引論：我們?yōu)槟砹?3篇量子通信論文范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

篇1

量子通信技術(shù)的研究方向除了包括量子隱形傳態(tài)還包括量子安全直接通信等，突破了現(xiàn)有信息技術(shù)，引起了學(xué)術(shù)界和社會(huì)的高度重視。與傳統(tǒng)通信技術(shù)相比，量子通信除具有超強(qiáng)抗干擾能力外且不需對(duì)傳統(tǒng)信道進(jìn)行借助；與此同時(shí)量子通信的密碼被破譯的可能性幾乎沒有，具有較強(qiáng)的保密性；另外，量子通信幾乎不存在線路時(shí)延，傳輸速度很快。量子通信發(fā)展僅僅經(jīng)歷了20年左右，但其發(fā)展卻十分迅猛，目前已經(jīng)被很多國家和軍方給予高度關(guān)注。

量子通信在國防和軍事上具有廣闊的應(yīng)用前景，作為量子技術(shù)的最大特征，量子技術(shù)的安全性是傳統(tǒng)加密通信所無可企及的。量子通信技術(shù)的超強(qiáng)保密性，能夠有效保證己方軍事密件和軍事行動(dòng)不被敵方破譯及偵析，在國防和軍事領(lǐng)域顯示出無與倫比的魅力。另一方面，在破解復(fù)雜的加密算法上，也許現(xiàn)有計(jì)算機(jī)可能需要好幾萬年的時(shí)間，在現(xiàn)實(shí)中是完全無法接受且?guī)缀鯖]有實(shí)用價(jià)值的。但量子計(jì)算機(jī)卻能在幾分鐘內(nèi)將加密算法破解，如果未來這種技術(shù)被投入實(shí)用，傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)密碼體制將處于危險(xiǎn)之中，而量子通信技術(shù)則能能夠抵御這種破解和威脅。

在民間通信領(lǐng)域量子通信技術(shù)的應(yīng)用前景也同樣廣闊。中國科技大學(xué)在2009年對(duì)界上首個(gè)5節(jié)點(diǎn)的全通型量子通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組建后，使得實(shí)時(shí)語音量子保密通信被首次實(shí)現(xiàn)，城市范圍的安全量子通信網(wǎng)絡(luò)在這種“城域量子通信網(wǎng)絡(luò)”基礎(chǔ)上成為了現(xiàn)實(shí)。

篇2

為了克服星地量子密鑰分發(fā)的上述困難，中科院協(xié)同創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在中國科大上海研究院、中科院上海技物所和光電技術(shù)研究所進(jìn)行了多年的合作技術(shù)攻關(guān)，自主研制了高速誘騙態(tài)量子密鑰分發(fā)光源和輕便的收發(fā)整機(jī)，自主發(fā)展了高精度的跟瞄、高精度同步和高衰減鏈路下的高信噪比及低誤碼率單光子探測(cè)等關(guān)鍵技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，協(xié)同創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)利用旋轉(zhuǎn)平臺(tái)來模擬低軌道衛(wèi)星的角速度和角加速度；利用熱氣球來模擬隨機(jī)振動(dòng)和衛(wèi)星姿態(tài)；利用百公里地面自由空間信道來模擬星地之間高衰減鏈路信道，從而成功地驗(yàn)證了星地之間安全量子信道的可行性。

據(jù)了解，該研究為我國通過發(fā)射量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)基于星地量子通信的全球化量子網(wǎng)絡(luò)和在大尺度量子理論基礎(chǔ)檢驗(yàn)，以及探索如何融合量子理論與愛因斯坦廣義相對(duì)論，奠定了必要的技術(shù)基礎(chǔ)。這是繼去年實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)拓?fù)淞孔蛹m錯(cuò)和百公里自由空間量子態(tài)隱形傳輸與糾纏分發(fā)后，中科院量子科技先導(dǎo)專項(xiàng)取得的又一階段性重要突破，同時(shí)也是量子信息與量子科技前沿協(xié)同創(chuàng)新中心的最新重要成果。

中國科學(xué)家成功破譯H5N1分子機(jī)制

新華網(wǎng)消息，中國科學(xué)家在美國《科學(xué)》雜志網(wǎng)絡(luò)版上報(bào)告說，他們“破譯”了H5N1禽流感病毒感染人的分子機(jī)制，這一發(fā)現(xiàn)對(duì)防止禽流感病毒擴(kuò)散具有重要意義。

此前科學(xué)家已經(jīng)知道禽流感病毒可以感染人，并確認(rèn)病毒表面一種名為血凝素（HA）蛋白的突變，讓禽流感病毒能夠通過空氣在雪貂之間傳播，但科學(xué)家一直不了解完成這一過程的分子機(jī)制。

中國科學(xué)院病原微生物與免疫學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究人員借助蛋白質(zhì)大分子晶體學(xué)研究方法，微觀研究了HA蛋白與相關(guān)受體的結(jié)構(gòu)。他們發(fā)現(xiàn)，一旦HA蛋白發(fā)生某種結(jié)構(gòu)變化，其受體結(jié)合特性就會(huì)從禽類變成人類。

篇3

筆者已從事本科生“通信與電子信息專業(yè)英語”課程教學(xué)多年。近五年來，筆者對(duì)該課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行了多次改革，在相關(guān)文獻(xiàn)中進(jìn)行了詳細(xì)的介紹[1-2]。其核心是以培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力為目標(biāo)，改變以科技文獻(xiàn)閱讀、翻譯為主的教學(xué)模式到綜合性更強(qiáng)的教學(xué)模式。文獻(xiàn)3中最后一部分內(nèi)容即從文獻(xiàn)檢索、科技文獻(xiàn)撰寫和制作講稿和匯報(bào)角度介紹了相關(guān)教學(xué)內(nèi)容[3]。閆麗萍等在文獻(xiàn)4中詳細(xì)介紹了電子類專業(yè)英文摘要的寫作培養(yǎng)實(shí)踐過程[4]。

在2013-2014年度的課程教學(xué)中，筆者嘗試通過為每位學(xué)生布置不同的作業(yè)，包括翻譯文獻(xiàn)、檢索文獻(xiàn)、撰寫文獻(xiàn)綜述、為相關(guān)領(lǐng)域的視頻撰寫摘要等各類項(xiàng)目，訓(xùn)練學(xué)生的綜合能力，并收到了較好的效果，避免同類作業(yè)抄襲的弊端。但筆者發(fā)現(xiàn)仍存在問題，主要集中在兩點(diǎn)：1）由于選課人數(shù)多，作業(yè)內(nèi)容和主題與往年的重復(fù)率較高。每年該課程的選課人數(shù)大致在80～110人之間，因此要做到每年更新所有題目有較大難度；2）學(xué)生的課堂參與度較低、互動(dòng)性小。由于大多數(shù)作業(yè)無需在課堂上進(jìn)行匯報(bào)，因此學(xué)生的參與度不高，師生之間、學(xué)生之間的互動(dòng)很少。

針對(duì)上述存在的問題，筆者在2014-2015年度的“通信與電子信息專業(yè)英語”課程教學(xué)中改進(jìn)了已有的作業(yè)模式，設(shè)計(jì)和實(shí)施了綜合型更強(qiáng)的作業(yè)，達(dá)到全面培養(yǎng)并考核學(xué)生能力的教學(xué)目標(biāo)。下面，筆者將從該課程綜合型作業(yè)的設(shè)計(jì)與實(shí)施、教學(xué)效果等方面詳細(xì)介紹。

1.通信與電子信息專業(yè)英語綜合型作業(yè)的設(shè)計(jì)

1.1綜合型作業(yè)的內(nèi)容

“通信與電子信息專業(yè)英語”的教學(xué)目標(biāo)包括培養(yǎng)學(xué)生下述能力：科技文獻(xiàn)檢索、文獻(xiàn)閱讀、文獻(xiàn)翻譯、初步的科技英語寫作和口頭報(bào)告等。課程往屆作業(yè)主題涉及面很廣，但不夠精，因此本年度，筆者選擇了少量的精選主題，并根據(jù)最新技術(shù)，更新了部分舊主題。

筆者圍繞教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計(jì)的綜合型作業(yè)內(nèi)容如下：

作業(yè)主題共36個(gè)，包括電子與電路、通信理論、信號(hào)處理、模式識(shí)別、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、圖像處理與計(jì)算機(jī)視覺、數(shù)據(jù)挖掘、傳感器技術(shù)、工程編程語言軟件等領(lǐng)域的最新技術(shù)熱點(diǎn)，包括深度學(xué)習(xí)及應(yīng)用、智能穿戴、大數(shù)據(jù)及應(yīng)用、無線充電、3D打印、無人機(jī)、量子計(jì)算機(jī)、車聯(lián)網(wǎng)等。需完成的任務(wù)包括：

1）文獻(xiàn)檢索：根據(jù)主題，搜集相關(guān)文獻(xiàn)資料（中英文均應(yīng)包括，以英文為主，數(shù)量不少于10），需給出詳細(xì)的檢索式、關(guān)鍵詞、使用的數(shù)據(jù)庫/網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫等重要信息，并將整個(gè)檢索過程記入說明文檔，并保存所有文獻(xiàn)資料的原文文檔。

2）文獻(xiàn)閱讀：閱讀收集的文獻(xiàn)資料。

3）文獻(xiàn)綜述：根據(jù)對(duì)文獻(xiàn)的理解，撰寫關(guān)于給定主題的綜述報(bào)告。

4）制作講稿：以文獻(xiàn)綜述為基礎(chǔ)，制作主題相關(guān)的講稿。

此外，按照本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的格式規(guī)范，筆者給出詳細(xì)的作業(yè)文檔格式要求，同時(shí)要求檢索到的科技文獻(xiàn)需下載并全部提交。

1.2 完成作業(yè)的形式

本次教學(xué)實(shí)踐中，筆者變以個(gè)人為單位完成作業(yè)形式為小組形式，即將選課學(xué)生按照隨機(jī)組合的方法分為2人一組（共72人，兩個(gè)自然班，本次共36組），共同完成上述綜合型作業(yè)任務(wù)，并增加學(xué)生匯報(bào)的人次，讓盡可能多的學(xué)生參與到課堂教學(xué)過程中。

由于是兩人一組共同完成一項(xiàng)綜合型作業(yè)，為體現(xiàn)各自的工作量，在匯報(bào)環(huán)節(jié)中要求一人負(fù)責(zé)匯報(bào)文獻(xiàn)檢索的過程，給出詳細(xì)的檢索式以及檢索的結(jié)果，另一人負(fù)責(zé)進(jìn)行主題匯報(bào)。

2.通信與電子信息專業(yè)英語綜合作業(yè)的實(shí)施過程與教學(xué)效果

2.1 綜合作業(yè)的實(shí)施過程

筆者在該課程教學(xué)初布置好綜合型作業(yè)任務(wù)，并選擇部分小組進(jìn)行課堂匯報(bào)，收到了較好效果。其中部分小組結(jié)合視頻、圖像、動(dòng)畫、實(shí)際應(yīng)用等手段介紹相關(guān)主題。例如，選擇“量子計(jì)算機(jī)”的小組，結(jié)合“優(yōu)酷”上的一段視頻詳細(xì)介紹量子計(jì)算機(jī)的基本原理、存在的問題等，達(dá)到了為其他同學(xué)科普相關(guān)知識(shí)的目標(biāo)，在整個(gè)主題介紹過程中，將量子計(jì)算機(jī)領(lǐng)域涉及的重要詞匯一一介紹；報(bào)告“深度學(xué)習(xí)及應(yīng)用”的小組以視覺信息處理為切入口，介紹了相關(guān)理論和研究進(jìn)展；“選擇超大規(guī)模集成電路”的小組結(jié)合自身參與上海市大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)中接觸到的各類集成電路介紹主題內(nèi)容；而選擇“智能手機(jī)中的傳感器”主題的小組，結(jié)合自己使用的智能手機(jī)介紹其中的各類傳感器及其基本原理、發(fā)展現(xiàn)狀等。多數(shù)報(bào)告小組的匯報(bào)過程生動(dòng)、有趣，參與課堂教學(xué)的積極性較高，師生、學(xué)生之間的互動(dòng)性加強(qiáng)了。通過本次綜合作業(yè)的訓(xùn)練，學(xué)生的綜合能力得以提升。

