，人类对量子的观测更是难上加难。 　　而通过巧妙的实验方法，阿罗什和维因兰德的研究小组成功地实现对单个量子系统的测量和控制，颠覆了之前人们认为的其无法被直接观测的看法。 　　提高人类对物质的操控能力 　　“这是两种开创性的技术，后来都发展成为量子研究领域新的研究手段和实验技术。” 中科院院士、中科大量子信息重点实验室主任郭光灿在接受《中国科学报》记者采访时说。 　　阿罗什的工作是打造出一个微波腔，借助单个原子在微波腔中会辐射或吸收单个光子的特性，实现了操纵单个光子。而维因兰德则制造出了一个离子阱，先用光来俘获离子，然后用激光冷却离子，进而对离子进行测量和控制。 　　“在科学上，他们的研究标志着人类对物质的操控能力大大提高了。”中科院院士潘建伟在接受《中国科学报》记者采访时评价，“具备这一能力后，量子计算和精密测量便有了变为现实的可能性。”比如，用于制造卫星导航、飞机上GPS所需要的精确时钟。 　　山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室教授张天才对《中国科学报》记者说，这些实验方法在单原子、单离子和单光子的水平上深刻地揭示了微观量子世界的许多奇异性质，开辟了操控和测量单量子系统的方法，在精密测量、量子信息和量子控制中具有重要应用。 　　与获奖科学家有合作 　　2000年，郭光灿和学生在《物理评论》上发表了一篇理论文章，阿罗什很快发现了这篇文章，并在2001年用此次获奖的实验方法证明了这个理论。 　　“实验成功之后，阿罗什在发给我的一封电子邮件中说：‘很高兴在实验上把你们的方案做出来。’”郭光灿告诉记者，后来，他的学生还有两篇理论文章同样被阿罗什小组用实验证明。随后，这名学生还被阿罗什邀请去法国访问学习了一段时间。 　　张天才说，国内最近几年也有若干大学和研究机构开展了单量子系统操控和腔量子电动力学方面的理论和实验研究，并取得了重要进展。“国内很多从事量子光学研究的单位与阿罗什所在的法国巴黎高师有多年的密切合作交流关系。” 　　提到两位获奖的科学家，潘建伟称，他在奥地利留学时便结识了阿罗什。“他是一位温文尔雅的科学家，而维因兰德则更具备美国西部牛仔的气质。” 　　中国更需原创 　　“目前，国家自然科学基金委和科技部都有相关项目支持这方面的理论和实验研究。”张天才告诉记者。 　　近年来，我国科学家在整个量子信息领域的研究都取得了长足进步。今年6月，潘建伟团队在国际上首次成功实现百公里量级的自由空间量子隐形传态和纠缠分发，为发射全球首颗“量子通讯卫星”奠定了技术基础。 　　不过，在探讨到两位获奖科学家的成就时，中科院院士孙昌璞对《中国科学报》记者直言：“在量子研究领域，目前中国的实验水平已经很高了，但相比两位获奖者的成果，因为中国用的都是商业化设备，所以在实验方法和技术上，很难有真正原创性的创新。”

中国共产党优秀党员，著名物理学家、教育家，中国科学院院士，发展中国家科学院院士，中国光学学会原理事长，天津市科协原主席，南开大学原校长母国光同志遗体于昨日火化。 　　母国光同志因病医治无效，于2012年4月12日16时08分在天津逝世，享年81岁。 　　母国光同志逝世后，胡锦涛、温家宝、习近平、李克强、刘延东、李源潮、张高丽、李瑞环、李岚清、路甬祥、韩启德等党和国家领导人以不同方式表示沉痛哀悼，并向家属表示深切慰问。 　　中共中央组织部，国家教育部、中国科学院学部主席团、国家科技部，中共天津市委、市人大常委会、市政府、市政协，国务院学位委员会、发展中国家科学院、中国科学技术协会等向南开大学及母国光同志的亲属发来唁电、唁函，送来花圈。 　　袁贵仁、白春礼、陈希、赵启正、黄兴国、肖怀远、邢元敏、何立峰、高广滨、曹健林、李静海、程东红、程津培、韦钰、杨栋梁、尹德明、苟利军、段春华、史莲喜、张元龙、张俊芳、饶子和、曹小红、陈永川、薛进文、龚克、李家俊、郭大成、胡海岩、许宁生、陈德文、王寒松、周绪红、袁桐利、刘琨、刘胜玉、李原、何国模、钱其璈、王鸿江、叶迪生、姚建铨、朱坦、洪国起、侯自新等到灵堂吊唁、发来唁电或敬送花圈。 　　送别室里悬挂着母国光同志的遗像，横幅上写着“沉痛悼念母国光同志”。母国光同志的遗体安卧在鲜花翠柏丛中，身上覆盖着鲜红的中国共产党党旗。上午10时，邢元敏、尹德明、苟利军、史莲喜、陈永川、薛进文、龚克、刘胜玉等缓步走进送别室，向母国光同志遗体三鞠躬，与母国光同志的家属握手表示慰问。 　　母国光同志1931年1月22日生于辽宁省锦西(现辽宁省葫芦岛市)。1952年毕业于南开大学物理系，1980年加入中国共产党。曾任南开大学物理系主任、南开大学现代光学研究所所长、南开大学副校长，1986年至1995年任南开大学校长兼研究生院院长，1993年至2005年任中国光学学会理事长，1991年当选中国科学院院士，1994年当选发展中国家科学院院士。还曾担任中国科协常委、中国科学院学部主席团成员、中国科学院技术科学部常委会副主任、国务院学位委员会学科评议组成员、中国仪器仪表学会副理事长、中国科学院长春光学精密机械研究所“应用光学国家重点实验室”主任，天津市科协主席，国际光学学会委员会副主席，国际大学联合会常务理事。 　　母国光同志是新中国最早从事光学、应用光学、光学仪器研究的学术带头人之一，是我国白光光学信息处理研究的开拓者和奠基人，是拥有广泛国际声誉的著名光学家。他长期从事光学、应用光学和光学信息处理的科研工作，创造性地发展了应用光学和光学信息处理的相关学科。他设计和制造了多种新型光学仪器，在白光光学信息处理、模式识别、彩色图像的编码和解码及其在彩色胶片的存贮和恢复以及彩色摄影的应用等方面提出了重要的新概念、新技术，并使之实用化。他主持建设了超短脉冲激光精密加工光学平台、生物医学光学及非线性光谱技术平台、视光学平台、微纳衍射光学技术平台以及能承担专门任务的光学工程前沿的研究实验室，推动形成了一个能够面向国家重大需求、承担重大项目的现代光学科研中心，极大地推进了微纳光学与超快光子技术、干细胞监测、空气毒气监测、裸眼三维成像、纸质信息安全术、超快全息术以及新型视力矫正等科研工作。他先后在国内外光学核心期刊发表学术论文数百篇，获两项具有重要价值的发明专利，十余项科研成果通过国家技术鉴定。其中3项获得国家级科技奖励及“何梁何利科技进步奖”，4项获部委级奖励，并获得“全国高等学校先进科技工作者”、“全国优秀科技工作者”、“天津市劳动模范”等荣誉称号。 　　母国光同志长期从事光学教育，培养了一大批优秀光学人才，是我国光学教育和光学事业发展的重要推动者。他潜心光学教育教学工作60年，学生遍及海内外，许多已成为当今世界光电研究领域的学术带头人和杰出新秀。他1964年编著的《光学》一书，是我国第一本基础物理专业经典教材，后来成为奠定大学物理专业基础水平的通用教材，对我国光学教育产生了深远影响。他译著的《光学仪器理论》、《光学成就》、《光学信息处理》等，对我国光学的教育教学和科学研究具有重要价值。他大力推动开展我国与国际光学界的学术交流，为推动我国光电信息产业和光学事业发展作出了重要贡献。他热心科技公益事业，曾与王大珩、丁衡高、周炳琨等院士联名致信温家宝总理，促成批准建立中国光学科技馆。他关心和重视对青年一代的科普教育工作，积极鼓励青年人献身科技事业。新时期以来，他积极推动光学工程学科的建设与发展，并与王大珩院士一起建议将光学工程设为国家一级学科并得到批准，为我国培养光学工程高级人才和在高校发展光学工程及光学技术科学开辟了广阔空间。在担任南开大学校长期间，为进入第一批“211工程”立项建设和学校长远发展奠定了重要基础。 　　母国光同志是党的十二大代表，第七、八届全国人民代表大会代表，第十、十一届天津市政协常委。 　　母国光同志的一生是孜孜以求、矢志奋斗的一生，是允公允能、拼搏开拓的一生，是为我国科学技术事业和高等教育事业贡献全部心血并取得卓著成就的一生。他在患病期间依然坚持工作，关心南开大学的学科建设和教学科研工作，殚精竭虑，鞠躬尽瘁。他的崇高品质和行为风范永远值得我们学习。 　　著名科学家和两院院士刘盛纲、蒋臣琪、龙以明、葛墨林、秦世芬、葛萍、王家骐、申泮文、曾爱东、宋礼成、胡青眉、周立伟、彭堃墀、徐至展、王占国、甘子钊、褚君浩、李衍达、郭光灿、侯洵、王静康、周炳琨、金国藩、周其林、干福熹、王育竹、姜中宏、林尊琪、李正名、简水生、严陆光、刘颂豪、庄松林、赵忠贤、黄维、苏定强等以各种方式向母国光同志的亲属表示慰问。从世界各地赶来的母国光同志的生前友好和学生、南开大学等学校的师生代表为母国光同志送别。

