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郭光灿潘建伟谁厉害
潘建伟厉害。灿郭团队虽然是简介郭光灿组建的，但是郭光光灿潘建伟是项目部组长，且当时潘建伟是灿郭在国外读博士回来的。
郭光灿开始组建团队、简介招募成员。郭光光灿这有一段小插曲——当时，灿郭郭光灿曾特意跑到奥地利访问，简介游说潘建伟回国当项目组组长，郭光光灿并给了他一笔经费。灿郭彼时的简介潘建伟已经在中科大近代物理系完成了本科与硕士阶段学习，进入奥地利因斯布鲁克大学攻读博士学位，师从量子信息领域的开拓者安东·塞林格。
实际上，潘建伟在读博期间，便下定决心将量子信息这一新兴技术带回中国。因此，当郭光灿来找他的时候，便毫不犹豫地选择回国，回到母校中科大组建量子力学实验室。
迷你《星际迷航》：中科大实现单光子高维量子态“瞬间传输”
《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。
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”。
科幻片《星际迷航》有一句著名台词"beam me up Scotty"（传送我吧，史考提）
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、柳必恒研究组在《物理评论快报》（PRL）上报告了最新进展：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。
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。
量子隐形传态
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”。
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。
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。
“墨子号”曾实现星地量子隐形传态
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。
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。
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。
从二维到多维
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
高维量子隐形传态示意图
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。
郭光灿：“我们靠自己做出了一个可实际应用的量子计算机”
作者：纠缠实验室
郭光灿：整体是第一梯队的水平，美国、欧洲、日本跟我们大概同一个水平。具体地说，有的领域有的具体的项目我们做的比较好。 比如量子存储，我们的量子存储存了一个小时，把相干光存了一个小时，这是目前国际上现在存储时间最长的，远远超过国外的水平 。我们所做的光腔密码，我们做到了没有中继做到830公里。这是世界上现在最长的光纤通信，这是国际第一。
但是这些“第一”，不等于我们整个领域已经在国际上领先了。量子信息还有很多其他方面，像量子计算、量子密码、量子传感，量子通讯、量子模拟等，每个小的领域又有很多很多的具体项目，我们在某些具体项目上，像我刚刚举得两个例子，我们水平达到了国际最好，但是不等于我们整体已经世界领先。可以说，整体上我们处在国际上第一梯队。
郭光灿：我相信早晚能做到。究竟要花多长时间，我们能够把通用量子计算机做出来，而做出来的量子计算机可以解决电子计算机解决不了的问题，这大概还需要10到15年的时间。
我们把量子计算机和电子计算机融合在一起，去解一个问题，这个问题的解答在电子计算机的领域需要很长时间，我把量子计算机加进来以后，两种计算机一起来做，就可以提高解决问题的速度，所以这个就证明了量子计算机是有用的。所以在相当长的一段时间里，在通用计算机没有做出来以前，我们的量子计算机可以用到很多领域。它的作用就是提速，提高你原来算题的速度，所以量子提速就是量子计算机现在应用的一个模式。我（量子计算机）不能离开电子计算机，我（量子计算机）也不会替代你，但是我（量子计算机）跟你融合，让你（电子计算机）加快。这就是现在的应用状况。
郭光灿：一方面就是我们的科研就必须去 探索 自然的奥秘，让人类积累更多对自然界的认识。第二个方面就是应用。把我们对自然界的认识用到人类 社会 中，来推动人类 社会 的发展。第一方面，我认为印象最深刻的就是，我们在实验上同时测量到光子的波动性和粒子性，否定了玻尔的互补原理。我认为这是一个最重要的成果。因为从量子力学诞生于以后，为什么有波粒二象性，玻尔有一个原理解释这个现象，叫做“互补原理”。多少年来，实验上都证明了“互补原理”是对的。我们在给学生上课的时候，也是讲“互补原理”，用来解释波粒二象性。波粒二象性是客观存在的，玻尔的理论就是解释这个现象产生的原因，他的解释就是互补原理，但这个解释是不对的。现在我们用量子发现我们可以同时测量到光子的量子性和粒子性。那玻尔的互补原理是说，要么测量波动性，要么测量粒子性，绝对不可能在实验上看到波动性和粒子性，而我们看到了。因此，对于这个基础研究，我们突破了人类对自然界的认识，这也是对科学认识的一个贡献。
第二方面，对于人类发展有用的技术，我认为表现在这几个方面。第一是把量子存储做到一个小时，为将来做量子优盘提供了一个非常重要的基础。
把这个优盘送到任何一个地方，等于就是把量子信息用经典的手段送到一个地方，提供了一种新的传输信息的手段。这个目前我们在国际上做的是最好的。
第二就是光纤通信的保密通信。密码传输，现在量子中继还没有做出来，所以单光子的传递密钥最多在100公里，所以在100公里这个范围里，我们来做保密通信，目前已经成熟。但是超过100公里得等量子中继做出来，或者量子优盘做出来才可以。目前，我们就在单根光纤里就单个光纤路上，不需要量子中继，我们就能够拉长，做到了最长的是830公里，这是目前世界上最长的距离，这就为保密通信拉长到了800多公里，这也比以前的500多公里超越很多。这方面我们也是领先的。
第三就是我们和美国相比，量子计算机的发展落后几年，但是我们自己已经开始在做了。做出了一个可以实际应用的量子计算机，包括硬件、软件、操作系统，在这个领域我们可以说，打破了国外的封锁。国外是不会在量子计算机方面给我们提供任何有用的技术支持，而且还会在各方面加以限制。我们靠着自己的能力找到一个可以实际应用的量子计算机，我认为这是比较关键性的一步。
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