他的团队在科研方面又取得了重要进展！这位院士在量子光学研究潜心耕耘，今天我们来认识一下他和他团队的新研究进展。

郭光灿，男，汉族，中共党员，1942年12月出生，福建泉州人，大学本科学历，中国科学技术大学教授，中国科学院量子信息重点实验室主任，中国科学院院士，现任中国物理学会常务理事、中国光学学会理事长。

自1965年中国科学技术大学毕业后，长期从事量子光学、量子通信和量子计算的理论和实验研究。担任国际刊物《International J. of Quantum Information》 的Managing Editor；国家基金委创新群体学术带头人；国家科技部中长期规划“量子调控”重大项目《量子通信与量子计算的物理实现》、中科院B类先导专项项目《基于固态系统的量子物理和量子信息》和基金委重大仪器专项《多功能固态量子存储器》的首席科学家。

2001年获中科院自然科学二等奖，2003年获国家自然科学二等奖，2003年获“何梁何利”科技进步奖，2003年当选为中国科学院院士，2006年获安徽省自然科学一等奖，2007年获安徽省重大科技进步奖，2009年当选为第三世界科学院院士，2013年当选“CCTV科技创新人物”。在包括Nature子刊（13篇）、Phys. Rev. Lett（31篇）在内的国际学术期刊上发表论文700多篇，他引超过10000次。培养博士80余人，其中5人荣获全国百篇优秀博士论文奖。

主要从事量子光学、量子密码、量子通信和量子计算的理论和实验研究。提出概率量子克隆原理，推导出最大克隆效率，在实验上研制成功概率量子克隆机和普适量子克隆机。发现在环境作用下不会消相干的"相干保持态"，提出量子避错编码原理，被实验证实。提出一种新型可望实用的量子处理器，被实验证实。在实验上实现远距离的量子密钥传输，建立基于量子密码的保密通信系统，并提出"信道加密"的新方案，有其独特的安全保密优点。在实验上验证了K-S理论，有力地支持了量子力学理论。发现奇偶相干态的奇异特性等。

近期，郭光灿院士团队在高维量子通信研究中取得重要进展，该团队李传锋、柳必恒研究组利用六光子系统实验实现了高效的高维量子隐形传态。该成果2020年12月2日发表在国际知名期刊《物理评论快报》上。

量子隐形传态是建立远距离量子网络的关键技术之一。相比二维系统，高维量子网络具有更高的信道容量、更高的安全性等优点，受到人们的广泛关注。如何实现高效的高维量子隐形传态，从而实现高效的高维量子网络是当前量子信息领域的研究热点之一。

为了实现高维量子通信，李传锋、柳必恒等人从2016年开始采用光子的路径自由度编码，解决了路径比特的相干性问题[PRL 117, 220402 (2016)]，制备出了高保真度的三维纠缠态[PRL 117, 170403(2016)]；解决路径维度扩展问题，实现了32维量子纠缠态[PRL 125, 080503 (2020)]；解决路径自由度的传输问题，实现了高维量子纠缠态在11公里光纤中的有效传输[Optica 7, 738 (2020)]等。研究组从2017年起开始了高维量子隐形传态的实验研究。然而理论研究表明，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。

为了实现高维量子隐形传态，研究组首先巧妙的提出了纠缠辅助的方式，利用log2d-1个辅助纠缠光子对就可以高效的实现d维的量子隐形传态，从而解决了资源消耗问题。然后实验上利用主动反馈技术实现路径间的相位锁定，干涉可见度在45小时内保持在0.98的水平，从而利用六光子系统实现了三维的量子隐形传态。研究组对三维量子隐形传态过程做了过程层析，保真度达到0.596，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。高效的高维量子隐形传态的实现为构建高效的高维量子网络打下坚实的基础。

文章共同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和张超。本研究得到科技部、国家基金委、中国科学院、安徽省的支持。

图1、纠缠辅助的高维量子隐形传态示意图

图2、三维量子隐形传态的实验装置图