p style=" text-indent: 2em " 《星际迷航》式的“瞬间传输”虽然只停留在科幻作品中，但量子信息学家们对于“瞬间传输”一个粒子的量子态已经有了经验。 /p p style=" text-indent: 2em " 这种被称作“量子隐形传态”（quantum teleportation）的技术，本质上是不改变一个粒子（如一个光子）位置的情况下，把其上的特定信息在遥远的另一个粒子上重建起来，中间无需具体的传送物质，就像是魔术里面的“大变活人”。 /p p style=" text-indent: 2em " 只不过，过去科学家们只做到了二维量子态的隐形传态，近日，中国科学技术大学郭光灿院士团队李传锋、柳必恒研究组报告了最新进展：利用6光子系统，他们对单光子的三维量子态实时了高效的隐形传送。 /p p style=" text-indent: 2em " 郭光灿团队认为，高维量子隐形传态相比起二维系统具有信道容量更高、安全性更高等优点。相关技术可用于其他高维量子信息研究，为构建高效的高维量子网络打下坚实基础。 /p p style=" text-indent: 2em " 量子隐形传态 /p p style=" text-indent: 2em " 量子隐形传态需要基于一种量子世界里的奇妙现象实现，那就是“量子纠缠”。 /p p style=" text-indent: 2em " 处于纠缠态的两个微观粒子不论相距多远都存在一种关联，其中一个粒子状态发生改变（比如人们对其进行观测），另一个的状态会瞬时发生相应改变，仿佛“心灵感应”。比方说，如果一个光子的偏振态是“向上”的，那么另一个光子的偏振态必然是“向下”的。 /p p style=" text-indent: 2em " 制备出这样一对纠缠起来的光子，科学家们就可以进一步开展“大变光子”的演示。 /p p style=" text-indent: 2em " 我们假设小红想把手上1号光子的量子态传给小明。那么，科学家就制备出一对纠缠起来的2号光子和3号光子，通过光纤传输、或是通过卫星分别发给小红和小明。接着，小红对1号光子和2号光子进行一种特定的操作，称为“贝尔态测量”（BSM）。根据量子的一些基本特性，1号光子和2号光子经过测量之后，他们的量子态会改变，与2号光子处于纠缠态的3号光子也会发生相应变化。在得到某一个测量结果时，小明手上的3号光子恰好会变到1号光子最初的状态，隐形传态就此完成。 /p p style=" text-indent: 2em " 1993年，IBM的查尔斯· 本内特（Charles H. Bennett）和其他5位科学家一起提出了这个奇妙的构想，后来在1997年由奥地利因斯布鲁克大学的蔡林格（Anton Zeilinger）团队首次实现了单光子自旋态的传输。 /p p style=" text-indent: 2em " 2017年，“墨子号”量子通信实验卫星宣布实现了卫星和地面站之前遥远的星地量子隐形传态。 /p p style=" text-indent: 2em " 从二维到多维 /p p style=" text-indent: 2em " 不过，此前实验通常传输的是光子的偏振态这个量。偏振态是一个二维态，可以在二维空间中由两个本征矢量描述。 /p p style=" text-indent: 2em " 但郭光灿团队认为，光子自然存在其他一些多维态，例如轨道角动量、时间模式、频率模式和空间模式等，多维系统在量子世界里更为普遍。因此，要完全远程重建单光子的量子态，需要进行多维态的隐形传送。 /p p style=" text-indent: 2em " 论文指出，传送高维量子态主要存在两大挑战。一是要产生高质量的高维纠缠态，这是量子隐形传态的基础。 /p p style=" text-indent: 2em " 为此，李传锋、柳必恒等人从2016年开始就采用光子的路径自由度编码，解决路径比特相干性问题，制备出高保真度的三维纠缠态。他们也解决路径维度扩展问题，实现了32维量子纠缠态，此外，他们实现了高维量子纠缠态在11公里光纤中的有效传输。 /p p style=" text-indent: 2em " 二就是要对光子实施高维贝尔态测量。理论研究表明，在线性光学体系中，必须采用辅助粒子才能实现高维量子隐形传态。 /p p style=" text-indent: 2em " 在量子隐形传态原本的模型里只有三个光子，郭光灿团队发现，利用? log2(d )? -1个辅助纠缠光子对，就可高效实现d维量子隐形传态。也就是说，传输3维量子态，需要1对辅助纠缠光子。 /p p style=" text-indent: 2em " 在这里，小红想要把1号光子的三个空间模式量子态传给小明，除了双方各自得到纠缠起来的2号光子和3号光子以外，小红还要在辅助纠缠光子对4号和5号的帮助下进行高维贝尔态测量，把测量结果通过传统信道（比如打电话）告知小明。最后，小明要根据小红的测量结果对手上的3号光子执行适当的操作，就能把它转变为1号光子的初始状态。 /p p style=" text-indent: 2em " 实验结果表明，量子隐形传态保真度达59.6%，以7个标准差超过了经典极限值1/3，证实了三维量子隐形传态过程的量子特性。 /p p br/ /p

一年一度的诺贝尔奖日前揭晓，中国科学家今年依然缺席科学类奖项。早在2001年，杨振宁曾预言，20年内，中国在自然科学领域肯定能有人获奖。而今，如何看待这一预言?我国自然科学领域何时能实现零的突破? 　　诺奖与国家整体科研实力密切相关 　　去年莫言斩获诺贝尔文学奖后，公众对于中国人冲击诺贝尔科学奖的信心有所提振。对于国人之于诺贝尔奖的这种急切的渴望，中国科学院院士郭光灿教授认为，这种关注可以理解，但不必太过。 　　&ldquo 一个国家获诺奖者越多，表明这个国家对国际科学群体大家庭的贡献越大。但诺奖仅是国家实力的标志之一，有的国家偶尔出现一位诺奖获得者，并不意味该国科研实力有多强大，例如巴基斯坦。&rdquo 他认为，更重要的是该关注国家整体科研实力，实力强大，诺奖获得者自然会不断涌现。 　　&ldquo 科研是一个积累的过程，欲速则不达。一项研究成果需要十年甚至几十年才能得到验证和认可。&rdquo 长江学者、北京大学化学与分子工程学院高毅勤教授说，纵观历年诺贝尔奖成果，无不如此。他认为，诺贝尔奖不应被看得过重，&ldquo 它只是一个激励科学家进步的奖项&rdquo ，从历史上看，许多优秀的研究成果也并未都获颁诺贝尔奖，这并不影响其本身的研究价值和深远影响力。 　　生命科学专家、曾任北京大学生命科学院院长的饶毅教授则认为，公众对于诺贝尔奖的急切关注是一件好事，&ldquo 能够意识到自身的差距，有所警醒&rdquo 。他也提出了自己的忧虑，如不改变现状，&ldquo 到2049年，中国自然科学仍可能落后于欧美、日本等发达国家&rdquo 。 　　国内科学界的短板在哪? 　　诺贝尔奖虽然不代表科研整体实力，但毕竟是比较重要的指标。不少专家指出，要想培养出诺贝尔奖级的科研人才，国内科学界尚有不少需要克服的弊端。 　　中国科学院生物物理所研究员刘平生认为，诺贝尔科学奖原则上注重开创性，一般是基础性研究的重大突破，或是具体某一领域成果的应用效果突出。今年荣获诺贝尔生理学或医学奖的美、德科学家所发现的细胞囊泡转运调控机制正是如此。&ldquo 这个成果是典型的基础性研究成果，首次破解了细胞内物质运输的&lsquo 密码&rsquo ，对于整个生命医学研究有着&lsquo 面面俱到&rsquo 的重大影响力。&rdquo 　　他说：&ldquo 由此可见，开创性和基础性是诺贝尔奖所看重的主要因素。&rdquo 这正是当前中国科学界的短板。与欧美、日本等国相比，我国科学界开创性的研究还太少。他认为，这种现象与现行的科研人员考评体系有着很大关系，&ldquo 做那些以他人开创性研究为基础的科研，比较容易发表学术论文，更符合现在以发表科研文章为标准的考评规则。&rdquo 　　郭光灿则认为，这一现行量化的科研考评体制亟待改善。追逐名利之下，科研价值成为次要问题，很少能有足以引领世界的原创性成果出现。另外，我国长期以来更倾向于发展应用性更强的科技学科，投入大、周期长、见效相对较慢的基础学科被排在后面，近年来才逐渐得到更多的关注。 　　科技部部长万钢近日也明确表示：&ldquo 从国家整体上看，对基础研究的投入还远远不够，政府支持的持续时间也不够长，我们还没有一个创新项目能持续到十年以上。&rdquo 这与往年诺贝尔奖得主动辄几十年的基础研究周期相比有差距。 　　在制度层面的改革也同样重要。高毅勤认为，科学家需要思考的自由，允许一部分人能够相对自由地做长期的探索，这需要一个更加成熟的科研环境，而不是被单一化的评价标准和过多的评估束缚住手脚。如何从科研经费配比、考评标准设计等方面进行改变是必要的。 　　静下心来做科研最重要 　　10月11日，万钢表示，预测中国何时能在诺贝尔科学奖方面有所突破，确实是一个难题。不过我们现在也看到了一些重要成果，比如中微子振荡、量子反常霍尔效应、高温超导等方面已经有些苗头。但是，绝不能心浮气躁，拔苗助长。 　　郭光灿也认为，我国近10多年来，科学和技术迅速发展，已具备诞生诺贝尔奖的硬件条件，静下心来做科研最为重要，&ldquo 多数诺奖获得者并不知道他能获奖，甚至感到意外。他们从事某个课题的研究并不是为了获奖，而是一种追求与探索的强烈驱动。&rdquo 　　而作为本年度诺贝尔化学奖得主之一的马丁· 卡普拉斯的学生，高毅勤透露，马丁曾告诉他，在多年前这项获奖研究开始的时候，许多人认为根本不值得做，但他和同伴凭着兴趣坚持了下来。&ldquo 科学家最应该有对自然科学的好奇心和对自然规律的敬畏心，这是本质的东西，也是应该从诺贝尔奖获得者身上学习的东西。&rdquo 　　高毅勤表示，我国学生的能力和水平不用怀疑，&ldquo 我既带过中国学生也带过外国学生，我国的年轻人在科研方面的天赋绝对不比任何国家差，而且更勤奋&rdquo 。他相信，只要给这些年轻学生足够的机会和环境，经过长期的积累，一定会有问鼎诺奖的科研人才出现。

