1942年12月出生，汉族，籍贯福建惠安。中国科学技术大学教授。1965年7月毕业于中国科学技术大学无线电电子学系。1981年9月－1983年9月在加拿大多伦多大学做访问学者。2003年当选为中国科学院信息科学学部院士，，从2005年1月起被聘为北京大学物理学院兼职教授。
现任中国科学院量子信息重点实验室主任、中国物理学会理事，中国光学学会理事，全国量子光学专业委员会主任，国际刊物《International J. of Quantum Information》 的Managing Editor；国家科技部973项目“量子通信与量子信息技术”首席科学家，中科院重要方向项目首席科学家，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”首席科学家；荣获国家自然科学二等奖，安徽省自然科学一等奖，何梁何利奖，安徽省2007年重大科技成就奖，被评选为中国科学院先进工作者、教育部全国优秀教师。
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。在量子信息的研究中，提出概率量子克隆原理，并推导出最大克隆效率公式，被称为“段－郭概率克隆机”、“段－郭界限”，概率克隆机成为两种不同类型的量子克隆机之一；在实验上研制成功概率量子克隆机和普适量子克隆机，证实相关的理论预言；国际上首次提出量子避错编码原理，该原理成为三种不同原理的量子编码之一，已被实验证实；提出一种新型的量子处理器，可有效地降低腔消相干的影响，并实现多种信息功能，已被实验证实；在量子密码研究中，通过商用通信光路实现北京到天津之间125公里单向量子密钥传输；发明量子密码通信网络的关键部件－“量子路由器”，并通过商用光纤实现四端口量子密码网络的通信。在实验上验证了用于否定与环境无关隐参量理论的K-S理论，有力地支持了量子力学理论；在实验上实现量子受控非门的隐形传送，在理论上提出固态容错量子计算新方案，为解决量子计算的物理实现提供了可能的途径。
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在国内外重要刊物上已发表SCI论文300多篇，其中《Physical Review Letters》 15篇，《Physical Review A》 120篇，SCI他人引用2000多次，出版论（译）著12部。培养博士研究生 60人，其中两人荣获全国百篇优秀博士论文奖。
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