他打了个比方:“一个有5000个量子位的量子电脑,可以在30秒内解决传统超级计算机要100亿年才能解决的大数因子分解问题,因此,量子计算机的研究将会是计算机历史上的一个革命。”
然而,量子计算机研制成功的难度很大,目前尚未有显著进展,最主要的瓶颈问题是量子计算机的硬件——量子芯片尚未制造成功。据介绍,量子计算机的基本单元叫量子处理器,比量子通信复杂得多。
“人类还不知道如何操控微观世界。在经典世界,人类的操控能力很强,可以发射机器人到火星上采集样品,进行分析,并把分析结果的信号传回地球。但是人类对微观世界的操控能力远未达到这样的水平,这是极大的挑战。”郭光灿表示。
尽管量子计算机的制造难度巨大,但郭光灿对其成功仍有信心。“量子计算机虽然目前无法研制成功,但人们可以考虑制造一个过渡期的产品,如量子仿真机,也就是模拟机。”
郭光灿带领的课题组设立了一个近期目标,即把量子仿真机或者是模拟机研制出来,建立一个平台,解决现在科学上的一些难题,如模拟超导机理等。他坚信,虽然中国在量子领域比西方晚起步20年,但如今在这个领域并没有输于西方。
他有一个科学梦想。“我追求的目标,就是要在我们中国研制成功量子计算机的芯片。一种东西,‘心’不是自己的,就等于没有灵魂,就必然要受制于人。如果我们能在世界上最早研制出量子计算机的芯片,我们国家未来的量子计算机就不会再受制于人,就会真正地赢得这一场竞争!”
“历史的使命落在我们肩上”
从60年前的贫困渔家子弟,到中国量子信息研究领域的奠基人和领军人,每当回首自己走过的科研岁月时,郭光灿便心生感慨。“个人的命运一定是与国家紧密相关的,没有国家的快速发展,就不会有今天的我和我的成就。”
1942年,郭光灿出生在福建惠安的一个贫困渔民家庭。父亲用一只小木船运货,艰难维持着全家五口人的生计。他三岁那年,父亲被日本人抓去做苦工,结果一去不返,在船上生病客死海外。含辛茹苦的母亲,独自一人抚养郭光灿三兄弟长大。
尽管家境十分窘迫,但目不识丁的母亲还是坚持送三个孩子去学堂念书。郭光灿天资聪颖又酷爱读书,家里人看到他成绩优秀,就全力支持他一直念下去。1960年,郭光灿参加全国统一高考,顺利进入中国科技大学无线电系。
“我这辈子最幸运的一件事,就是考入了中科大。”郭光灿对自己的大学时光感念至深。严济慈、钱学森等老一代著名科学家都对中科大投入过极大的感情和心血,有幸聆听他们的教诲,从这些一流科学家身上学到了做学问的思维方法和学术理念,让他受益一生。
1960年,世界上第一台激光器问世。不久之后,中科大无线电系设立气体激光新专业,郭光灿对此方向产生了兴趣,决心钻研下去。也是由此开始,他与光学结缘。
上世纪70年代以来,郭光灿发现氮分子气体激光器是当时国内的一个空白领域,它所产生的紫外激光有很多新用途,也可以做其他染料激光器的泵浦。“国外老早就做出来了,我们差得很远。”郭光灿决定从此处入手,独辟蹊径。