但該過程中，筆者也發(fā)現(xiàn)存在的問題，主要集中在：

1）文獻(xiàn)檢索過程嚴(yán)重依賴于網(wǎng)絡(luò)，特別是百度，對(duì)專業(yè)電子數(shù)據(jù)庫的使用仍不熟練；這是筆者教學(xué)多年中一直存在的問題。在2014-2015學(xué)年的教學(xué)實(shí)踐中，仍有接近半數(shù)的報(bào)告小組在文獻(xiàn)檢索過程中首選百度檢索相關(guān)資料，而不是把專業(yè)數(shù)據(jù)庫作為首選。當(dāng)然，對(duì)某些特定主題而言，各位搜索引擎相比專業(yè)電子數(shù)據(jù)庫更有效，這一點(diǎn)，筆者在教學(xué)過程中也做了詳細(xì)的介紹和說明，指導(dǎo)學(xué)生分層次的解決文獻(xiàn)檢索中的問題。

2）英文文獻(xiàn)閱讀能力有待加強(qiáng)；在小組報(bào)告中筆者發(fā)現(xiàn)，由于專業(yè)文獻(xiàn)專業(yè)性強(qiáng)且較長(zhǎng)，學(xué)生普遍怕看英文文獻(xiàn)，在滿足綜合作業(yè)的基本要求基礎(chǔ)上，多以閱讀中文文獻(xiàn)閱讀為主，沒有達(dá)到課程綜合訓(xùn)練的目標(biāo)之一，即英文專業(yè)文獻(xiàn)的閱讀訓(xùn)練。這一點(diǎn)與學(xué)生的閱讀習(xí)慣、英文水平有較大關(guān)系，需要在今后教學(xué)中加強(qiáng)引導(dǎo)。

3）小組成員的合作精神有待提高。由于本次教學(xué)實(shí)踐第一次嘗試將學(xué)生隨機(jī)組合為小組來協(xié)作完成綜合作業(yè)，因此面對(duì)綜合作業(yè)復(fù)雜的任務(wù)時(shí)，如何分配任務(wù)、如何合作是學(xué)生面臨的首要問題。考慮到今后就業(yè)后學(xué)生需具備合作精神，因此，筆者設(shè)計(jì)了隨機(jī)組合的形式。總體上，各小組的表現(xiàn)良好，但也出現(xiàn)了部分團(tuán)隊(duì)合作完成作業(yè)過程中相互推脫責(zé)任，作業(yè)完成效果不佳。結(jié)合本次教學(xué)效果和學(xué)生的建議，今后筆者仍將繼續(xù)對(duì)此進(jìn)行改進(jìn)。

4）綜合作業(yè)的文檔格式不規(guī)范。本次教學(xué)實(shí)踐中，筆者給出了詳細(xì)的文檔提交格式要求，這是按照本科生畢業(yè)論文的格式規(guī)范制定的，以此訓(xùn)練學(xué)生文檔撰寫的規(guī)范性，為今后畢業(yè)設(shè)計(jì)論文及大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目報(bào)告的撰寫等做準(zhǔn)備。由于之前對(duì)文檔格式不作要求，學(xué)生對(duì)格式一向不重視，造成畢業(yè)論文或創(chuàng)新項(xiàng)目中格式問題頻出，需要不斷的糾正。因此筆者在布置綜合作業(yè)時(shí)給出了詳細(xì)的格式要求，以加強(qiáng)訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好習(xí)慣，為今后的論文、項(xiàng)目報(bào)告或各類競(jìng)賽論文的撰寫打下基礎(chǔ)。

2.2 綜合作業(yè)教學(xué)效果及評(píng)價(jià)

為今后改進(jìn)綜合作業(yè)的質(zhì)量和教學(xué)效果，筆者在課程結(jié)束時(shí)，設(shè)計(jì)了綜合作業(yè)問卷，讓學(xué)生對(duì)本次綜合作業(yè)的教學(xué)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，統(tǒng)計(jì)情況見表1（參與本次教學(xué)的72名本科生參與了問卷）。

表1：綜合作業(yè)教學(xué)效果評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)表

從上述表格中可見，學(xué)生對(duì)本次綜合作業(yè)的整體評(píng)價(jià)較好，普遍認(rèn)為收獲較大。因此，今后筆者仍將繼續(xù)探索相關(guān)教學(xué)模式。同時(shí)，我們也注意到，學(xué)生平時(shí)閱讀專業(yè)文獻(xiàn)的比例很低，今后需給予積極的引導(dǎo)。此外，筆者還對(duì)學(xué)生會(huì)選擇哪些環(huán)節(jié)作為綜合作業(yè)的內(nèi)容進(jìn)行了問卷調(diào)查，排序由高到低依次為：制作講稿并進(jìn)行匯報(bào)、文獻(xiàn)檢索、文獻(xiàn)綜述、文獻(xiàn)翻譯，由此可見，學(xué)生參與教學(xué)過程的積極性很高。綜合型作業(yè)的實(shí)施對(duì)教學(xué)效果的提升是顯著的。

3.今后的工作

隨著通信與電子信息技術(shù)的發(fā)展，需對(duì)專業(yè)英語課程綜合型作業(yè)的內(nèi)容進(jìn)行不斷的更新。同時(shí)，綜合型作業(yè)的實(shí)施形式仍待進(jìn)一步探索。

參考文獻(xiàn)：

[1]任蕾. 利用多元化教學(xué)資源豐富專業(yè)英語教學(xué)內(nèi)容[J].南京：電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2014年第36卷第3期，64-66

[2]任蕾，古海云，周薇娜.通信與電子信息專業(yè)英語教學(xué)探討[J] .南京：電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2009年第31卷第4期，110-111

[3]李霞，王娟主編.電子與通信專業(yè)英語（第3版）[M].北京：電子工業(yè)出版社，2014年7月

[4]閆麗萍，余艷梅，劉長(zhǎng)軍，黃卡瑪. 電子類專業(yè)英文摘要寫作能力的培養(yǎng)[J].南京：電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2014年第36卷第2期，48-50

作者簡(jiǎn)介：

篇4

如今，愛因斯坦逝世已逾六十載，可謎團(tuán)仍未完全破解。因此，可以毫不夸張地說，量子理論就是這么一個(gè)“幽靈”。

在量子理論對(duì)世界的描述中，一個(gè)物體可以同時(shí)處于多個(gè)位置，粒子也可以無阻礙似地穿過障礙物，所有的物體都有“波粒二象性”，它既是粒子又是波，兩個(gè)分得很開的物體也可以進(jìn)行某種類似“精神性”的合作……

這些描述聽上去令人毛骨悚然，不可捉摸。難怪量子理論創(chuàng)立者之一的玻爾說過：“如果一個(gè)人沒有被量子力學(xué)所震驚，那么他就沒有真正懂得量子力學(xué)。”

什么是“量子”

“量子”不是一種粒子，它是一個(gè)能量的最小單位。所有的微觀粒子（包括分子、原子、電子、光子）都是量子的一種表現(xiàn)形態(tài)。

眾所周知，世界是由微觀粒子組成的。因此從某種意義上來說，世界本身就是由量子組成的。在物理學(xué)中提到“量子”時(shí)，實(shí)際上指的是微觀世界的一種行為傾向：物質(zhì)或者說粒子的能量和其他一些性質(zhì)（統(tǒng)稱為可觀測(cè)物理量）都傾向于不連續(xù)的變化。

以光為例，我們說一個(gè)“光量子”，是因?yàn)橐粋€(gè)光量子的能量是光能量變化的最小單位，光的能量是以光量子的能量為單位一份一份地變化的。其他的粒子情況也是類似的，例如，在沒有被電離的原子中，繞核運(yùn)動(dòng)的電子的能量是“量子化”的，也就是說電子的能量只能取特定的離散的值。只有這樣，原子才能穩(wěn)定存在，我們才能解釋原子輻射的光譜。不僅能量，對(duì)于原子中的電子，角動(dòng)量也不再是連續(xù)變化的。

量子物理學(xué)告訴我們，電子繞原子核運(yùn)動(dòng)時(shí)也只能處在一些特定的運(yùn)動(dòng)模式上。在這些模式上，電子的角動(dòng)量分別具有特定的數(shù)值，介于這些模式之間的運(yùn)動(dòng)方式是極不穩(wěn)定的。即使電子暫時(shí)以其他的方式繞核運(yùn)動(dòng)，很快就必須回到特定運(yùn)動(dòng)模式上來。

實(shí)際上在量子物理學(xué)中，所有的物理量的值都可能必須不連續(xù)地、離散地變化。在上世紀(jì)初，物理學(xué)家馬克斯?普朗克最早猜測(cè)到微觀粒子的能量可能是不連續(xù)的。

出生于德國傳統(tǒng)保守家庭的普朗克從小受到良好的教育，雖然具有音樂天賦，十分迷戀音樂，但仍舊立志獻(xiàn)身于科學(xué)，研究物理。當(dāng)他去慕尼黑大學(xué)時(shí)，一位物理學(xué)教授曾勸說他不要學(xué)習(xí)物理，因?yàn)椤斑@門科學(xué)中的一切都已經(jīng)被研究過了，只有一些不重要的空白需要填補(bǔ)”。教授的一席話正代表了當(dāng)時(shí)大多數(shù)物理學(xué)家的心態(tài)。

然而執(zhí)著的普朗克卻表示：“我并不期望發(fā)現(xiàn)新大陸，只希望能理解已經(jīng)存在的美麗的物理理論，或許能將其加深和發(fā)展那么一點(diǎn)點(diǎn)。”命運(yùn)總是喜歡開玩笑。本來并未期望在物理研究中“發(fā)現(xiàn)新大陸”的普朗克，卻在不經(jīng)意間成為了量子力學(xué)的創(chuàng)始人。

當(dāng)時(shí)，解釋熱力學(xué)中的輻射問題，主要有瑞利-金斯定律和維恩位移定律，前者適用于低頻輻射，卻無法解釋高頻率下的測(cè)量結(jié)果；而維恩位移定律可以正確反映高頻率下的結(jié)果，但無法符合低頻率下的結(jié)果。

如何才能導(dǎo)出一個(gè)新的公式，使得高頻、低頻下都能符合實(shí)驗(yàn)結(jié)果呢？普朗克使用了一種巧妙新穎的方法：運(yùn)用玻爾茲曼的統(tǒng)計(jì)物理，把光當(dāng)成一個(gè)一個(gè)的諧振子。在他的假設(shè)中，既然輻射的是一個(gè)一個(gè)的諧振子，也就是說在黑體輻射時(shí)，能量就不是連續(xù)地，而是一份一份地發(fā)射出來的。

據(jù)此，普朗克導(dǎo)出了一個(gè)新公式，這個(gè)公式在頻率較小時(shí)自動(dòng)回到瑞利-金斯公式，在頻率較大時(shí)又自動(dòng)回到維恩公式。因此，新公式能在所有的頻率范圍與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合。

1900年12月14日，在柏林亥姆霍茲研究所的德國物理學(xué)會(huì)上，普朗克宣讀了關(guān)于這一結(jié)果的論文。而這一天也被物理學(xué)家們定為量子力學(xué)的誕生之日。

然而，這一發(fā)現(xiàn)并不是普朗克的初衷。作為一名傳統(tǒng)而保守的物理學(xué)家，他只是按照科學(xué)方法辦事，并未想要掀起一場(chǎng)革命，連他自己都不知道，自己已經(jīng)把量子這個(gè)“妖精”引進(jìn)了物理學(xué)。

普朗克有些后悔，認(rèn)為自己制造的這個(gè)量子“妖精”破壞了物理學(xué)的完美。他曾歷經(jīng)15年的時(shí)間，試圖尋求一種經(jīng)典物理方法來導(dǎo)出同樣的公式，解決黑體輻射問題，以便挽回“局面”。

然而，他沒有成功。直到1905年，26歲的愛因斯坦利用光量子的假說圓滿解釋了光電效應(yīng)；1913年，28歲的玻爾提出了量子化的原子結(jié)構(gòu)理論；1923年，31歲的德布羅意提出了德布羅意波；1925年，24歲的海森堡創(chuàng)立了矩陣力學(xué)；1926年，37歲的薛定諤建立了薛定諤方程……量子力學(xué)才逐漸羽翼豐滿，真正使人們看到了量子概念所閃現(xiàn)的耀眼光芒。