中国科学技术大学郭光灿院士团队在量子密钥分发(QKD)的实际安全性研究方面取得重要进展。该团队韩正甫、王双、银振强、陈巍等发现了QKD发送端调制器件的一种潜在安全性漏洞，并利用该漏洞完成的量子黑客攻击实验表明：当QKD的发送端未对该漏洞进行严格防护时，攻击者有可能利用其获取全部的密钥信息。相关研究的两项成果分别于4月20日和5月16日在线发表在国际学术知名期刊《Optica》[Optica, 10, 520-527(2023)]和《Physical Review Applied》[Physical Review Applied, 19,054052(2023)]上，并入选当期的编辑推荐工作。 　　QKD理论上可以在用户之间生成信息论安全的密钥，然而实际设备的非理想特性可能会与理论假设不符，从而被窃听者利用。因此，对QKD系统的实际安全性进行全面而深入的分析，进而设计更完善、更安全的实际系统，是推进QKD实用化的重要环节。郭光灿、韩正甫研究组在QKD系统的实际安全性分析及攻防技术上取得了一系列研究成果，包括：发现探测设备的雪崩过渡区控制漏洞[Physical Review Applied, 10, 064062(2018)]、提出针对探测设备控制攻击的可变衰减防御方案[Optica, 6, 1178-1184(2019)]、研制无需探测表征的量子随机数发生器[Physical Review Letters, 129,050506(2022)]、设计消除编码偏差的容错增强协议[Optica, 9, 812-823(2022)]等。 　　在本工作中，研究组提出了通过外部注入光子操控QKD发送端核心器件的工作状态，进而窃取密钥的攻击思想。研究组首先提出和分析了在商用铌酸锂器件中较显著的光折变效应对QKD的影响，进而设计和验证了对BB84协议QKD系统的攻击方案。实验结果表明：攻击者仅需从外部注入3nW的诱导光，就能成功地实施攻击。团队进一步对测量设备无关型QKD系统设计了发送端攻击方案：攻击者在测量发送端发出的所有量子态的同时，通过注入诱导光引发发送端铌酸锂调制器的光折变效应，从而隐藏其测量行为引起的扰动。研究组利用该方案完成了首个对运行中的测量设备无关QKD系统的量子黑客攻击实验，证明在不被察觉的情况下，窃听者可以获取几乎全部的密钥。针对以上安全性漏洞和攻击方法，研究组也提出了可以有效防御该漏洞的系统设计思路和技术实现方案，验证了通过良好的系统设计和优化的器件使用方式，可以有效提升QKD系统的实际安全性。 图1 针对测量设备无关系统的量子黑客攻击装置 　　研究组的成果为提升QKD系统的实际安全性研究打开了新的窗口，既发掘和分析了发送端潜在漏洞及其对系统实际安全性带来的威胁，也提出了相应的解决方法。该成果有助于引发领域研究人员对QKD实际安全性的更深入、更全面的思考，对推动QKD的实用化和标准化有重要的意义。 　　《Optica》论文的第一作者为中科院量子信息重点实验室博士后卢奉宇和博士生叶鹏，通讯作者为王双教授和银振强教授；《Physical Review Applied》论文的第一作者是博士生叶鹏，通讯作者为陈巍研究员。上述研究工作得到了科技部、国家自然科学基金委、中国博士后科学基金会、中国科学院和安徽省的资助。