說一說“量子疊加”

量子有一個(gè)非常奇怪的特性――量子疊加。

什么是量子疊加？經(jīng)典事件里可以用某個(gè)物體的兩個(gè)狀態(tài)代表0或1，比如一只貓，或者是死，或者是活，但不能同時(shí)處于死和活的狀態(tài)中間。

但在量子世界，不僅有0和1的狀態(tài)，某些時(shí)候像原子、分子、光子可以同時(shí)處于0和1狀態(tài)相干的疊加。比如光子的偏振狀態(tài)，在真空中傳遞的時(shí)候，可以沿水平方向振動(dòng)，可以沿豎直方向振動(dòng)，也可以處于45°斜振動(dòng)，這個(gè)現(xiàn)象正是水平和豎直偏振兩個(gè)狀態(tài)的相干疊加。

這種所謂的量子相干疊加是量子世界與經(jīng)典世界的根本區(qū)別。

著名的“薛定諤貓”形象地描述了這個(gè)佯謬。在經(jīng)典世界里，貓要不然是活的，要不然是死的，然而一只量子的貓卻可以處在“死”和“活”的疊加狀態(tài)上。那么這只量子“薛定諤貓”到底是死的還是活的呢？

量子測(cè)量原理給出的答案是，如果你不去看這只貓，它既不是死的也不是活的！如果你去看這只貓，那么它也許是死的，也許是活的！

正因?yàn)橛辛孔盈B加狀態(tài)，才導(dǎo)致量子力學(xué)不確定原理，即如果事先不知道單個(gè)量子狀態(tài)，就不可能通過測(cè)量把狀態(tài)的信息完全讀取；不能讀取就不能復(fù)制。這是量子的兩個(gè)基本特性。

在量子疊加原理基礎(chǔ)之上，衍生出了量子的另一個(gè)奇妙特性，叫做“量子糾纏”。比方說，甲、乙兩人分處異地，兩人同時(shí)玩一個(gè)游戲――擲骰子，甲在一地扔骰子，每次扔一下，1/6的概率隨機(jī)得到1到6結(jié)果中的某一個(gè)；同時(shí)，乙在另一地?cái)S骰子，盡管兩人每一次單邊結(jié)果都是隨機(jī)的，但每一次的結(jié)果卻是一模一樣的，就好像是雙胞胎心靈感應(yīng)一樣。這就是“量子糾纏”。

若兩個(gè)量子粒子處在特殊的狀態(tài)（俗稱“糾纏態(tài)”）中，不管其空間分離得多遠(yuǎn)，當(dāng)對(duì)其中一個(gè)粒子施行操作或測(cè)量，遠(yuǎn)處的另一個(gè)粒子狀態(tài)會(huì)瞬時(shí)地發(fā)生相應(yīng)的改變，愛因斯坦稱這個(gè)現(xiàn)象為“幽靈般的超距作用”。當(dāng)時(shí)，愛因斯坦認(rèn)為，怎么會(huì)允許兩個(gè)客體在遙遠(yuǎn)的兩地之間有這種詭異的互動(dòng)呢？據(jù)此，他質(zhì)疑量子理論的完備性。

1982年，法國物理學(xué)家Alain Aspect和他的小組證實(shí)了“量子糾纏”的超距作用確實(shí)存在。

但直到2015年，荷蘭代爾夫特理工大學(xué)物理學(xué)家Ronald Hanson領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一項(xiàng)被他們稱之為“無漏洞貝爾測(cè)試”的實(shí)驗(yàn)，“幽靈般的超距作用”才得到比較嚴(yán)格的驗(yàn)證。

有了量子糾纏，量子隱形傳輸?shù)母拍畋愫糁觥?/p>

通俗來講，量子隱形傳輸是將甲地某一粒子的未知量子態(tài)，在乙地的另一粒子上還原出來。由于量子力學(xué)的不確定原理和量子態(tài)不可克隆原理，限制我們將原量子態(tài)的所有信息精確地全部提取出來。因此必須將原量子態(tài)的所有信息分為經(jīng)典信息和量子信息兩部分，它們分別由經(jīng)典通道和量子通道送到乙地。根據(jù)這些信息，在乙地構(gòu)造出原量子態(tài)的全貌。

1997年，在奧地利留學(xué)的中國青年學(xué)者潘建偉與荷蘭學(xué)者波密斯特等人合作，首次實(shí)現(xiàn)了未知量子態(tài)的遠(yuǎn)程傳輸。這是國際首次在實(shí)驗(yàn)上成功地將一個(gè)量子態(tài)從甲地的光子傳送到乙地的光子上。

量子也可以“接地氣”

多年來，科學(xué)家們努力運(yùn)用量子世界種種奇異的性質(zhì)開拓出適用于經(jīng)典世界的新技術(shù)，將向來被公眾認(rèn)為高深莫測(cè)“詭異”的量子物理從云端落地到人世間，服務(wù)社會(huì)大眾。

其實(shí)，量子理論是一門非常實(shí)用的學(xué)科。

早在第二次世界大戰(zhàn)之前，它的原理就已經(jīng)被運(yùn)用于分析金屬和半導(dǎo)體的電學(xué)和熱學(xué)性質(zhì)。戰(zhàn)后，晶體管和激光器這兩個(gè)運(yùn)用量子理論原理且廣為人知的裝置，更是極大地推動(dòng)了信息革命的發(fā)展。

到本世紀(jì)初，在我們的周圍隨處可見直接或間接運(yùn)用量子理論的技術(shù)和裝置。從常見的CD唱片機(jī)到龐大的現(xiàn)代光纖通信系統(tǒng)、從無水涂料到激光制動(dòng)車閘、從醫(yī)院的核磁共振成像儀到隧道掃描顯微鏡……量子技術(shù)已經(jīng)滲透到我們的生活中。

另外，計(jì)算能力的飛躍也是量子理論的重要應(yīng)用之一。在經(jīng)典計(jì)算機(jī)中，每個(gè)比特都只有0和1這兩種狀態(tài)。但在量子計(jì)算中，每個(gè)比特可以處在0和1的疊加狀態(tài)，一旦操縱的量子數(shù)目增多，它就會(huì)以指數(shù)增長(zhǎng)的形式來提升運(yùn)算速度，有并行運(yùn)算的能力。

比如，利用萬億次經(jīng)典計(jì)算機(jī)分解300位的大數(shù)需要15萬年，利用萬億次量子計(jì)算機(jī)，只需要1秒。同樣，在大數(shù)據(jù)和人工智能里，求解一個(gè)億億億變量的方程組，利用目前最快的億億次“天河二號(hào)”計(jì)算機(jī)大概需要100年左右，但是如果利用萬億次的量子計(jì)算機(jī)，只需要0.01秒。

量子計(jì)算的應(yīng)用非常廣泛，不僅可以解決大規(guī)模的計(jì)算機(jī)難題，破解經(jīng)典密碼，進(jìn)行氣象預(yù)報(bào)、藥物設(shè)計(jì)、金融分析、石油勘探，而且還能揭示新能源新材料、高溫超導(dǎo)、量子霍爾效應(yīng)等復(fù)雜的物理機(jī)制。不過，量子糾纏“分身術(shù)”的特性有一個(gè)更為直接的應(yīng)用，便是量子保密通信。

現(xiàn)在被認(rèn)為最安全的信息傳遞方式是光纖通訊。光纜能把所有的光能限制在光纖里，外面得不到能量，所以這個(gè)傳輸被認(rèn)為是安全的。但隨著科技發(fā)展，只需讓光纜泄露哪怕很少一部分能量，我們就能夠竊聽光纜傳遞的信號(hào)。

這是因?yàn)榻?jīng)典通信的信號(hào)只有0和1，發(fā)生竊聽時(shí)，這兩種信號(hào)不會(huì)被擾動(dòng)。比方說，兩人打電話時(shí)，他人可通過竊聽器從通信線路中的上千萬個(gè)電子中分出一些電子，使其進(jìn)入另一根線路，從而實(shí)現(xiàn)竊聽，而通話者無法察覺。“棱鏡門”等事件的曝光便是最好的例證。

篇5

國家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)是中國自然科學(xué)領(lǐng)域的最高獎(jiǎng)項(xiàng)，很多耳熟能詳?shù)睦弦惠吙茖W(xué)家都名列其中。但是因2014年獲獎(jiǎng)的“透明計(jì)算”存在較大爭(zhēng)議，2015年急需一個(gè)眾望所歸的團(tuán)隊(duì)來重新樹立該獎(jiǎng)項(xiàng)的聲譽(yù)。恰好2015年初潘院士團(tuán)隊(duì)作為最大熱門參加了該獎(jiǎng)項(xiàng)的評(píng)選，并最終毫無懸念地獲獎(jiǎng)。

這次潘建偉院士團(tuán)隊(duì)獲獎(jiǎng)的項(xiàng)目名稱為“多光子糾纏和干涉度量學(xué)”。“多光子糾纏”顧名思義就是讓多個(gè)光子產(chǎn)生糾纏，這是利用光子做量子比特傳送和量子計(jì)算的必要前提;而“干涉”就是實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)多光子糾纏的手段。潘建偉院士團(tuán)隊(duì)在量子通信和量子計(jì)算等多個(gè)方向上都取得了世界領(lǐng)先的科研成果，“多光子糾纏和干涉度量學(xué)”就作為其核心研究?jī)?nèi)容之一，貫穿始終。

潘建偉院士的團(tuán)隊(duì)是世界上量子信息研究的領(lǐng)軍者之一，在量子通信領(lǐng)域更是世界最強(qiáng)。與以往的歷屆國家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)相比，潘建偉團(tuán)隊(duì)在頂級(jí)論文數(shù)量和國際影響力上都更為出類拔萃。截止到2015年，該團(tuán)隊(duì)成果3次入選美國物理學(xué)會(huì)評(píng)選的“年度物理學(xué)重大事件”，2次入選英國物理學(xué)會(huì)評(píng)選的“年度物理學(xué)重大進(jìn)展”。2015年年末更是被物理世界網(wǎng)站（Physics world）評(píng)選為“2015年世界物理學(xué)十大進(jìn)展”第一名，這在中國物理學(xué)界史無前例。

量子糾纏

介紹“多光子糾纏和干涉度量學(xué)”，首先需要介紹一下什么是量子糾纏。量子力學(xué)中最神秘的就是疊加態(tài)，而量子糾纏就是多粒子的一種疊加態(tài)。以雙粒子為例，一個(gè)粒子A可以處于某個(gè)物理量的疊加態(tài)，同時(shí)另一個(gè)粒子B也可以處于疊加態(tài)，當(dāng)兩個(gè)粒子發(fā)生糾纏，就會(huì)形成一個(gè)雙粒子的疊加態(tài)，即糾纏態(tài)：無論兩個(gè)粒子相隔多遠(yuǎn)，只要沒有外界干擾，當(dāng)A粒子處于0態(tài)時(shí)，B粒子一定處于1態(tài);反之，當(dāng)A粒子處于1態(tài)時(shí)，B粒子一定處于0態(tài)。

隨著量子信息學(xué)的誕生，量子糾纏已經(jīng)不僅僅是一個(gè)基礎(chǔ)研究，它已經(jīng)成為量子信息科技的核心：例如，利用量子糾纏可以完成量子通信中的量子隱形傳態(tài)，可以完成一次性操作多個(gè)量子比特的量子計(jì)算。讓更多的粒子糾纏起來是量子信息科技不斷追尋的目標(biāo)。

多光子糾纏和干涉度量學(xué)

“多光子糾纏和干涉度量學(xué)”就是通過干涉度量的方法實(shí)現(xiàn)多光子的量子糾纏。如果這種把雙光子干涉產(chǎn)生糾纏的方法層層累加，擴(kuò)展到更多的光子，就可以形成更多光子的糾纏。針對(duì)量子信息處理尤其是光量子計(jì)算的需求，糾纏的光子數(shù)自然是越多越好。但是隨著產(chǎn)生糾纏的光子數(shù)越多，干涉和測(cè)量的系統(tǒng)也就越復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)難度也就越大。