1999年，18岁的上海人张辉考入中国科学技术大学物理系，本科期间曾跟随中国科学院院士郭光灿完成了关于量子不可克隆的研究。2003年，张辉保研到中科院量子信息重点实验室硕博连读，继续师从郭光灿，从事量子相关科研工作，并成为国内第一个半导体量子计算的博士。然而，彼时的量子技术仍只是实验室中的项目，尚未走向商用。毕业后，张辉一度找不到一份专业对口的工作。直到2009年，中国科学院院士潘建伟团队成立国内第一家量子通信产业化公司，量子技术逐渐从实验室走出来，转化为实实在在的应用。此后，一批量子信息企业相继从合肥涌现，量子领域的产业化开始加速。2017年9月，本源量子计算科技（合肥）股份有限公司成立，张辉也回到合肥，重归老本行，如今成了总经理。除他以外，许多中科院量子信息重点实验室的早期毕业生也陆续回归。在张辉和研发团队的共同努力下，本源量子已发展成国内头部的量子计算企业，研发出多台量子计算机，并成功交付使用。本源量子已研发出多台量子计算机，并成功交付使用近年来，合肥正在打造“量子之都”。数据显示，合肥高新区直接从事量子领域的科研人员超过600人，合肥市量子信息产业相关专利占全国的12.1%，仅次于北京，位居全国第二。还有投资人直言：“做量子领域的投资之前，必须得逛逛合肥的‘量子大道’和中科大。”为什么是合肥？记者试图在与张辉的对话中寻找答案。“毕业就失业”“遇事不决，量子力学。”这句网络热梗曾被用来调侃量子科学。对张辉来说，从事量子领域的科研学习，也颇有种冥冥中注定的玄学意味。张辉开玩笑：“当时保研选择半导体量子计算方向，因为实验室项目经费最充足，看起来最有前途。”当时，国内的量子计算相关研究刚刚起步。张辉到中科院量子信息重点实验室的第一件事，就是和导师团队一起组建实验室，包括搭建平台和实验设施等。张辉记得，实验室大到挖坑埋设备，小到在铝质屏蔽盒上打孔，几乎都由他们手工完成。“我们那一批人，动手能力都很强。不过，我们真正参与科学研究的时间比较短，很多实验都没有过多参与。”张辉说。好不容易搭完了平台，他又开始愁起了毕业。做实验需要的周期很长，也有可能会失败，还会导致延期毕业，为此他只好转向理论研究。好在，那时候很多相关领域都是一片空白，张辉很快就发表了几篇论文并顺利毕业。回过头看，张辉认为，这可能是早期国内量子计算难以跨步向前的症结所在。当时的量子计算还停留在实验室阶段，很多研究者都面临毕业的压力以及转行或科研“二选一”的抉择，不少科研成果难以传承。张辉给记者解释：“比如，‘前浪’做了五六年研究就毕业了，‘后浪’又要从头再来，那时候我们实验室的工艺技术就一直停留在那个五六年的水平。研究成果缺少延续性，很难向前进。”张辉在工作中。受访者供图没想到，毕业难只是第一道坎。由于当时国内尚没有一家量子计算企业，甚至在实验室所在的合肥，张辉也找不到一份专业对口的工作。张辉回忆：“我们这些早期的毕业生，除了极个别的留在实验室继续做科研，其他人基本毕业就失业了。”毕业后，张辉回到老家上海，放下量子计算博士的光环，进入了某园区的招商部门，从零开始，接触金融服务投资等。等张辉再回到合肥，已过去将近10年。在此期间，合肥发展在加速，中科大对合肥的反哺效应逐渐显现。在张辉熟悉的量子领域，全球量子领域的顶尖科学家，几乎全部出自中科大，并涌现出全球首颗量子通信卫星“墨子号”、全球首台光量子计算机、全球首条量子保密通信网络“京沪干线”等一批重大成果。同时，量子技术逐渐从实验室走向产业应用，国盾量子、国仪量子、本源量子等多家拥有量子核心科技的企业相继在合肥成立。其中，本源量子脱胎于张辉曾就读的中科院量子信息重点实验室，由郭光灿和他的学生郭国平联合创立，是国内第一家量子计算公司。2017年，张辉以“编外人员”的身份，帮助本源量子处理融资事宜。两年后，他正式入职，先担任公司副总裁、行政与人力资源总监，负责企业的日常运营管理和相关人才招募，后任职总经理，全面统筹量子计算工程化研发、项目规划等工作。量子计算火了记者在办公室见到张辉时，他正在打电话。通话结束后，他边整理有些褶皱的衬衫边连连表示歉意：“实在不好意思，公司最近有点忙。”采访期间，他接了5次电话，两部调成振动模式的工作手机时不时会收到消息提醒。张辉感觉到，量子计算真的火了。然而，就在几年前，形势还是另一幅光景。当时，尽管市场上已成立了不少应用量子技术的公司，但大部分人对此几乎一无所知。张辉决定入职本源量子的选择，遭到了家人的一致反对。“我之前在企业已经做到管理层，收入不低，来这里的收入可能只有之前的1/3。再加上刚毕业的时候差点找不到工作，还要背井离乡，家里人都不理解。但我始终觉得，这是个好机会。”张辉说。投资人也不了解。创立本源量子之前，郭光灿、郭国平曾接触过一些国内领先的科技企业，但这些企业普遍认为量子时代还很遥远，无一愿意在当时就提前布局。转机出现在2019年。2019年9月，谷歌宣布率先实现“量子霸权”，他们研发的“悬铃木”量子计算原型机，可以在200秒内完成百万量子采样，而美国最快的“顶点”超级计算机需要1万年才能模拟完成。这一下子引爆了当时的科技圈。张辉记得，当天晚上，他就接到好多投资人的电话，还有人直截了当地问：“你们的量子计算机什么时候能造出来？”一年后，本源量子推出国内首个工程化的量子计算机——本源悟源超导量子计算机，而且在众多关键技术领域实现了国产自主研发。同年，本源量子还发布了超导量子计算云平台和量子计算机操作系统等。作为一家致力于量子计算全链条开发的企业，本源量子已成功完成多台量子计算机工程化研制，正发力量子芯片设计与生产制造链，还开发出国产自主知识产权量子芯片工业设计软件、量子芯片激光退火仪、量子芯片无损探针仪等量子芯片工业母机。工作人员正在调试量子计算机有硬核科技的加持，再加上量子赛道的火爆，张辉笑着说，近年来，只要坐在办公室里，就有各类资本主动找上门，还有不少政府部门来考察调研，商讨研究产业政策，帮企业解决实际困难。去年8月，本源量子宣布完成近10亿元B轮融资，刷新全球量子计算企业融资纪录，未来将用于更高位数量子计算机的研制、量子计算应用的落地推广。本源量子的成长轨迹也是量子行业从无到有的发展缩影。2021年，“量子信息”首次出现在“十四五”规划及政府工作报告中，国家在量子通信、量子计算、量子测量等量子信息科学重点领域的投入将持续增加，并将大力支持相关企业的发展。市场资本也持续涌入，数据显示，2022年全球量子信息公司共完成23.5亿美元以上的融资，超过2021年，相比2020年实现翻番。未来还有多远？今年春节，《流浪地球2》上映。电影中，以MOSS为代表的“550系列量子计算机”拥有顶尖算力，可以调动全球计算资源，控制太空电梯、行星发动机的运行等。张辉表示，在可见的未来，量子计算机将为金融交易、药物研发、新材料设计、航空航天、机械制造等领域提供“量子算力”支持，这些都是经典计算无法超越的。对很多人来说，MOSS的形象可能是他们第一次对量子计算机有直观印象。2月6日，本源量子宣布其4台量子计算机首次向社会开放参观活动后，受到广泛关注。不到5天时间，预约报名超过2000人，开放的参观名额仅为30人。张辉觉得，推动量子计算这一前沿技术的普及，相应的科普必不可少，“要让更多人对量子计算产生兴趣并参与进来”。此前，他们在合肥落成了本源量子计算体验中心，并携手广东德美、容山中学共同探索量子计算教育在中小学校园的实践。从2021年开始，教育部正式把量子信息学科加入本科生教育，旨在加快量子领域人才梯队培养。3年前，张辉和同事筹办量子计算编程比赛，计划邀请国内外知名的高校和相关团队参加。“当时根本搞不起来。一共就只有20多支队伍，大家互相之间都认识。”张辉苦笑。去年，姗姗来迟的首届量子计算编程挑战赛终于开赛，吸引到约700支队伍参赛。今年4月，第二届比赛举办，参赛队伍超过800支，还分设了高校组和专业组两个赛道。除量子计算机外，本源量子还自主研发出国内首个量子计算机操作系统。越来越多的人才、资本流向量子赛道，带动的是整个产业的蓬勃发展。比如，聚焦量子计算全产业链开发，本源量子在量子计算机的工程之路上“沿途下蛋”，催生出一大批原创性成果，并推动了量子计算产业联盟的成立。张辉的设想是，通过产业联盟集聚起包括计算科技、机器学习、人工智能等在内的上下游企业，加速量子计算技术开发，探索量子计算应用落地，共同建立和拓展量子计算产业生态圈。这也是合肥乃至安徽的雄心。早在2017年，安徽省就专设总规模100亿元的量子科学产业发展基金，并设立墨子量子科技基金等。如今，依托中科大的人才优势和众多量子信息头部企业的聚合优势，合肥正成为量子产业发展的高地。这些年，张辉和不少地方政府打过交道，但相比而言，合肥提供的政策落地性更强，规划也更为长远。未来，合肥还将规划建设覆盖全产业链的量子科技产业园。接下来，本源量子即将发布最新量子计算机“悟空”，同时将开启新一轮融资。对张辉来说，他和量子计算的故事，还有更多可书写的篇章。

近日，中国科学技术大学郭光灿院士团队李传锋、项国勇研究组与香港中文大学袁海东教授合作，在量子精密测量实验中同时实现3个参数达到海森堡极限精度的测量，测量精度比经典方法提高13.27分贝。该成果1月1日在线发表于《科学进展》。单参数量子精密测量是量子精密测量中最简单的问题，近年来在引力波探测等问题中有了重要应用。但多参数量子精密测量复杂得多，参数之间存在精度制衡。如何减少参数之间的精度制衡以实现多参数同时最优测量，是多参数量子精密测量的最重要问题之一。为了消除参数之间的精度制衡，研究人员将单参数测量实验中控制增强的次序测量技术应用到多参数测量中，通过调控量子系统动力学演化，完全解决了量子比特幺正演化算法中3个参数之间的精度制衡问题，实现3个参数同时达到海森堡极限的最优测量。这项成果对于推动量子精密测量与海森堡不确定性关系交叉发展具有重要意义，相关技术在实际测量中具有重要潜在应用价值。

4月25日，首届光学前沿高峰论坛暨2020年度中国光学十大进展颁奖典礼在杭州举行，量子纠缠光源、荧光成像、金属钠等离激元等10项基础研究，激光聚变、光学雷达远距离成像、光谱气体检测等10项应用研究成功入选“2020年中国光学十大进展”。　　“中国光学十大进展”评选活动由中国激光杂志社发起，至今已成功举办15届，旨在促进中国优秀光学研究成果的广泛传播，推动中国光学事业的发展。凭借高学术水平的候选成果，以及严格公正的评审机制，这一奖项备受业界认可，具有高度的公信力和影响力。　　本年度评选活动经过首轮推荐、初评、终评三个环节，48位评审专家综合考虑候选成果的学术价值和应用价值，并以无记名投票方式选出20项优秀的光学成果。　　2020年中国光学十大进展名单　　(排名不分先后)　　基础研究类　　1、基于超构透镜阵列的高维量子纠缠光源　　量子信息是目前国际上最前沿、最活跃的研究领域之一，超构表面的研究与发展为量子光源及光量子信息技术的发展提供了一条全新的路径。　　由南京大学祝世宁院士、王振林教授、张利剑教授和王漱明副教授团队、香港理工大学蔡定平教授团队、中国科学技术大学任希锋副教授团队和华东师范大学李林研究员组成的联合团队通力合作，通过结合超构透镜阵列与非线性晶体，成功制备出高维路径纠缠光源和多光子光源。　　2、发现并揭示莫尔晶格中波的演化规律　　实际上，各种波——不管是声波、水波，还是电磁波、引力波、物质波——总是倾向于向周围扩散。因此，控制波的扩散使其局域在某个有限的空间之内是一个长期存在的重要科学问题。以光学中光波的局域为例，人们提出了各种各种的局域机制：基于光纤的全反射、基于光子晶体的能带带隙、基于随机系统的安德森局域以及基于非线性光学材料的局域机制。　　最近，以光波的局域为例，物理与天文学院叶芳伟课题组与陈险峰课题组合作，率先发现并揭示了一种新的波包局域机制：基于莫尔晶格的极平带结构。该发现具有重要的物理意义和广泛的适用性。　　3、亚纳米分辨的单分子光致荧光成像　　用光实现原子尺度空间分辨一直是纳米光学领域追求的终极目标之一。　　中国科学技术大学侯建国院士团队的董振超研究小组，将成像空间分辨率大幅提升，推进至0.8nm的亚纳米分辨水平，在世界上首次实现了亚分子分辨的单分子光致荧光成像，为在原子尺度上展现物质结构、揭示光与物质相互作用本质提供了新的技术手段。　　4、狄拉克涡旋拓扑光腔　　中国科学院物理研究所光物理重点实验室L01组陆凌研究员等人的团队与合作者，理论提出并且实验证实了一种全新的拓扑光子晶体微腔，不但可以支持任意简并度的腔模，而且是目前已知光腔中，大面积单模性最好的。　　这个拓扑光腔填补了半导体激光器在选模腔体设计上的空白，为下一代高亮度单模面发射器件提供了符合商用激光器历史规律的新发展方向，对激光雷达和激光加工等技术有潜在的积极意义。　　5. 单分子回声　　声波的回声是一种常见的自然现象，当声波在传播过程中遇到障碍物时，将被反射形成回声。回声现象在很多方面都有着非常重要的应用，例如利用电子自旋回声进行核磁共振成像。　　华东师大精密光谱科学与技术国家重点实验室科研团队利用超快飞秒激光和符合探测技术，首次实验观测到了单分子体系内的超快振动回声。　　6. 金属钠：助推等离激元光子器件走向应用　　表面等离极化激元，是光与金属表面自由电子集体振荡耦合形成的一种元激发，在微纳光子器件和光子集成、超分辨成像等领域具有广阔的应用前景。　　南京大学朱嘉、周林、祝世宁团队联合北京大学马仁敏等在金属钠等离激元光子器件研究方面的重要突破。基于液态金属旋涂技术，研究团队首次展示了金属钠微结构的制备和近红外波段室温低阈值纳米激光器。碱金属本征的低损耗特性和独特的电化学性质，将有力地推动新型等离激元功能器件的发展。　　7. 时空光涡旋与光子横向轨道角动量　　光子角动量在光与物质相互作用中发挥重要影响。上海理工大学纳米光子学团队首次从理论到实验展示了具有时空涡旋相位并携带光子横向轨道角动量的新型光场，开创了一个全新的光子轨道角动量自由度。　　8. 放弃相位板，无需光学对准也能产生相位涡旋光束　　研究人员针对光的轨道角动量的特点，正在努力实现基于轨道角动量涡旋光束的通讯、物质探测、光学操控和微纳加工等应用。复旦大学光子晶体课题组首次提出利用光子晶体平板结构的动量空间偏振场奇点来产生涡旋光束，并在实验上得到验证。　　9. 首次观测到开放量子体系中的非厄米趋肤效应　　北京计算科学研究中心薛鹏教授团队及合作者在实验上首次观测到开放量子体系中的非厄米趋肤效应，并证实了非厄米体边对应原理。这一成果处于非厄米系统、拓扑相变、量子模拟等量子物理和凝聚态物理学前沿方向的关键结合点，是拓扑物态和开放体系两个方向的基础性进展，对新奇拓扑序的量子模拟及全面理解开放体系拓扑现象有重要意义。　　10. 单层氮化硼声子极化激元的直接观测　　国家纳米科学中心戴庆课题组和北京大学高鹏课题组合作，将透射电镜与纳米光子学领域结合，利用透射电子显微镜中的电子能量损失谱直接探测到超高波长压缩的单层氮化硼声子极化激元，将光波长压缩超过487倍，为超表面设计和超强光与物质相互作用提供了重要的研究基础。　　应用研究类　　1、国际首轮间接驱动高增益激光聚变快点火集成实验　　惯性约束聚变因其有望解决全球能源问题而备受瞩目。中物院激光聚变研究中心、北京应用物理与计算数学研究所、中物院研究生院、国防科技大学、北京大学、深圳技术大学和上海光机所联合室联合组成的激光聚变研究团队在神光II升级装置上完成了国际首轮间接驱动快点火集成实验，验证了间接驱动快点火创新设计方案的科学可行性。　　2.大面积全钙钛矿叠层太阳电池　　南京大学现代工程与应用科学学院谭海仁教授团队在大面积全钙钛矿叠层太阳电池上取得新突破。该团队制备的大面积全钙钛矿叠层太阳电池经日本电气安全和环境技术实验室(JET)权威认证，稳态光电转换效率高达24.2%，为目前大面积钙钛矿太阳电池的世界纪录效率。　　3.光学雷达远距离单光子成像　　中国科学技术大学潘建伟院士、徐飞虎教授课题组在城市环境中通过平均每个像素点探测约一个信号光子，实现了距离达45 km的单光子三维成像，创下了新的成像距离纪录。该远距离单光子成像雷达系统在硬件端和软件端均发展了适用于远距离成像的先进技术。　　4.超快激光三维操控透明材料内部钙钛矿量子点的可逆生长　　华南理工大学材料科学与工程学院发光材料与器件国家重点实验室/光通信材料研究所董国平课题组，利用飞秒激光辐照和热处理实现了钙钛矿量子点在玻璃内部任意位置的可控生长，并实现了飞秒激光和热处理操控钙钛矿量子点的可逆形成与发光，拓展了量子点在三维显示、信息防伪以及可擦重写超高密度信息存储领域的潜在应用。　　5.新型激光光热光谱学气体测量技术　　痕量气体检测在环境、医药、石油化工、安防、航空航天等领域具有重要应用价值。香港理工大学靳伟研究组、北京航空航天大学樊尚春研究组和北京工业大学汪滢滢、王璞研究组联合研究团队提出了一种基于光纤模式相位差探测的新型激光光热光谱学气体测量技术，使痕量气体检测下限达到万亿分之一量级。　　6.世界首例可用于数字相干光通信的高性能铌酸锂薄膜电光调制器芯片　　中山大学蔡鑫伦教授团队与国家信息光电子创新中心肖希博士团队合作，在超高速电光调制器芯片的研究中取得了突破性进展，实现了世界首例可用于数字相干光通信的高性能铌酸锂薄膜电光调制器芯片。　　7.双倍频程展宽的芯片级光频梳　　光学频率梳作为具有确定梳齿频率间隔的光频标尺，在精密测量中发挥着极为重要的作用。北京大学物理学院、纳光电子前沿科学中心、人工微结构和介观物理国家重点实验室肖云峰教授和龚旗煌院士领导的课题组利用非对称光学微腔中的混沌辅助宽带动量变换，实现了覆盖两个倍频程、450-2000nm超宽谱光梳的激发与高效率收集，打破了国际微腔光梳的谱宽纪录，并且首次在混沌微腔中观测到锁模孤子脉冲存在的证据。　　8.光矢量分析：超高分辨率、大动态范围、超宽带　　光器件是新一代光信息系统(光通信、光传感、光处理、量子计算等)的基石。光矢量分析方法对光器件的研制、生产、检测和应用有着极为重要的作用。南京航空航天大学雷达成像与微波光子学教育部重点实验室的潘时龙教授团队展示了一项能同时实现超高分辨率、超宽带和大动态范围的光矢量分析方法。　　9.真空光镊实现单个微纳粒子质量和位置的高精度测量　　微纳尺度下的物理量的高精度测量一直是技术发展的难点，并制约着科学研究与应用发展的前进。中国科学技术大学郭光灿院士团队孙方稳教授小组与新加坡国立大学仇成伟教授合作，基于真空光镊系统实验实现了对单个微纳粒子的高精度全光学的质量和位置测量。　　10.荧光转换体的3D打印和无压烧结技术　　荧光转换型白光LED被广泛应用于背光显示和普通照明，未来将应用于道路照明、汽车照明和大尺寸显示等领域。　　浙江大学邱建荣教授团队发明了一种3D打印和无压烧结技术，用于快速制造量子效率高、颜色可调、物理化学性能优异的荧光转换体，实现了全无机荧光转换体的增材制造，有望应用于高功率LED和激光照明领域。