潘建偉團(tuán)隊(duì)從2004年開始，通過在國際上原創(chuàng)的多光子干涉和測(cè)量技術(shù)，一直保持著糾纏光子數(shù)的世界紀(jì)錄。2004年在世界上第一個(gè)實(shí)現(xiàn)了5光子糾纏，2007年在世界上第一個(gè)實(shí)現(xiàn)了6光子糾纏，2012年在世界上第一個(gè)實(shí)現(xiàn)了8光子糾纏，并且保持該紀(jì)錄至今。

每增加一個(gè)糾纏光子，光學(xué)干涉系統(tǒng)就要復(fù)雜一倍，糾纏產(chǎn)生的難度會(huì)隨著光子數(shù)呈指數(shù)上升。這個(gè)8光子糾纏光路就像“潘神的迷宮”一樣復(fù)雜，精巧，困難重重，但又引人入勝。

量子計(jì)算的應(yīng)用

1. 量子疊加態(tài)的計(jì)算魅力。在經(jīng)典物理學(xué)中，物質(zhì)在確定的時(shí)刻僅有確定的一個(gè)狀態(tài)。量子力學(xué)則不同，物質(zhì)會(huì)同時(shí)處于不同的量子態(tài)上。因?yàn)樘幱诏B加態(tài)，這就意味著，量子計(jì)算一次運(yùn)算就可以處理210=1024個(gè)數(shù)（從0到1023被同時(shí)處理一遍）。以此類推，量子計(jì)算的速度與量子比特?cái)?shù)是2的指數(shù)增長(zhǎng)關(guān)系。一個(gè)64位的量子計(jì)算機(jī)一次運(yùn)算就可以同時(shí)處理264=18446744073709551616個(gè)數(shù)。如果單次運(yùn)算速度達(dá)到目前民用電腦CPU的級(jí)別（1GHz），那么這個(gè)64位量子計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理速度將是世界上最快的“天河二號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)（每秒33.86千萬億次）的545萬億倍。

量子力學(xué)疊加態(tài)賦予了量子計(jì)算機(jī)真正意義上的“并行計(jì)算”，而不像經(jīng)典計(jì)算機(jī)一樣只能并列更多的CPU來并行。因此在大數(shù)據(jù)處理技術(shù)需求強(qiáng)烈的今天，量子計(jì)算機(jī)越來越獲得互聯(lián)網(wǎng)巨頭們的重視。

2. 肖爾算法――RSA加密技術(shù)的終結(jié)者。1985年，牛津大學(xué)的物理學(xué)家戴維?德意志提出了量子圖靈機(jī)模型的概念。隨后貝爾實(shí)驗(yàn)室的彼得?肖爾于1995年提出了量子計(jì)算的第一個(gè)解決具體問題的思路，即肖爾因子分解算法。

我們今天在互聯(lián)網(wǎng)上輸入的各種密碼，都會(huì)用到RSA算法加密。這種技術(shù)用一個(gè)很大的數(shù)的兩個(gè)質(zhì)數(shù)因子生成密鑰，給密碼加密，從而安全地傳輸密碼。由于這個(gè)數(shù)很大，用目前經(jīng)典計(jì)算機(jī)的速度算出它的質(zhì)數(shù)因子幾乎是不可能的任務(wù)。但利用量子計(jì)算的并行性，肖爾算法可以在很短的時(shí)間內(nèi)通過遍歷算法來獲得質(zhì)數(shù)因子，從而破解掉密鑰，使RSA加密技術(shù)不堪一擊。

量子計(jì)算機(jī)會(huì)終結(jié)任何依靠計(jì)算復(fù)雜度的加密技術(shù)，但這不意味著從此我們會(huì)失去信息安全的保護(hù)。量子計(jì)算的孿生兄弟――量子通信，會(huì)從根本上解決信息傳輸?shù)陌踩[患。

3. 格羅弗算法――未來的搜索引擎。肖爾算法提出一年后的1996年，同在貝爾實(shí)驗(yàn)室的洛夫?格羅弗提出了格羅弗算法，即通過量子計(jì)算的并行能力，同時(shí)給整個(gè)數(shù)據(jù)庫做變換，用最快的步驟顯示出需要的數(shù)據(jù)。

量子計(jì)算的格羅弗搜索算法遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了經(jīng)典計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)搜索速度，這也是互聯(lián)網(wǎng)巨頭們對(duì)量子計(jì)算最大的關(guān)注點(diǎn)之一。量子信息時(shí)代的搜索引擎將植根于格羅弗算法，讓我們更快捷地獲取信息。

篇6

繼微型激光器、微碟激光器、微環(huán)激光器、量子雪崩激光器問世后，美國加利福尼亞伯克利大學(xué)的化學(xué)家楊佩東及其同事制成了室溫納米激光器。這種氧化鋅納米激光器在光激勵(lì)下能發(fā)射線寬小于0.3nm、波長(zhǎng)為385nm的激光，被認(rèn)為是世界上最小的激光器，也是采用納米技術(shù)制造的首批實(shí)際器件之一。在開發(fā)的初始階段，研究人員就預(yù)言這種ZnO納米激光器容易制作、亮度高、體積小，性能等同甚至優(yōu)于GaN藍(lán)光激光器。由于能制作高密度納米線陣列，所以，ZnO納米激光器可以進(jìn)入許多今天的GaAs器件不可能涉及的應(yīng)用領(lǐng)域。為了生長(zhǎng)這種激光器，ZnO納米線要用催化外延晶體生長(zhǎng)的氣相輸運(yùn)法合成。首先，在藍(lán)寶石襯底上涂敷一層1nm~3.5nm厚的金膜，然后把它放到一個(gè)氧化鋁舟上，將材料和襯底在氨氣流中加熱到880℃~905℃，產(chǎn)生Zn蒸汽，再將Zn蒸汽輸運(yùn)到襯底上，在2min~10min的生長(zhǎng)過程內(nèi)生成截面積為六邊形的2μm~10μm的納米線。研究人員發(fā)現(xiàn)，ZnO納米線形成天然的激光腔，其直徑為20nm~150nm，其大部分（95％）直徑在70nm~100nm。為了研究納米線的受激發(fā)射，研究人員用Nd:YAG激光器（266nm波長(zhǎng)，3ns脈寬）的四次諧波輸出在溫室下對(duì)樣品進(jìn)行光泵浦。在發(fā)射光譜演變期間，光隨泵浦功率的增大而激射，當(dāng)激射超過ZnO納米線的閾值（約為40kW／cm）時(shí)，發(fā)射光譜中會(huì)出現(xiàn)最高點(diǎn)，這些最高點(diǎn)的線寬小于0.3nm，比閾值以下自發(fā)射頂點(diǎn)的線寬小1/50以上。這些窄的線寬及發(fā)射強(qiáng)度的迅速提高使研究人員得出結(jié)論：受激發(fā)射的確發(fā)生在這些納米線中。因此，這種納米線陣列可以作為天然的諧振腔，進(jìn)而成為理想的微型激光光源。研究人員相信，這種短波長(zhǎng)納米激光器可應(yīng)用在光計(jì)算、信息存儲(chǔ)和納米分析儀等領(lǐng)域中。

3量子阱激光器

2010年前后，蝕刻在半導(dǎo)體片上的線路寬度將達(dá)到100nm以下，在電路中移動(dòng)的將只有少數(shù)幾個(gè)電子，一個(gè)電子的增加和減少都會(huì)給電路的運(yùn)行造成很大影響。為了解決這一問題，量子阱激光器就誕生了。在量子力學(xué)中，把能夠?qū)﹄娮拥倪\(yùn)動(dòng)產(chǎn)生約束并使其量子化的勢(shì)場(chǎng)稱之成為量子阱。而利用這種量子約束在半導(dǎo)體激光器的有源層中形成量子能級(jí)，使能級(jí)之間的電子躍遷支配激光器的受激輻射，這就是量子阱激光器。目前，量子阱激光器有兩種類型：量子線激光器和量子點(diǎn)激光器。

3.1量子線激光器

近日，科學(xué)家研制出功率比傳統(tǒng)激光器大1000倍的量子線激光器，從而向創(chuàng)造速度更快的計(jì)算機(jī)和通信設(shè)備邁進(jìn)了一大步。這種激光器可以提高音頻、視頻、因特網(wǎng)及其他采用光纖網(wǎng)絡(luò)的通信方式的速度，它是由來自耶魯大學(xué)、位于新澤西洲的朗訊科技公司貝爾實(shí)驗(yàn)室及德國德累斯頓馬克斯·普朗克物理研究所的科學(xué)家們共同研制的。這些較高功率的激光器會(huì)減少對(duì)昂貴的中繼器的要求，因?yàn)檫@些中繼器在通信線路中每隔80km（50mile）安裝一個(gè)，再次產(chǎn)生激光脈沖，脈沖在光纖中傳播時(shí)強(qiáng)度會(huì)減弱（中繼器）。

3.2量子點(diǎn)激光器

由直徑小于20nm的一堆物質(zhì)構(gòu)成或者相當(dāng)于60個(gè)硅原子排成一串的長(zhǎng)度的量子點(diǎn)，可以控制非常小的電子群的運(yùn)動(dòng)而不與量子效應(yīng)沖突。科學(xué)家們希望用量子點(diǎn)代替量子線獲得更大的收獲，但是，研究人員已制成的量子點(diǎn)激光器卻不盡人意。原因是多方面的，包括制造一些大小幾乎完全相同的電子群有困難。大多數(shù)量子裝置要在極低的溫度條件下工作，甚至微小的熱量也會(huì)使電子變得難以控制，并且陷入量子效應(yīng)的困境。但是，通過改變材料使量子點(diǎn)能夠更牢地約束電子，日本電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的松本和斯坦福大學(xué)的詹姆斯和哈里斯等少數(shù)幾位工程師最近已制成可在室溫下工作的單電子晶體管。但很多問題仍有待解決，開關(guān)速度不高，偶然的電能容易使單個(gè)電子脫離預(yù)定的路線。因此，大多數(shù)科學(xué)家正在努力研制全新的方法，而不是仿照目前的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)量子裝置。

4微腔激光器

微腔激光器是當(dāng)代半導(dǎo)體研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一，它采用了現(xiàn)代超精細(xì)加工技術(shù)和超薄材料加工技術(shù)，具有高集成度、低噪聲的特點(diǎn)，其功耗低的特點(diǎn)尤為顯著，100萬個(gè)激光器同時(shí)工作，功耗只有5W。

該激光器主要的類型就是微碟激光器，即一種形如碟型的微腔激光器，最早由貝爾實(shí)驗(yàn)室開發(fā)成功。其內(nèi)部為采用先進(jìn)的蝕刻工藝蝕刻出的直徑只有幾微米、厚度只有100nm的極薄的微型園碟，園碟的周圍是空氣，下面靠一個(gè)微小的底座支撐。由于半導(dǎo)體和空氣的折射率相差很大，微碟內(nèi)產(chǎn)生的光在此結(jié)構(gòu)內(nèi)發(fā)射，直到所產(chǎn)生的光波積累足夠多的能量后沿著它的邊緣折射，這種激光器的工作效率很高、能量閾值很低，工作時(shí)只需大約100μA的電流。

長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械學(xué)院高功率半導(dǎo)體激光國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和中國科學(xué)院北京半導(dǎo)體研究所從經(jīng)典量子電動(dòng)力學(xué)理論出發(fā)研究了微碟激光器的工作原理，采用光刻、反應(yīng)離子刻蝕和選擇化學(xué)腐蝕等微細(xì)加工技術(shù)制備出直徑為9.5μm、低溫光抽運(yùn)InGaAs／InGaAsP多量子阱碟狀微腔激光器。它在光通訊、光互聯(lián)和光信息處理等方面有著很好的應(yīng)用前景，可用作信息高速公路中最理想的光源。