以&ldquo 创新改变中国&rdquo 为主题的&ldquo 科技盛典&mdash &mdash 2013年度CCTV科技创新人物&rdquo 推选活动于2013年10月在北京正式启动。此次推选活动是由中国科学院、中央电视台共同发起，联合科技部、教育部等六部委共同举办的科技盛宴。今年的评选将围绕&ldquo 致敬&rdquo 主题，带领公众再一次聆听科学家们鲜为人知的故事，近距离感受科技工作者的创新成果。近日，评选结果公布，详情如下： 　　创新成果创造巨大效益(17人) 　　曹淑敏　郭三堆　郭亚军　李长印　刘中民　陆　军　毛　明　史玉升 　　宋延林　孙　聪　唐长红　吴希明　杨华勇　杨小牛　张柏楠　张崇猛　朱继懋 　　创新成果引领未来方向(17人) 　　邓宏魁　杜世萱　高　福　谷　林　郭光灿　何　珂　侯朝焕　胡海岚　雷增光　林圣彩　马光辉　施一公　王华明　王　慧　吴孔明　谢　欣　郑明光 　　创新成果改善百姓生活(8人) 　　葛均波　李兰娟　沈中阳　王宁利　夏宁邵　许勇　杨明会　庄国顺 　　创新人物(团队)特别奖 　　&ldquo 嫦娥三号&rdquo 任务研制团队　&ldquo 神舟十号&rdquo 载人航天任务团队　国防科大高性能计算团队　上海光源团队　铁基超导材料研究团队　发现量子反常霍尔效应团队 中航工业大型运输机研制团队

10月27日，中国工程院院士、中科院深紫外固态激光源前沿装备研制项目首席科学家许祖彦(右)，在其领衔研发成功国际首创深紫外全固态激光源的实验室与青年科研人员交流。 　　●首次实现量子反常霍尔效应 　　●科技论文数量居世界第二位 　　●20纳米技术领域占一席之地 　　3月14日，由中科院物理所和清华大学科研人员组成的科研团队，在国际上首次实现量子反常霍尔效应，成果在线发表于美国《科学》杂志。据介绍，这是国际上该领域的一项重要科学突破，从理论研究到实验观测的全过程，都由我国科学家独立完成。 　　而据记者了解，以中科院为代表的中国科技界，近期不断实现突破，在国际相关技术和产业领域发出“中国之声”。“中国科学已经发展到可以构思大手笔的时候了。”最近，《中国科学报》记者采访了部分中科院院士和研究所所长，中科院大连化学物理研究所所长张涛说，中国论文数量已仅次于美国，居世界第二位。“我们不缺数量，应该更重视成果的质量。”张涛的观点得到了普遍认同。而如何实现这一目标，采访对象们向记者说出了自己的观点。 　　肩负战略使命 　　2012年诺贝尔奖发布时，中科院院士郭光灿曾表示，缺乏原创，是中国科学家与诺贝尔奖的距离。实际上，这也是中国与世界科学发展的距离。 　　“原始创新能力显著提高，但重大原创成果和开创性工作还比较少 关键技术创新和系统集成能力大幅提升，但对产业发展有重大影响的关键核心技术和解决方案还不够多。”郭光灿说。 　　中科院各研究所所长在2013年的新年规划中，都进一步明确了以重大成果产出为导向，开展原始创新、关键核心技术创新和系统集成创新的战略使命。 　　中科院微电子所所长叶甜春说，从中国科学院的角度看，在国家层面要发挥战略作用的话，意味着研究所的成果应该代表国家水平。 　　在刚刚结束的两会上，中央和社会各界对科技支撑经济转型和社会发展期望很高，产业界希望借助科技的力量尽快调整结构并实现利益最大化，农民也期待有更好的农业成果带领他们脱贫致富、奔向小康。 　　“我们目前的创新能力，以及知识创新工程实施十几年的积累，和这些期待仍有距离。”中科院西安分院院长周杰说。 　　立足创新前沿 　　张涛认为，经过改革开放30多年的发展，“中国科技界应该在世界前沿领域真正提出些原创性的想法或发现”。 　　2011年，理化所牵头的“深紫外固态激光源前沿装备研制项目”获得突破，深紫外激光拉曼光谱仪、深紫外激光发射电子显微镜等8台深紫外固态激光源前沿装备，均为世界独有的科研利器。 　　2012年，8台装备中有两台获批科技部产业化项目，为前沿装备产业化工作作了铺垫。 　　同样在2012年，微电子研究所集成电路先导工艺研发中心在22纳米CMOS关键技术先导研发上取得突破性进展。 　　22纳米CMOS技术是全球正在研究开发的最新一代集成电路制造工艺，各国都投入了巨大资金，力争抢占技术制高点。有国际评论认为，像中国这样的大国，迟早要做这样的技术。 　　叶甜春认为，过去全球微电子最先进的技术领域，没有中国任何位置。现在在最先进的20纳米技术领域，中国也有了一席之地，下一步应考虑更前沿的技术创新。 　　突破产业桎梏 　　我国每年集成电路的进口额，超过石油、铁矿石、粮食等的总和。“尽管集成电路需求很大，但是我国这一产业相对弱小。”叶甜春说。 　　集成电路是全球化的产业，每年全球研发资金几百亿美元，产业投入数千亿美元，产业发展非常迅速。面对国外若干个“航母舰队”构成的整个国际化产业链，中国企业研发力量不足，尚无航母级企业。 　　“在着力建立企业研发力量的同时，把我们的研发力量慢慢融入企业，交给企业，然后我们再去作更前瞻的研究。”叶甜春说。 　　同样依赖进口的还有大型低温制冷设备。作为大科学装置的支撑技术之一，中国有50%，国际有80%的大科学装置需要用到这种设备。 　　2012年，理化所自主研发的2KW@20K低温制冷机获得成功。理化所所长张丽萍前段时间接受记者采访时说，理化所和北京宇航系统工程研究所正在起草协议，届时中国人自己制造的首台(套)大型低温制冷机将接受实地应用的考验。 　　“让应用证明，中国自己制造的大型制冷设备能够与国际品牌相媲美，为该产品的国产化奠定基础。”张丽萍希望，以此来赢得用户对国产设备技术和质量的认同。 　　此前，理化所低温制冷机曾与林德、法液空这些国际知名品牌共同竞标散裂中子源工程。虽然理化所并未中标，但是，因为理化所的参与，国外厂商被迫降价40%。 　　接受记者采访的研究所所长普遍认为，总体来看，我们对产业发展有重大影响，但关键核心技术和解决方案还不够多。要想更好地发出“中国之声”，就要集中力量攻克重大项目，并且项目要关注国家战略需求，为国家战略性新兴产业、经济发展、国防建设作贡献。 　　相关新闻：我国投资1.8亿深紫外固态激光项目世界领先

记者从中国科大获悉，该校郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室孙方稳研究组，在国际上首次利用量子统计测量技术实现不受传统光学散射极限限制的相邻发光物体的测量和分辨，其精度可以达到纳米量级。研究成果近日发表在国际权威刊物《物理评论快报》上。 　　如何提高测量精度，数百年来一直是科学研究的主要课题和技术发展的主要追求目标。因此，新型的测量技术不断被开发，而其中最有吸引力的就是利用量子力学基本原理实现的量子测量方法。随着量子力学的发展以及相关量子信息技术的开发和应用，量子测量一方面可以实现超过经典测量极限的高精度测量，另一方面可以实现经典方式无法完成的各种测量。 　　孙方稳研究组利用物体发光的量子统计属性，设计并实验实现了不受经典光学散射极限限制的量子统计测量技术，其精度可达纳米量级。实验中，他们用氮原子取代金刚石材料中的一个碳原子，与近邻的空穴形成氮—空穴色心——一种极其微小的发光体。然后，他们巧妙地利用简单的光学收集装置，通过探测色心所发出的光子数，基于它们的量子统计属性，成功实现了两个相距8.5纳米的氮—空穴色心独立成像和分辨，同时测量了每个色心的结构，测量精度达2.4纳米。如果通过增加收集光子数，可以把精度提高到1纳米以内。实验中所需的光路简单，测量系统稳定，不受量子消相干效应的影响。

日前，南京大学电子科学与工程学院吴培亨院士承担的国家重大科研仪器设备研制专项“多通道超导单光子探测器”正式启动。国家自然科学基金委数理学部汲培文副主任、浙江大学张泽院士、中国科技大学郭光灿院士、北京大学龚旗煌教授、上海技术物理所陆卫研究员，国家自然科学基金委相关部门负责人和项目管理工作组人员，以及南京大学项目组成员等参加启动会。 现场 　　洪银兴书记代表南京大学致欢迎词，项目管理组组长汲培文主任、谢焕瑛处长代表基金委先后发言。吴培亨院士代表项目组介绍了项目的整体规划、需要解决的关键问题、研究内容与具体计划、应用方向等。与会专家对关键问题和项目难点提出了意见和建议。南京大学潘毅副校长代表学校承诺会对项目组在各方面给予全力支持，确保项目顺利进行。 　　该项目周期为2013年1月到2017年12月，项目总经费4900万元。项目拟采用超导技术构建性能优异的单光子探测仪器设备，在已有的研究工作基础上，通过自主创新，在量子效率、探测速率和工作波长范围、光子数可分辨、低温系统的集成等四方面突破有关的科学问题和关键技术，研制成暗计数低、效率高、探测速率快、工作波长范围宽、可分辨多达6个光子的仪器，用于单周期纠缠光子对的研究、量子密钥传递、集成电路故障诊断等方面，并为天文观测、深空通信、量子雷达等其它基础或应用研究提供有力的手段。

第三世界科学院院士大会召开 　　五位中国科学家当选新院士 11位科学家分享8项大奖　　 TWAS院长帕利什先生为李振声院士(右)颁奖。 　　2009年10月19日至23日，第三世界科学院(TWAS)第二十届院士大会暨该院第十一次学术大会在南非德班市国际会议中心召开，来自世界各地的400余位科学家出席了此次大会。 　　关注非洲的科技发展 　　本次会议由南非科技部及其附属的南非科学院承办，大会的主题是“科学与非洲发展”。科学家们围绕“南非的科技发展”、“全球金融危机对发展中国家科研与教育的冲击”、“发展中国家的天文学研究”、“非洲史前人类研究”、“传染病研究”、“发展中国家的科学与技术教育”等6个议题进行了研讨。TWAS院长雅各布帕利什、南非科技部长纳莱迪潘多尔、南非科学院院长罗宾克罗等多位嘉宾在开幕式上发表致辞。 　　潘多尔在讲话中说，尽管大部分非洲国家都将发展科学技术置于优先位置，非洲国家的领导人再次承诺要拿出GDP的1%用于科技研究和开发，“非洲发展新伙伴计划(NEPAD)”制定了战略研究规划，非盟也推出了一系列鼓励和支持科学家的奖项，但是，科学技术在许多非洲国家并未得到充分发展，有的国家至今还没有设立科学技术部。因此，必须通过南南合作和北南合作，努力帮助这些国家提高经济发展水平和科技水平。潘多尔说：“我们必须让科学在那些亟须发展的国家发挥作用。” 　　增加新鲜血液 　　TWAS是在已故巴基斯坦物理学家、诺贝尔物理学奖获得者阿布杜斯萨拉姆教授倡议下，于1983年11月10日创建成立的一个非政府、非政治、非营利的国际科学组织，总部设在意大利的里雅斯特国际理论物理中心。 　　本次会议增选了50名新院士，其中包括来自中国科技大学的施蕴渝院士、郭光灿院士，来自中国科学院的朱道本院士、陈霖研究员，以及来自北京师范大学的陈木法院士。TWAS院士是从第三世界国家的科学院、大学和研究机构以及发达国家的科学组织中选举产生的，院士们均在各自的科学领域对第三世界国家的科学发展作出了杰出贡献。加上新增选的院士，目前TWAS共有院士950人，其中，中国科学家超过160人。 　　另外，为了增加TWAS中青年科学家的比例，同时也是对年轻科学家杰出成就的认可，从2007年始，TWAS推出青年会员制度。由TWAS的5个地区分部每年从在发展中国家工作生活的40岁以下的科研人员中各选出5位优秀者，作为TWAS的青年会员。在为期5年的任期内，这些青年会员将被邀请参加TWAS的院士大会和学术会议。这次大会选出了25位青年会员，其中包括中国国家纳米科技中心的裘晓辉研究员。 　　颁发多个奖项 　　TWAS目前设有8项科学奖，即物理奖、化学奖、数学奖、生物学奖、地球科学奖、基础医学奖、农业科学奖和工程科学奖，以奖励发展中国家学者在科学研究方面取得的成就。以上奖项每年评选一次，获奖者可得一枚奖章(铸有获奖者的主要贡献)和1.5万美元奖金，并获邀在大会上作报告。 　　大会宣布了2009年度TWAS奖评选结果，11位科学家分享8项大奖。其中，上海交通大学生命技术学院副院长、中国科学院院士贺林因其在遗传病的致病基因和分子力学研究方面的突出贡献而与另一名印度科学家分享生物学奖，中国科学院化学研究所的万立骏研究员因其在表面和界面物理化学方面的基础研究和突出贡献而与另一名印度科学家分享化学奖，中国科学院物理研究所的高鸿钧研究员因其在量子结构构成及量子器件应用的理解和控制方面的贡献而与另一名印度科学家分享物理学奖。另外，来自中国台湾的两名科学家还分获农业科学奖和工程科学奖。 　　中国科学院遗传与发育生物学研究所的李振声院士与另外两位科学家获得了2009年度的TWAS讲演奖。他在大会上作了题为“利用十倍体长穗偃麦草进行远缘杂交对改良小麦的贡献”的报告。 　　大会为获得2008年度TWAS奖的10位科学家颁发了奖章和奖金，其中包括中国科学院地质与地球物理研究所孙继敏研究员和复旦大学化学系赵东元教授。其他奖项，如阿布杜斯萨拉姆奖、的里雅斯特奖、拉奥奖以及今年首次推出的地区奖——科技机构建设成就奖也都“名花有主”。所有这些获奖者都获邀在大会上介绍了自己的研究成果。 　　另据中国科学院网站消息：经过TWAS院士通讯选举，本届大会理事会和全体院士大会一致通过了TWAS新一届理事会成员(2010-2012)。白春礼再次当选TWAS副院长。

中国科学技术大学郭光灿院士团队教授任希锋等人与新加坡国立大学教授仇成伟、博士郭强兵等合作，在二维材料非线性量子光源研究中取得重要突破。研究成果1月4日发表在《自然》杂志上。 　　小型化、集成化是解决空间光学量子系统稳定性差、不可扩展等问题的理想方案，也是光学量子计算、量子通讯等走向大规模和实用化的必经之路。量子光源作为量子光学系统必不可缺的部分，其小型化一直是人们研究的重点。任希锋前期与南京大学等单位合作，将超构表面引入到量子信息领域，集成超构透镜阵列与非线性光学晶体，实现了100路径参量下转换，制备了超高维量子纠缠态和多光子源。 　　为了进一步提高量子光源的集成化程度，任希锋与新加坡国立大学等单位的合作者一起，首次利用新型二维材料NbOCl2的非线性过程实现了超薄的量子光源，厚度可低至46nm。 　　二维材料的层内晶体结构稳定，而原子层间的相互作用力要弱很多。基于这种特性，单层二维材料可以在保持原子尺度厚度的同时也保持物理性质的稳定，使得二维材料可以稳定且灵活地与各种微纳尺度光学器件直接耦合，因此被广泛应用在集成光子芯片的各个重要组成部分之中。常见的二维材料(WS2、WSe2等)虽然具有很大的二阶非线性系数，但是单层厚度太薄(图一：NbOCl2晶体的结构测试，单层厚度约0.65nm图二：NbOCl2二维材料的倍频二阶非线性过程测试图三：基于NbOCl2二维材料的量子光源

2月22日，记者从中国科学技术大学获悉，该校郭光灿院士团队李传锋、项国勇研究组与香港中文大学袁海东教授合作，在量子精密测量实验中，首次实现了两个参数同时分别达到“超海森堡极限”和海森堡极限的最优测量。研究成果日前在线发表在国际知名期刊《物理评论快报》上，并被选作该期的封面文章。精密测量的精度随着消耗的资源增加而提高，数学上用T-k来描述，其中T为资源（如测量时间），k是评价不同测量方法优劣的最重要标准精度增长阶数。在诸如相位估计、磁力仪和量子陀螺仪等众多应用中，研究发现k在经典测量方法和量子测量方法中分别是0.5和1，分别被称作散粒噪声极限和海森堡极限。然而，存在多体相互作用或含时演化的情况下，人们发现k可以超越1，称之为“超海森堡极限”。目前这三种不同的精度极限在单参数量子测量实验中已经分别得以实现，但是海森堡不确定性关系是量子力学的根本限制，“超海森堡极限”是否真的是超海森堡仍存在争议。研究人员采用近年来着力发展的多参数量子精密测量平台，研究测量旋转场的强度和频率两个参数中“超海森堡极限”和海森堡极限是否可以同时达到的问题。他们将控制增强的次序测量技术进一步发展到多参数含时演化的测量中，通过优化量子系统动力学演化各个部分，实现了两个参数同时分别达到海森堡极限和“超海森堡极限”的最优测量，并阐明这两种精度极限都遵从海森堡不确定性关系，都是最优的量子精度极限。该项成果加强了量子精密测量与海森堡不确定性关系两个领域的联系，促进了这两个领域的交叉发展，并且在实际测量问题中具有重要潜在应用价值。《物理评论快报》相关审稿人认为“这是一个具有足够的新颖性和价值的扎实的工作”。