微腔光子技術(shù)，如微腔探測(cè)器、微腔諧振器、微腔光晶體管、微腔放大器及其集成技術(shù)研究的突破，可使超大規(guī)模集成光子回路成為現(xiàn)實(shí)。因此，包括美國在內(nèi)的一些發(fā)達(dá)國家都在微腔激光器的研究方面投人大量的人力和物力。長(zhǎng)春光機(jī)與物理所的科技人員打破常規(guī)，用光刻方法實(shí)現(xiàn)了碟型微腔激光器件的圖形轉(zhuǎn)移，用濕法及干法刻蝕技術(shù)制作出碟型微腔結(jié)構(gòu)，在國內(nèi)首次研制出直徑分別為8μm、4.5μm和2μm的光泵浦InGaAs／InGaAsP微碟激光器。其中，2μm直徑的微碟激光器在77K溫度下的激射闊值功率為5μW，是目前國際上報(bào)道中的最好水平。此外，他們還在國內(nèi)首次研制出激射波長(zhǎng)為1.55μm，激射閾值電流為2.3mA，在77K下激射直徑為10μm的電泵浦InGaAs／InGaAsP微碟激光器以及國際上首個(gè)帶有引出電極結(jié)構(gòu)的電泵浦微柱激光器。值得一提的是，這種微碟激光器具有高集成度、低閾值、低功耗、低噪聲、極高的響應(yīng)、可動(dòng)態(tài)模式工作等優(yōu)點(diǎn)，在光通信、光互連、光信息處理等方面的應(yīng)用前景廣闊，可用于大規(guī)模光子器件集成光路，并可與光纖通信網(wǎng)絡(luò)和大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路匹配，組成光電子信息集成網(wǎng)絡(luò)，是當(dāng)代信息高速公路技術(shù)中最理想的光源；同時(shí)，可以和其他光電子元件實(shí)現(xiàn)單元集成，用于邏輯運(yùn)算、光網(wǎng)絡(luò)中的光互連等。

5新型納米激光器

篇7

“這門學(xué)科的出現(xiàn)有其重要的意義。”崔海濤介紹，“根據(jù)摩爾(Moore)定律，每18個(gè)月，計(jì)算機(jī)微處理器的速度就會(huì)增長(zhǎng)一倍，其中單位面積(或體積)上集成的元件數(shù)目也會(huì)相應(yīng)地增加。可以預(yù)見，在不久的將來，芯片元件就會(huì)達(dá)到它能以經(jīng)典方式工作的極限尺度。因此，如何突破這種尺度極限是當(dāng)代信息科學(xué)所面臨的一個(gè)重大科學(xué)問題。量子信息的研究就是充分利用量子物理基本原理的研究成果，發(fā)揮量子相干特性的強(qiáng)大作用，探索以全新的方式進(jìn)行計(jì)算、編碼和信息傳輸?shù)目赡苄裕瑸橥黄菩酒瑯O限提供新概念、新思路和新途徑。”“量子力學(xué)與信息科學(xué)結(jié)合，不僅充分顯示了學(xué)科交叉的重要性，而且量子信息的最終物理實(shí)現(xiàn)，會(huì)導(dǎo)致信息科學(xué)觀念和模式的重大變革。”崔海濤說。

時(shí)至今日，量子信息技術(shù)的發(fā)展不僅引起了學(xué)術(shù)界的關(guān)注，各發(fā)達(dá)國家也針對(duì)其制定了本國的研究發(fā)展規(guī)劃，以期搶占未來信息科技的制高點(diǎn)，并投入大量人力、物力用于支撐該領(lǐng)域的基礎(chǔ)性、前瞻性的研究。我國也于2006年9月了國家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)，將以量子調(diào)控技術(shù)為代表的量子信息技術(shù)的研究納入到基礎(chǔ)研究重大科學(xué)研究計(jì)劃當(dāng)中。正如《綱要》中所描述的那樣：“以微電子為基礎(chǔ)的信息技術(shù)將達(dá)到物理極限，對(duì)信息科技發(fā)展提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，人類必須尋求新出路，而以量子效應(yīng)為基礎(chǔ)的新的信息手段初露端倪，并正在成為發(fā)達(dá)國家激烈競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。量子調(diào)控就是探索新的量子現(xiàn)象，發(fā)展量子信息學(xué)、關(guān)聯(lián)電子學(xué)、量子通信、受限小量子體系及人工帶隙系統(tǒng)，構(gòu)建未來信息技術(shù)理論基礎(chǔ)，具有明顯的前瞻性，有可能在20～30年后對(duì)人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生難以估量的影響。”崔海濤團(tuán)隊(duì)的研究項(xiàng)目就是在這一大背景下展開，致力于解決量子信息技術(shù)中關(guān)鍵的、基礎(chǔ)性的問題，并對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生重要的理論指導(dǎo)作用。

緊扣量子糾纏　順通量子信息

細(xì)看崔海濤的研究履歷，其關(guān)鍵詞便是“量子糾纏”。

“如果說量子信息主要是基于量子力學(xué)的相干特征、重構(gòu)密碼、計(jì)算和通訊的基本原理，那么，量子糾纏在其中發(fā)揮的是非常重要而且非常基本的作用。”在多年的學(xué)習(xí)和研究過程中，崔海濤認(rèn)識(shí)到，一方面，許多重要的量子信息技術(shù)都需要量子糾纏的參與才能實(shí)現(xiàn)，例如，量子遠(yuǎn)程傳態(tài)、量子保密通訊、量子密鑰分發(fā)等；另一方面，由于量子體系與其他自由度的相互作用，這種作用最終導(dǎo)致體系的自由度與其他自由度的量子糾纏，由于環(huán)境選擇的結(jié)果，量子體系的相干性質(zhì)會(huì)逐漸消失，此即所謂退相干過程。退相干是實(shí)現(xiàn)量子信息過程所面臨的最大障礙，如何有效克服退相干，延長(zhǎng)量子體系的相干時(shí)間是當(dāng)前量子信息技術(shù)研究的前沿課題。“就是這樣奇特的物理性質(zhì)，物理學(xué)家們對(duì)它的理解至今也非常有限，這嚴(yán)重制約了量子信息技術(shù)的發(fā)展，因此，建立對(duì)量子糾纏普遍的物理理解已經(jīng)成為當(dāng)今量子信息領(lǐng)域最為急迫需要解決的問題之一。”

如何建立對(duì)多體量子態(tài)糾纏的普遍理解?如何在具體的物理系統(tǒng)中制備糾纏的量子多體態(tài)?看上去，只要解決了這兩個(gè)問題，量子糾纏就不再是瓶頸，然而，真的如此簡(jiǎn)單么?“最直觀的做法是將兩體糾纏的理解推廣到多體。但經(jīng)事實(shí)證明，這種推廣具有很大的局限，因?yàn)榱孔佣囿w態(tài)的糾纏具有遠(yuǎn)比兩體糾纏更為豐富的內(nèi)容。”接著，崔海濤進(jìn)行了舉例說明，“在3量子比特中，存在兩個(gè)隨機(jī)定域操作與經(jīng)典通訊操作下不等價(jià)的三體糾纏態(tài)；GHZ態(tài)和W態(tài)。它們都是真正的三體糾纏態(tài)，卻表現(xiàn)出完全不同的糾纏性質(zhì)。對(duì)于GHZ態(tài)，任意一個(gè)或兩個(gè)量子比特的約化密度矩陣都是單位陣；而W態(tài)，通過對(duì)任一量子比特的測(cè)量，可以得到其他兩個(gè)量子比特的最大糾纏態(tài)。4個(gè)量子比特情況就更為復(fù)雜，迄今為止也沒有一個(gè)完整的分類。”

直觀推廣不成，崔海濤又開始考慮換角度鉆研。他認(rèn)為，多體糾纏的度量應(yīng)該包括兩方面的內(nèi)容：糾纏模式(pattern)和糾纏強(qiáng)度(intensity)。糾纏強(qiáng)度即糾纏的大小，現(xiàn)已有一些比較好的度量方式，如幾何糾纏；糾纏模式則是指對(duì)應(yīng)多體糾纏的分類。而伴隨著糾纏模式，又出現(xiàn)了一個(gè)新的問題――多體態(tài)不同糾纏模式表示什么樣的物理意義?“因?yàn)檫@涉及到如何在實(shí)驗(yàn)室中制備不同的多體糾纏。不同的糾纏模式必然對(duì)應(yīng)完全不同的物理性質(zhì)，SLOCC不等價(jià)關(guān)系的存在也限制了從‘最大糾纏態(tài)’得到其他任意糾纏態(tài)的可能。對(duì)于不同的糾纏模式，我們需要不同的物理系統(tǒng)(Hamilton量)來制備。這些系統(tǒng)之間又是怎樣的關(guān)系呢?”

為了解惑，在國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“幾何相與量子糾纏的理論研究”和“多體系統(tǒng)中的量子糾纏及其幾何分類的理論研究”的支持下，崔海濤帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)在此研究方向上刻苦鉆研多年，并取得了一些深刻的認(rèn)識(shí)。通過附加對(duì)稱性的要求，例如，量子態(tài)的平移不變性質(zhì)，他們發(fā)現(xiàn)完全可以普遍地建立這些多體糾纏態(tài)間的等價(jià)關(guān)系。而且，經(jīng)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，這些等價(jià)關(guān)系可以通過態(tài)的幾何性質(zhì)很好地區(qū)分。也就是說，不等價(jià)的多體糾纏對(duì)應(yīng)體系的不同幾何結(jié)構(gòu)。更為重要的是，這些幾何結(jié)構(gòu)可以通過幾何相物理地加以描述。多體糾纏中的非平庸幾何結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)并不是孤立的，聯(lián)系最近凝聚態(tài)體系中相關(guān)幾何效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，有理由相信他們之間存在某種形式的聯(lián)系。相關(guān)的研究工作正在進(jìn)行中。

事實(shí)上，圍繞多體系統(tǒng)中的幾何相與量子糾纏的理論問題，崔海濤自攻讀博士期間就產(chǎn)生了濃厚的興趣。特別是近5年來，陸續(xù)發(fā)表了一些高水平的學(xué)術(shù)成果，并主持承擔(dān)了一些科研項(xiàng)目。迄今為止共發(fā)表學(xué)術(shù)論文22篇，均為SCI收錄，論文總引用次數(shù)137次，他引超過80次。其中，有7篇文章發(fā)表在國際權(quán)威物理學(xué)期刊“Physical Review A”上。2007年發(fā)表在“Physics Letter A”上的論文“A Study on the suddendeath of entanglement”已被引用60次(他引57次)，其他論文亦有不同程度的引用。

篇8

盡管量子理論已有百年歷史，但對(duì)于這些問題的回答，國際科學(xué)界至今仍無定論。

作為中國量子科技的先行者，郭光燦為國內(nèi)量子光學(xué)、量子密碼、量子通信和量子計(jì)算等眾多研究領(lǐng)域貢獻(xiàn)了“第一推動(dòng)力”。

這些研究方向如今已成熱門，而他本人則將視野再次轉(zhuǎn)向少人問津的“冷門”，開始思考量子物理的基本問題，嘗試探尋量子世界的本質(zhì)。

“這些是我個(gè)人的研究興趣所在，而年輕學(xué)者很難去進(jìn)行此類研究，我這個(gè)年齡的人正合適。”郭光燦說，沒有了發(fā)表學(xué)術(shù)論文等各種成果考評(píng)的現(xiàn)實(shí)壓力，他才可以更加自由地思考深層次的物理基礎(chǔ)問題。

而對(duì)于他所熟悉的量子信息等“老本行”，郭光燦則希望讓課題組的年輕學(xué)術(shù)帶頭人“大展拳腳”，給他們充分的成長(zhǎng)空間。

事實(shí)上，正是量子信息研究不斷取得新的技術(shù)突破和發(fā)展，為郭光燦的深入思考提供了“靈感之源”。

“技術(shù)發(fā)展后，我們有能力做一些新的實(shí)驗(yàn)，其中有些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象跟之前的理論可能會(huì)有沖突，這該如何解釋？”郭光燦所要做的，就是為此類問題尋找答案。他預(yù)計(jì)，在量子力學(xué)誕生兩百年之時(shí)，量子世界的本質(zhì)才有可能會(huì)被揭開。

“但很有可能找不到答案，研究工作沒有新的理論結(jié)果。”在漫長(zhǎng)的求真之路上，郭光燦期待一點(diǎn)一滴的積累。

年過七旬，身體條件已經(jīng)不允許郭光燦像年輕時(shí)一樣，每天加班加點(diǎn)工作到深夜。然而，從他參加工作起就養(yǎng)成節(jié)假日鉆進(jìn)實(shí)驗(yàn)室、辦公室的老習(xí)慣，至今都沒有改變。

“我?guī)缀鯖]有休假，哪怕是春節(jié)，過完節(jié)后的第二天就會(huì)去辦公室。”郭光燦說這是自己的性格使然，不喜歡出去玩，干脆就安排工作。

早八點(diǎn)出門，晚六點(diǎn)回家，郭光燦將工作生活安排得非常有規(guī)律。盡管如此，他每年仍有一半時(shí)間都在出差，參加學(xué)術(shù)會(huì)議、評(píng)審會(huì)議、科普?qǐng)?bào)告等各種活動(dòng)。

出差旅行途中，郭光燦總喜歡戴上耳機(jī)，聆聽存放在手機(jī)或MP3中的音樂，有流行歌曲，也有古典音樂，以此舒解旅途勞頓。

“我不會(huì)唱歌，但我喜歡不同旋律給人心靈帶來的激蕩。”郭光燦笑聲爽朗，說自己甚至成了各類音樂選秀節(jié)目的忠實(shí)觀眾，中國好聲音、中國好歌曲、青歌賽等，只要有好節(jié)目一定場(chǎng)場(chǎng)不落。

篇9

支月英

19歲的南昌姑娘不顧家人反對(duì)，只身離家堅(jiān)守深山36載

學(xué)校：江西奉新泥洋小學(xué)教師

頒獎(jiǎng)詞：芳蘭振蕙葉

你跋涉了許多路，總是圍繞著大山；吃了很多苦，但給孩子們的都是甜。堅(jiān)守才有希望，這是你的信念。36年，絢爛了兩代人的童年，花白了你的麻花辮。

堅(jiān)守深山36載的鄉(xiāng)村教師

1980年江西奉新縣邊遠(yuǎn)山村教師奇缺，19歲的南昌姑娘支月英不顧家人反對(duì)，只身到離家兩百多公里、海拔近千米且路不通的泥洋小學(xué)教書，成為一名深山女教師。

“山里的孩子們與外界接觸很少，掌握知識(shí)是他們走出大山的希望。” 這是支撐支月英留守深山的精神支柱。為了讓山村孩子也能享受到好的教育，她堅(jiān)守深山36載。

這些年，各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)去看望她，多次提出給她調(diào)換工作，但她都婉言謝絕。

2012年，比泥洋小學(xué)更偏遠(yuǎn)的白洋教學(xué)點(diǎn)學(xué)生家長(zhǎng)，聯(lián)名要求支月英老師去白洋任教。她毫不猶豫地答應(yīng)了，成了這個(gè)教學(xué)點(diǎn)第一位公辦教師。

別的教師都是往山外走，可她卻往深山里去，家里人很不理解，擔(dān)心她的身體。但是支月英認(rèn)為，“山里需要我！總要有人做出犧牲，為什么不能是我呢？”

在山區(qū)從教數(shù)十年，支月英也落下了一身病：一只眼睛幾乎看不見，一只耳朵的聽力衰弱嚴(yán)重，嗓子經(jīng)常痛得發(fā)不出聲。另外，甲減和糖尿病讓她每天不離藥。

已到了法定的退休年齡，支老師的去留一直是村民最關(guān)心的問題。可支月英似乎還沒把退休提上議事日程，她放不下山里的孩子，擔(dān)心沒有新的老師愿意來。

歲月如梭，支月英以36年的愛與執(zhí)著，以培育深山兩代人的實(shí)際行動(dòng)，譜寫了一名人民教師的光榮詩篇。2016年，她被評(píng)為感動(dòng)中國人物，為老師的堅(jiān)守點(diǎn)贊！

郭小平

醫(yī)院院長(zhǎng)的“愛心小課堂”，終為艾滋病患兒撐起一片天

學(xué)校：臨汾紅絲帶學(xué)校

頒獎(jiǎng)詞：暖帶入春風(fēng)

瘦弱的孩子需要關(guān)愛，這間病房改成的教室，是溫暖的避難所。你用12年艱辛，呵護(hù)孩子，也融化人心，郭校長(zhǎng)，你是風(fēng)雨中張開羽翼的強(qiáng)者。

“愛心小課堂”終成“紅絲帶學(xué)校”

2004年，山西臨汾第三人民醫(yī)院院長(zhǎng)郭小平見艾滋病區(qū)幾個(gè)孩子到年齡卻沒法上學(xué)，便辦起“愛心小課堂”，在這些孩子接受治療的同時(shí)，能夠讓他們學(xué)習(xí)知識(shí)。

后在各界支持下，臨汾紅絲帶學(xué)校掛牌成立。建學(xué)校讓郭小平飽受爭(zhēng)議，但他仍堅(jiān)持，說只愿有一天艾滋患兒能到正常學(xué)校上學(xué)！

漸漸地，這所特殊的小學(xué)引起了社會(huì)各界的關(guān)注，省、市相關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)多次來看望慰問住院治療的患者和孩子們，學(xué)校也建起了綜合教學(xué)樓，治療條件和教學(xué)條件都大為改觀。

在郭小平6年的堅(jiān)持和努力下，2011年，臨汾紅絲帶學(xué)校正式掛牌成立，納入國民教育系列。 “紅絲帶學(xué)校”身份終于合法化，郭小平多年的愿望終于實(shí)現(xiàn)。

這里目前生活著33個(gè)年齡不同的孩子，因?yàn)楦腥景滩。麄兪チ烁改浮⒂H人，也因?yàn)閿y帶艾滋病毒，他們?cè)谡`解和歧視中被迫離開家鄉(xiāng)。

為艾滋病孩子辦學(xué)校，有人說好，有人說不好，在爭(zhēng)議中，靠著一腔熱血，以及對(duì)感染艾滋病孩子不離不棄的信念，郭小平用自己瘦弱的身軀為這些孩子們營造了一個(gè)溫暖的家。

醫(yī)療技術(shù)逐漸發(fā)展，但是人們的意識(shí)還沒有完全跟上，對(duì)于艾滋病的歧視依舊在我們身邊蔓延。為艾滋患兒建學(xué)校讓郭小平飽受爭(zhēng)議，但是總有人要去面對(duì)、去帶領(lǐng)，他說只愿有一天艾滋患兒能到正常學(xué)校上學(xué)。

潘建偉

在世界最前排和宇宙對(duì)話，世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”首席科學(xué)家

學(xué)校：中國科技大學(xué)

頒獎(jiǎng)詞：曙色滿東方

嗅每一片落葉的味道，對(duì)世界保持著孩童般的好奇。只是和科學(xué)糾纏，保持與名利的距離。站在世界的最前排，和宇宙對(duì)話，以先賢的名義，做前無古人的事業(yè)。

他的夢(mèng)想是在中國建一個(gè)世界一流的量子物理實(shí)驗(yàn)室

在奧地利留學(xué)時(shí)，潘建偉告訴導(dǎo)師，他的夢(mèng)想是在中國建一個(gè)世界一流的量子物理實(shí)驗(yàn)室。

1997年以來，潘建偉在世界上系統(tǒng)地開創(chuàng)了量子通信的實(shí)驗(yàn)研究領(lǐng)域，在量子信息論和量子基礎(chǔ)研究領(lǐng)域取得突出的、具有國際廣泛影響的成果。

1998年潘建偉與愛因斯坦等21位世界著名科學(xué)家的論文一道入選了《自然》雜志物理學(xué)百年經(jīng)典。

熱愛祖國，獻(xiàn)身科學(xué)。盡管國外很多科研機(jī)構(gòu)極力挽留，但潘建偉像錢學(xué)森、嚴(yán)濟(jì)慈、郭永懷等前輩一樣克服困難毅然回國。2000年他回到中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)。潘建偉說：“我只有一個(gè)單純的身份，那就是中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授。”

2016年8月16日，中國自主研制的世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”成功l射，它在世界上首次實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面間的量子通信，該項(xiàng)目首席科學(xué)家正是潘建偉。

潘建偉除了擔(dān)負(fù)國家量子信息所研究工作外還是博導(dǎo)，他認(rèn)為，科研和教學(xué)最大的不同是科研需要?jiǎng)?chuàng)新，保持在國際市場(chǎng)爭(zhēng)第一。但教學(xué)是把自己所學(xué)的東西和體會(huì)傳授給學(xué)生。

教學(xué)過程中，他注重學(xué)生創(chuàng)造力的培養(yǎng)，善于用淺顯的語言講授復(fù)雜的知識(shí)，他說：“學(xué)生了解越深刻，創(chuàng)造力越提升，我就會(huì)覺得非常高興。這種高興跟做出了一個(gè)很好的實(shí)驗(yàn)工作是完全一樣的。培養(yǎng)學(xué)生對(duì)永久增加科研動(dòng)力非常重要。”

為什么年年都有教師入選感動(dòng)中國年度人物

回顧歷年感動(dòng)中國，幾乎每年都有老師的身影，他們大多來自一線，大多默默無聞，但他們還是用自己的行動(dòng)感動(dòng)了中國。

為什么年年都有老師感動(dòng)中國？為什么老師最容易感動(dòng)中國？這背后體現(xiàn)了教師這個(gè)職業(yè)哪些特點(diǎn)和光榮？小編這就帶您來盤一盤他們的“感動(dòng)點(diǎn)”在哪里！

1希望

他感動(dòng)中國，因?yàn)榻o人以希望

2015年感動(dòng)中國年度十大人物：“化緣校長(zhǎng)” 莫振高用自己微薄的工資資助近300名貧困生，為了讓學(xué)生順利進(jìn)入大學(xué)，他還不惜一切到企業(yè)、工地為貧困學(xué)子“化緣”。近10年來，莫振高先后籌集3000多萬元善款，資助1.8萬名貧困生圓了大學(xué)夢(mèng)。

2009年感動(dòng)中國年度十大人物：“80后”教師李靈，自籌經(jīng)費(fèi)在家鄉(xiāng)周口淮陽許灣鄉(xiāng)創(chuàng)辦希望小學(xué)，李靈為建學(xué)校已挪用家中20萬元，并欠下8萬元外債，她用微薄的身軀挑起孩子沉甸甸的夢(mèng)想。

2008年感動(dòng)中國年度十大人物：從漢族地區(qū)來的李桂林、陸建芬夫妻在梁山北部峽谷絕壁上的彝寨扎根18年，把知識(shí)的種子播種在彝寨，為村民走出彝寨架起“云梯”。

探因：他們?cè)谧钇閸绲穆飞宵c(diǎn)亮了知識(shí)的火把，照亮學(xué)生的前程

教師，從來都是一個(gè)充滿希望的稱呼――教書育人，以為人師。

無論是“化緣校長(zhǎng)”莫振高，“80后”教師李靈，還是李桂林、陸建芬夫婦，他們都在最崎嶇的路上點(diǎn)亮了知識(shí)的火把，照亮學(xué)生的前程，給予學(xué)生最溫暖的希望。每一個(gè)希望的接受者也終究會(huì)成為希望的傳播者，一個(gè)又一個(gè)、一代又一代。教師傳播的希望種子所到之處遍地開花。

2堅(jiān)守

他們感動(dòng)中國，因?yàn)樗麄円恢痹谀抢?/p>

2013年感動(dòng)中國年度十大人物：格桑德從河北師范大學(xué)畢業(yè)后回到墨脫從事教學(xué)工作，為了勸學(xué)、為了孩子不停課、為了學(xué)生安全回家，她常常在滿是泥石流、山體滑坡的道路上頻繁往返。因?yàn)閳?jiān)守在大山深處的工作崗位，她常年不回家，連女兒都難見上幾面。

2016年感動(dòng)中國年度十大人物：為了讓山村孩子也能享受到好的教育，支月英堅(jiān)守深山36載。從最初的“支姐姐”，到后來的“支媽媽”，再到現(xiàn)在的“支奶奶”。她用自己的默默堅(jiān)守絢爛大山幾代人的童年。

探因：為學(xué)生辛勞、為教育奔走，幾十年如一日，個(gè)中辛酸誰人知

為學(xué)生辛勞、為教育奔走，幾十年如一日，需要的是恒心，付出的是心血。這些老師有著蒼翠挺拔的骨干、有著迷人傲骨的風(fēng)姿。他們的身上是沉甸甸的責(zé)任感，負(fù)重行走慢慢長(zhǎng)路，營造一片天地成就學(xué)生的歲月靜好。