中国科学技术大学郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室孙方稳研究组，在国际上首次利用量子统计测量技术实现了不受传统光学散射极限限制的相邻发光物体的测量和分辨，其精度可以达到纳米量级。研究成果4月9日发表在《物理评论快报》上。 　　如何提高测量精度，数百年来一直是科学研究的主要课题和技术发展的主要追求目标 同时，通过物理量的高精度量反过来又推动着科学技术向前发展。因此，新型的测量技术不断地被开发，而其中最有吸引力的就是利用量子力学基本原理实现的量子测量方法。随着量子力学的发展以及相关量子信息技术的开发和应用，量子测量一方面可以实现超过经典测量极限的高精度测量 另一方面，可以实现经典方式无法完成的各种测量。如利用传统光学测量相近的两个物体的距离受制于光学瑞利散射极限，其精度仍在数百个纳米，远远大于现在各种物理、化学、材料、生物等学科发展所要求的成像精度。孙方稳研究组利用物体发光的量子统计属性，设计并实验实现了不受经典光学散射极限的量子统计测量技术，其精度可达纳米量级。 　　实验中，他们在自己制备的金刚石氮-空穴色心样品上，非常巧妙地利用简单的光学收集装置，通过探测单光子以及双光子的光子数，基于单光子的量子反聚束效应成功实现了两个相距8.5纳米的氮-空穴色心独立成像和分辨，同时测量了每个色心的轴向。实验中的测量精度达2.4纳米，通过增加收集光子数，可以把精度提高到1纳米以内。实验测量中所需的光路简单，测量系统稳定，不受量子消相干的影响。该测量方法的原创性以及测量效果受到了编辑和审稿人的一致认可。 　　量子统计测量技术除了可以适用于相邻物体的光学成像，还可以实现发光寿命，偏振和其他自由度的测量和分辨。同时，该测量技术可以实时测量近邻物体的动力学演化以及它们之间的相互作用，为实现进一步的量子信息技术提供了一种新的测量技术，也将在化学、材料、生物等方向得到应用。 　　该项研究受到科技部、国家自然科学基金委和中国科大青年基金的资助，并已经申请了国家发明专利。

记者从中国科学技术大学获悉，该校郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室在高维量子信息存储方面取得重要进展，该实验室史保森教授研究小组在国际上首次实现携带轨道角动量、具有空间结构的单光子脉冲在冷原子系综中的存储，迈出了基于高维量子中继器实现远距离大信息量量子信息传输的关键一步。该成果近日在线发表在《自然&mdash 通讯》上。 　　量子通信系统中作为载体的单光子所携带的信息量的大小与所处编码的空间维数有关。目前光子主要编码在一个二维空间，一个光子携带的信息量是一个比特。如果能将光子编码在一个高维空间，如无限维的轨道角动量空间，则单个光子所能携带的信息量将大幅度增加，极大地提高量子通信的效率，同时还可以提高量子密钥传输的安全性，并在量子力学的一些基本问题研究方面有非常重要的应用。 　　远距离量子通信的实现和量子网络的构成必须借助于量子中继器，而量子存储单元是量子中继器的核心，实现光子携带信息在存储单元中的存储是实现中继功能的关键。虽然这方面的研究已取得重大进展，但迄今为止实验存储的单光子均为高斯脉冲，且被编码于二维空间，只能实现一个比特的存储。因此，能否实现编码于高维空间光子的量子存储是提高量子通信效率、构建基于高维中继器的远距离量子通信系统和量子网络的关键。 　　史保森教授和博士生丁冬生等一直致力于解决上述问题。最近，他们首次成功实现了携带轨道角动量、具有空间结构的单光子脉冲的存储，证明高维量子态的存储是完全可行的。该小组通过两个磁光阱制备了两个冷原子团，利用其中一个冷原子团制备标记单光子，并使该光子携带一定的轨道角动量，具有特殊的空间结构。然后利用原子与光的相互作用将它存储于另一个作为存储介质的冷原子团中，结果证明单光子携带的轨道角动量及其叠加态都可以被高保真地存储。

中国科大郭光灿院士团队在量子通信和量子网络的研究中取得重要进展。该团队李传锋、柳必恒研究组与南京邮电大学盛宇波等人合作，利用高品质的超纠缠源，首次实现了11公里的远距离量子纠缠纯化，纯化效率比此前国际最好水平提升了6000多倍。该成果2021年1月8日发表在国际知名期刊《物理评论快报》上。量子中继是在噪声信道中实现长距离量子通信的重要途径，而量子纠缠纯化是量子中继中的关键操作，利用量子纠缠纯化操作可以从两份纠缠度较低的纠缠态中提炼出一份纠缠度较高的纠缠态。此前的纠缠纯化协议都是利用两对低纠缠度的光子对实现，而研究组与合作者提出仅需一对超纠缠光子对的纠缠纯化方案。他们实验上制备出偏振和路径分别处于纠缠态的超纠缠光子对，并在11公里长的多芯光纤里进行纠缠分发，然后进行量子纠缠纯化操作。实验结果表明，分发后的偏振纠缠和路径纠缠初始保真度均为约0.665时，纯化得到的纠缠态的保真度可以提升到0.774，而初始保真度均为约0.771时，纯化后的保真度则可提升到0.887。他们还首次将纠缠纯化用于量子密钥分发，纯化前纠缠态的纠缠度太低，产生的有效密钥率为0，而经过纯化后，有效密钥率则提升到0.371。此外，由于只需要使用一对超纠缠光子对，该方案的纯化效率（每秒大约输出400对）比此前国际上的最好水平提升了6000多倍。该成果迈出了纠缠纯化从实验室平台到远距离的关键一步，同时大幅提升了纠缠纯化效率，为将来实现高效率的量子中继提供了有力的技术保障。论文第一作者为中科院量子信息重点实验室特任副研究员胡晓敏。该研究得到科技部、国家基金委、中科院、安徽省的支持。（a）实验概念图，（b）实验原理图。文章链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.126.010503

从获悉，中国科学技术大学该校郭光灿院士团队董春华教授及合作者邹长铃等提出一种普适的微腔色散调控机制，实现了光频梳中心频率和重复频率的实时独立调控，并应用于光学波长的精密测量，将波长的测量精度提升到千赫兹（kHz）。相关研究成果日前发表在《自然通讯》上。基于光学微腔的孤子微梳在精密光谱学、光钟等领域引起了极大研究兴趣。但由于环境和激光噪声以及微腔中额外非线性效应的影响，孤子微梳的稳定性受到了很大限制，这成为微光梳在实际应用中的一个主要障碍。之前的工作中，科学家们通过控制材料的折射率或者微腔的几何尺寸以实现实时反馈，从而稳定并调控光频梳，这种方法会引起微腔内所有共振模式同时近乎均匀的变化，缺乏独立调控梳齿频率和重复频率的能力，这大大限制了微光梳在精密光谱、微波光子、光学测距等实际场景中的应用。针对这一难题，研究团队提出了一种新的物理机制实现了对于光频梳中心频率和重复频率的独立实时调控。通过引入两种不同的微腔色散调控手段，该团队能够对微腔不同阶次的色散进行独立控制，从而实现光频梳不同梳齿频率的全部控制。这种色散调控机制对于目前广泛研究的氮化硅、铌酸锂等不同的集成光子平台都是普适的。研究团队利用泵浦激光和辅助激光分别独立控制微腔不同阶次的空间模式实现了泵浦模式频率的自适应稳定和频梳重复频率的独立调控。基于该光频梳，研究团队演示了对于任意梳齿频率的快速、可编程的调控，并将其应用于波长的精密测量中，展示了具有千赫兹量级测量精度和多波长同时测量能力的波长计。相比于之前的研究成果，研究团队实现的测量精度达到了三个量级的提高。该研究成果所展示的可重构的孤子微梳为实现低成本、芯片集成的光学频率标准奠定了基础，将在精密测量、光钟、光谱学及通信等领域得到应用。

记者27日从中国科学技术大学获悉，该校郭光灿院士团队在冷原子超分辨成像研究中取得重要进展，该团队李传锋、黄运锋、崔金明等人在离子阱系统中实现单离子超分辨成像。该成果日前发表于《物理评论快报》。　　冷原子系统包括离子阱中囚禁的离子和光场中囚禁的原子等，是研究量子物理的理想实验平台，也是量子模拟、量子计算和量子精密测量实验研究的重要物理系统。冷原子系统中的核心实验技术之一是高分辨单粒子成像。近十年来，冷原子系统的显微成像技术飞速发展，涌现出量子气体显微镜、光镊原子阵列、高分辨率囚禁离子成像等先进技术。然而，受限于光学衍射极限，这些技术分辨率只能达到光学波长量级，研究波函数细节相关的量子现象需要光学超分辨成像。此前，国际上对单原子（离子）直接的超分辨成像尚未取得进展。　　中国科学技术大学团队借鉴经典成像领域的受激耗尽超分辨成像方法，结合冷原子系统的原子量子态初始化和读取技术，首次在离子阱中实现单个离子的超分辨成像。实验结果表明，该成像方法的空间分辨率可超越衍射极限一个量级以上，利用数值孔径仅为0.1的物镜即可实现175纳米的成像分辨率。为了进一步展示该方法的时间分辨率优势，团队同时实现了50纳秒的时间分辨率和10纳米的单离子定位精度，并清晰地拍摄了囚禁离子在离子阱中的快速简谐震荡，理论上通过相关操作可将空间分辨率提高至10纳米以下。　　这一实验技术可扩展到冷原子系统的多体和关联测量。审稿人认为，该工作“填补了此前缺失的精密测量原子位置的重要工具，有潜力对高频运动的单个运动量子实现空间分辨”。