3舍棄

他們感動(dòng)中國，因?yàn)樗麄優(yōu)榻逃艞壍挠職?/p>

2014年感動(dòng)中國年度十大人物：外交官朱敏才和妻子孫麗娜，得知家鄉(xiāng)師資嚴(yán)重缺乏，退休后放棄在北京悠閑自在的生活，去山區(qū)義務(wù)支教。他們義務(wù)支教不拿一份報(bào)酬還積極為學(xué)校爭(zhēng)取各界的支持和幫助，使山寨的學(xué)校面貌煥然一新。

2011年感動(dòng)中國年度十大人物：云胡忠、謝曉君離開蒼老的父母，離開成都的學(xué)校，離開物質(zhì)豐富的城市生活，帶著3歲的女兒到四川藏區(qū)福利學(xué)校支教。

探因：他們放棄的只是外物，攀得的是精神的家園

或許有人說，人往高處走，水往低處流，這些拋棄舒適生活的老師太傻太傻。但殊不知，他們放棄的只是外物，攀得的是精神的家園。

為了教育，為了孩子，他們能夠舍得，這便值得我們?yōu)橹c(diǎn)贊。

4大愛

他們感動(dòng)中國，因?yàn)殛P(guān)鍵時(shí)刻做出了心的選擇

2012年感動(dòng)中國年度十大人物：停在路邊的客車猛地向?qū)W生沖過來，張麗莉老師在危急時(shí)刻，向前一撲，將車前嚇傻的學(xué)生用力推到一邊，自己卻被無情的車輪碾壓，導(dǎo)致雙腿高位截肢。

2010年感動(dòng)中國年度十大人物：5名幼童在房間里嬉戲誤用打火機(jī)不慎著火，王茂華老師和岳父譚良才得知火情之后，奮不顧身地?cái)?shù)次沖進(jìn)火海，成功救出5名孩子，卻被嚴(yán)重?zé)齻?/p>

探因：他們滿懷無私無畏的大愛，在危急中綻放出耀眼奪目的生命之光

都說，人在瞬間的反應(yīng)直指內(nèi)心，這是一個(gè)人下意識(shí)的反應(yīng)。無論是張麗莉老師還是王茂華老師和岳父，他們都做出了心的選擇。他們滿懷無私無畏的大愛，在危急剎那間如化繭成蝶般綻放出了耀眼奪目的生命之光。

5使命感

他們感動(dòng)中國，因?yàn)樗麄兪冀K放不下自己的那樁使命

2007年感動(dòng)中國年度十大人物：入伍20多年來，方永剛先后出版16部政治理論專著，完成10項(xiàng)國家和軍隊(duì)重點(diǎn)科研項(xiàng)目，被譽(yù)為“平民教授”“大眾學(xué)者”和“科普專家”。他躺在病床上完成了對(duì)3名研究生的學(xué)期教學(xué)和畢業(yè)論文寫作輔導(dǎo)任務(wù)。

2016年感動(dòng)中國年度十大人物：熱愛祖國，獻(xiàn)身科學(xué)。潘建偉留學(xué)后毅然回到祖國，成為國內(nèi)開辟量子信息實(shí)驗(yàn)學(xué)科的先驅(qū)之一。2016年中國自主研制的世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”成功發(fā)射，它在世界上首次實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面間的量子通信，該項(xiàng)目首席科學(xué)家正是潘建偉。

篇10

1990年，為了自己喜歡的物理，他在高考第一志愿4個(gè)專業(yè)全填了中國科大的物理專業(yè)。剛進(jìn)大學(xué)時(shí)，秉性貪玩的他很緊張，因?yàn)榘嗌贤瑢W(xué)個(gè)個(gè)都是佼佼者，他經(jīng)常通宵到教室學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)成績(jī)?cè)诎嗌厦星懊?/p>

大三，他選擇了當(dāng)時(shí)國內(nèi)最前沿的量子光學(xué)。由于課程不多，他小時(shí)候的玩性又冒了出來。他整天沉迷于電腦游戲，有次玩了三天兩夜不休息，連導(dǎo)師主講的《量子光學(xué)》也沒考好。他的導(dǎo)師郭光燦把他狠批了一頓，還以他同學(xué)的優(yōu)異表現(xiàn)來刺激他。導(dǎo)師還要求他研讀文獻(xiàn)，研究BEC理論。他這才專心于學(xué)習(xí)與科研。

盡管科研上得到嚴(yán)格的訓(xùn)練，發(fā)表了一些論文，但他覺得理論研究太枯燥，不適合愛玩的自己，更重要的是，他覺得BEC理論研究已有70多年了，很難有大的突破。1999年博士畢業(yè)留校后，他轉(zhuǎn)做量子信息實(shí)驗(yàn)研究。面對(duì)導(dǎo)師的疑慮，以前沒學(xué)過的他篤定地認(rèn)為自己一定能行。又回到了自己最喜歡的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的陣地，他如魚得水，全身心地投入。從2001年開始，實(shí)驗(yàn)室陸續(xù)出了一些成果，其中實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證KS理論的在《物理評(píng)論快報(bào)》上。

篇11

“我們的成果在爆發(fā)，人才成長(zhǎng)在爆發(fā)，作為人才搖籃的作用，十幾年的積累到這時(shí)也出來了。”一提起實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)新人才培養(yǎng)，中國科學(xué)院院士郭光燦一掃出差回來的疲憊，興奮地說。

郭光燦的實(shí)驗(yàn)室隊(duì)伍有個(gè)特點(diǎn)，就是以“土鱉”居多，大多都是從學(xué)生時(shí)期就一直跟著郭光燦的中國科大“土著”。

在國家大力吸引海外人才支援科技事業(yè)的背景下，很多實(shí)驗(yàn)室的科技骨干都是引進(jìn)人才。但郭光燦卻憑借自己獨(dú)到的眼光，培養(yǎng)出了一支富有創(chuàng)新開拓精神和沖擊國際科研前沿能力的學(xué)術(shù)隊(duì)伍。

做“敢死隊(duì)”的后援團(tuán)“年輕人，為什么這么在乎當(dāng)下呢。”量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授郭國平從18歲起就跟著郭光燦，至今，他還清楚記得第一次郭光燦對(duì)他說的話。

2010年，年僅33歲的郭國平獲得科技部A類國家重大研究計(jì)劃（“超級(jí)973”）科技專項(xiàng)“固態(tài)量子芯片研究”重大項(xiàng)目，并于今年成功在“一個(gè)電子”上實(shí)現(xiàn)10皮秒級(jí)量子邏輯門運(yùn)算，將原世界紀(jì)錄提高近百倍，為基于半導(dǎo)體的“量子計(jì)算機(jī)”的實(shí)現(xiàn)邁出重要一步。

但從當(dāng)下的評(píng)價(jià)體系來說，量子芯片領(lǐng)域的研究，不僅難度大、風(fēng)險(xiǎn)高，而且從發(fā)文章的角度看，“產(chǎn)出收益”也未必好。連郭國平自己都說，當(dāng)時(shí)很多老院士都稱這是“愣頭青”干的事兒。

但這不是郭國平做的第一個(gè)“愣頭青”的決定。他一直在中國科大學(xué)習(xí)量子光學(xué)，在博士三年級(jí)時(shí)，他突然覺得量子信息現(xiàn)有的研究已經(jīng)不足以吸引自己了。

在郭光燦的大力支持和資助下，郭國平遠(yuǎn)赴日本NEC中央研究院訪學(xué)。結(jié)果不到半年，郭國平就回來了。“老虎跟貓學(xué)爬樹，他不會(huì)教你的，肯定要自己學(xué)。”他走到郭光燦面前說，“我不再寫文章了，后面兩年我要去選修固體物理的課，行不行？”

當(dāng)時(shí)，郭光燦看到了未來實(shí)驗(yàn)室的戰(zhàn)略部署需要固態(tài)物理，但實(shí)驗(yàn)室的研究人員多數(shù)都是光學(xué)專業(yè)的。于是“大小郭”一拍即合。當(dāng)時(shí)不到30歲的郭國平開始負(fù)責(zé)建立國內(nèi)首個(gè)半導(dǎo)體量子芯片研究組，競(jìng)爭(zhēng)國際量子計(jì)算機(jī)的制高點(diǎn)。

想搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，一臺(tái)儀器就要350萬元。郭光燦相信半導(dǎo)體量子芯片是有前途的，便將實(shí)驗(yàn)室所有能調(diào)動(dòng)的資金都先投入到郭國平的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。但還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。郭光燦就以自己和整個(gè)實(shí)驗(yàn)室作擔(dān)保，又向?qū)W校借了800萬元。“要趕快把實(shí)驗(yàn)條件做成。我們有理論、有想法，但是實(shí)驗(yàn)科學(xué)只有做過了才知道。”郭光燦堅(jiān)信，“耕算失敗了，對(duì)國家的工業(yè)和技術(shù)發(fā)展也是有好處的。”

郭光燦“借錢過日子”的“超前消費(fèi)觀”在學(xué)校是出了名的。為此，學(xué)校免了這800萬元的欠款，還又支持了他200萬元。“我們就像社會(huì)主義大家庭一樣，這十幾年各種經(jīng)費(fèi)大項(xiàng)目都是實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)籌使用。哪兒需要加什么，我們就把錢買儀器。現(xiàn)在每個(gè)‘?dāng)傋印加袊H一流水平的硬件條件。”郭光燦說。“玻爾會(huì)不高興的”

在過去的一百多年間，哥本哈根學(xué)派的玻爾互補(bǔ)原理一直統(tǒng)治著量子力學(xué)界。它認(rèn)為，光子的波粒二象性是“對(duì)立互補(bǔ)”的。如同一枚硬幣的兩面，只能看到其中一面，不可能同時(shí)看到另一面。

但是實(shí)驗(yàn)室的李傳鋒研究小組 2012年9月發(fā)表在《自然一光學(xué)》雜志的論文則宣稱：他們同時(shí)看到了光子的波動(dòng)性和粒子性。“南京大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院院長(zhǎng)施毅告訴我，他們的量子物理課本來要講玻爾的互補(bǔ)原理。但現(xiàn)在他們也要把我們同時(shí)看到波粒二象l生的文章拿出來講。”郭光燦對(duì)外都這么夸獎(jiǎng)自己的弟子。

但在實(shí)驗(yàn)室，他卻要求大家有一種“我創(chuàng)新故我在”的勁頭。

今年年初，郭光燦把李傳鋒叫了過去，抽出三本書來說：“量子力學(xué)的書好像都解釋不了你們的實(shí)驗(yàn)，太牛了。”

李傳鋒憨憨一笑：“是啊，我們希望把玻爾的理論擴(kuò)展一下，把我們的結(jié)論包含進(jìn)去。”

郭光燦聽了，卻微微一皺眉：“玻爾根本不會(huì)像你這么想，你這種說法玻爾都會(huì)生氣的。你應(yīng)該更有創(chuàng)造力，把玻爾的理論。”

這不僅是郭光燦的“野心”，也是整個(gè)實(shí)驗(yàn)室的。

就在近期，實(shí)驗(yàn)室的史保森研究小組在國際上首次實(shí)現(xiàn)了攜帶軌道角動(dòng)量、具有空間結(jié)構(gòu)的單光子脈沖在冷原子系綜中的存儲(chǔ)與釋放，證明了建立高維量子存儲(chǔ)單元的可行性，邁出了基于高維量子中繼器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離大信息量量子信息傳輸?shù)年P(guān)鍵一步。

麻省理工學(xué)院的Technology Review網(wǎng)站更以“第一個(gè)存儲(chǔ)單光子形狀的量子存儲(chǔ)器在中國揭開面紗”為題，對(duì)研究室的發(fā)現(xiàn)進(jìn)行積極評(píng)價(jià)。

沒有第一的競(jìng)賽

郭光燦眼光“毒”得很。

他是國內(nèi)第一個(gè)做量子光學(xué)的。三十多年前，國內(nèi)沒有人支持他做量子光學(xué)，甚至把量子信息稱為“偽科學(xué)”。“剛開始，郭光燦的工作沒人重視，按他自己的話說，‘坐了十多年冷板凳’。”原中國科大副校長(zhǎng)韓榮典說，“哪個(gè)新學(xué)科不是坐冷板凳？但他堅(jiān)持下來了，還培養(yǎng)了一大批出色人才。”

在郭光燦的這場(chǎng)“科學(xué)賽跑”中，沒有第一名。

他趕上了全球量子信息發(fā)展的萌芽期，熟知量子信息發(fā)展動(dòng)態(tài)。因此，他做科研從來不緊跟風(fēng)國外，而是前瞻性地進(jìn)行戰(zhàn)略部署。

1999年，實(shí)驗(yàn)室在中科院實(shí)驗(yàn)室評(píng)比中獲得第一名。郭光燦借助350萬的獎(jiǎng)金，將對(duì)國家安全至關(guān)重要且容易出成果的“量子密碼”作為突破口，在國際上首次解決了量子密鑰分配過程的穩(wěn)定性問題，經(jīng)由實(shí)際通信光路實(shí)現(xiàn)了125公里單向量子密鑰分配。

兩年之后，他又布局量子信息最核心的資源――量子糾纏。2011年，《自然一通信》在線發(fā)表了李傳鋒、黃運(yùn)鋒研究組獨(dú)立制備出的八光子糾纏態(tài)，刷新了多光子糾纏制備與操作數(shù)目的世界記錄。

單是光學(xué)和量子信息是不夠的，因此郭光燦又與郭國平一起部署了半導(dǎo)體量子芯片研究平臺(tái)。

當(dāng)時(shí)正好趕上金融危機(jī)，美國實(shí)驗(yàn)室都在降價(jià)處理儀器設(shè)備。實(shí)驗(yàn)室便遠(yuǎn)赴大洋彼岸的美國挑選了5臺(tái)“五臟俱全”的“二手貨”，建起了成熟的量子芯片加工平臺(tái)。隨后，郭光燦又派研究人員到蘇州納米所學(xué)習(xí)微納加工，建立起以考核技術(shù)進(jìn)步為主的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)出一支優(yōu)秀的研究隊(duì)伍。

2004年開始，除了“看家”的理論組方向外，郭光燦又部署起新的量子光集成芯片方向，進(jìn)行微腔小球研究。“我們的四個(gè)實(shí)驗(yàn)研究方向是把握了學(xué)科發(fā)展的趨勢(shì)，結(jié)合自己的特長(zhǎng)，逐步做出了前瞻性布局。”在郭光燦看來，做研究不能讓國外牽著鼻子走。

英雄不問出處

董春華讀博時(shí)，就已經(jīng)將微腔小球研究做到了世界最高水平。

但在當(dāng)前的政策下，對(duì)于非“海歸”的董春華來說，想要留校幾乎是不可能的。為了留下董春華這個(gè)人才，郭光燦再次慷慨解囊，用實(shí)驗(yàn)室經(jīng)費(fèi)支持董春華去合作伙伴――俄勒岡大學(xué)物理系攻讀博士后。

當(dāng)時(shí)有人問郭光燦：“你要不要跟他簽個(gè)協(xié)議，會(huì)不會(huì)放出去就不回來了？”郭光燦自信地說：“我們相信他能回來，這里才能發(fā)揮他的作用。”

果不其然。兩年后，董春華在《科學(xué)》雜志以第一作者發(fā)表文章Optomechanical Dark Mode，并帶著世界上最耀眼的光機(jī)械研究方向回到了實(shí)驗(yàn)室。“我們自己培養(yǎng)人如同幫病人養(yǎng)血，調(diào)理好生血的機(jī)構(gòu)。引進(jìn)人才如同輸血，忽視增強(qiáng)自己的造血機(jī)能，是不正常的。”郭光燦說。

李傳鋒招學(xué)生，唯一看重的就是是否熱愛物理。“如果你喜歡物理就來，如果還有其他選擇，想去發(fā)財(cái)就去發(fā)財(cái)”，李傳鋒在給學(xué)生許金時(shí)面試時(shí)如此說。

篇12

中圖分類號(hào)：TN949.192文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

Study and Implementation on LCD Television Set

CHEN Wei-dong

(China Greatwall Computer Shenzhen Co.,Ltd., Shenzhen 518108)

Abstract: This paper is to proposed to establishes a unified inputer driver model, processes the input signal come from the different hardware signal path and device. We have implemented the design of main circuit structure and MCU software of the LCD TV set.This paper proposes some image processingalgorithm. Studied and develops the LCD TV set related function and to implemented it, including signal format, image processing, audio design, software development, communication and white balance adjustment and so on.

Keywords:LCD TV; scaler;firmware;microprocessor

引言

液晶電視接收機(jī)是近幾年來電視行業(yè)中出現(xiàn)的新產(chǎn)品，采用半導(dǎo)體技術(shù)研制而成，它有別于傳統(tǒng)的CRT(陰極射象管)電視。產(chǎn)品應(yīng)用現(xiàn)代高新科技技術(shù)，是集顯示器、電視功能于一體的電子消費(fèi)產(chǎn)品。采用高清晰度、高亮度、高對(duì)比度的動(dòng)態(tài)液晶顯示屏，高保真度的音頻處理技術(shù)，能欣賞到原汁原味的影視圖像和聲音。整機(jī)線路均選用低功耗，高集成度，品質(zhì)優(yōu)良的集成電子線路和電子器件設(shè)計(jì)，具有新穎獨(dú)特的外觀造型，真正的高性價(jià)比、用戶滿意的環(huán)保綠色產(chǎn)品。

1各模塊結(jié)構(gòu)及算法

液晶電視接收機(jī)的功能模塊包括交流-直流轉(zhuǎn)換電源、主電路板、升壓板、按鍵板、背光燈、液晶顯示屏。主電路板由調(diào)諧器、視頻處理器、音頻處理器、圖象處理器、圖象數(shù)據(jù)緩沖器SDRAM、MCU、閃速存儲(chǔ)器、調(diào)整數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器EEPROM、復(fù)位電路、USB接口、USB處理器、S端子，AV端子、HDMI端子，SCART，YPbPr復(fù)合端子。液晶顯示屏顯示輸出的圖象，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)芯片、源數(shù)據(jù)芯片、時(shí)序控制器、液晶陣列、偏光板等部件構(gòu)成。

1.1 中頻（IF）補(bǔ)償

由于信號(hào)在空中傳播，或者出現(xiàn)音調(diào)不和諧的情況，必需對(duì)色彩載波中的高頻衰減或不對(duì)稱進(jìn)行補(bǔ)償。IF補(bǔ)償有4種可能的設(shè)置：

平坦（沒有補(bǔ)償）、6dB/八度音階、12dB/八度音階、20dB/MHz

最后一個(gè)設(shè)置對(duì)于高頻有一個(gè)很大的推進(jìn)。它是提供給SECAM信號(hào)，使用原來是PAL標(biāo)準(zhǔn)專用的鋸齒濾波器譯碼的。

1.2矩陣運(yùn)算

通過以下的矩陣操作，RGB信號(hào)被轉(zhuǎn)換成YcrCb格式：

Y=0.299R+0.587G+0.114B

（R Y）=0.701R+0.587G+0.114B

（B Y）=0.299R+0.587G+0.886B

1.3 軟件混合器

在自動(dòng)延遲匹配之后，混合信號(hào)和向上采樣主視頻信號(hào)被匯集到一個(gè)唯一的YcrCb通道，通過一個(gè)通用的4：4：4的軟件混合器來完成。

軟件混合器電路采用以下算法，提供一個(gè)混合因子k(0..64)給一個(gè)高質(zhì)量的信號(hào)混合器達(dá)到輸出功能：

YcrCb_mix=(k*YcrCb_main+(64-k)*

YcrCb_cip)/64

1.4 計(jì)算垂直和東西方偏轉(zhuǎn)系數(shù)

查表可得到計(jì)算偏轉(zhuǎn)初始化參數(shù)，給出多項(xiàng)式系數(shù)a,b,c,d,e，用于計(jì)算垂直和東西方向偏轉(zhuǎn)。使用以下多項(xiàng)式計(jì)算：

a0..a3的初始化值用于垂直偏轉(zhuǎn)，a0..a4的初始化值用于東西方向偏轉(zhuǎn)。用于計(jì)算不同域頻率的初始值的系數(shù)可查表獲得。計(jì)算值除以128后為系數(shù)值，例如：50Hz垂直偏轉(zhuǎn)的a0值為：

a0=(a×128-b×1365.3+c×682.7-d×682.7)/128

1.5ADC輸入控制

ADC轉(zhuǎn)換器可以接收24位/48位圖形數(shù)據(jù)（RGB888）或者SDTV/HDTV(YPbPr444)視頻數(shù)據(jù)輸入。為了避免偽同步脈沖影響ADC數(shù)據(jù)輸入位置和時(shí)鐘頻率，主處理器將在MACROVISION的有效區(qū)間生成行同步脈沖。生成的Hsync脈沖頻率由以下公式計(jì)算：

F(hsync)= F(refclk) / (FROFFSET × 4)

其中：F(refclk)=12MHz

1.6同步處理器

其中，行同步的計(jì)算：HS_FREQ報(bào)告在4個(gè)行同步脈沖內(nèi)計(jì)算的參考時(shí)鐘周期數(shù)。這樣，行同步可以從計(jì)數(shù)值中用如下公式計(jì)算：

Hsync_Freq=(4×reference_clock_frequency)/HS_FREQ

場(chǎng)同步的計(jì)算，按照以下公式：

Vsync_Freq=reference_clock_frequency/(VS_FREQ×512)

1.7向下定標(biāo)的功能

為支持PIP、POP功能及不同的顯示格式，輸入處理模塊包含一個(gè)向下定標(biāo)的操作，使輸入的視頻變小，以適合所需的類型。向下定標(biāo)處理器提供兩個(gè)算法：下降像素方法或平均相鄰點(diǎn)方法，實(shí)現(xiàn)無級(jí)收縮功能。下降像素方法可以獲得一個(gè)銳利的向下定標(biāo)圖象。但是，有個(gè)缺點(diǎn)，經(jīng)過處理有些細(xì)線可能消失了。另一方面，平均算法的優(yōu)點(diǎn)是可以避免假信號(hào)，在向下采樣之前提供一個(gè)低通濾波器。盡管向下定標(biāo)后的圖象看起來更平滑，它可以包含更多的輸入圖象信息。

可以通過設(shè)置寄存器的信息來配置水平和垂直的定標(biāo)參數(shù)。向下定標(biāo)的因子定義為：

SDF=[65535 x （目標(biāo)視頻型號(hào) / 源視頻型號(hào)）]

1.8輸出的信號(hào)格式

輸出信號(hào)格式可以是RGB或者YPbPr 。

亮度Y：Y信號(hào)的峰值視頻振幅是消隱電平上714mV。負(fù)向的同步信號(hào)脈沖是286mV。黑電平設(shè)置可能是0，或者從消隱電平到參考白電平視頻范圍的-2.5%～ 7.5%之間。

色差信號(hào)：

Pb=(B-Y)/1.772

Pr=(R-Y)/1.402

通過以上的處理，Pb和Pr信號(hào)可以得到最大振幅為消隱電平的+350mV～-350mV。YUV域色彩調(diào)節(jié)（亮度、對(duì)比度、飽和度、色調(diào)）

亮度的調(diào)整是對(duì)信號(hào)亮度值加上或減去一個(gè)常數(shù)。對(duì)比度調(diào)整是對(duì)信號(hào)亮度數(shù)據(jù)乘以一個(gè)常數(shù)。色調(diào)是調(diào)整色彩的波長(zhǎng)。飽和度是調(diào)整呈現(xiàn)的色度。

Y=(Y-128)*Yc(3 int,5fra)+Yb(-128～128)

U=Sat*（Uo*cos（h）+Vo*sin（h））

V=Sat*（Uo*cos（h）-Vo*sin（h））

1.9RGB域色彩調(diào)整

R={R-Rblack(-128～127)}*Rcontrast(0～2)+Rbrightness(-128～127)

G={G-Gblack(-128～127)}*Gcontrast(0～2)+Gbrightness(-128～127)

B={B-Bblack(-128～127)}*Bcontrast(0～2)+Bbrightness(-128～127)

1.10JPEG引擎

量子化或反量子化是在鋸齒形模塊完成的。量子化表是一個(gè)關(guān)鍵因素，以確定JPEG壓縮的質(zhì)量。主處理器有一個(gè)內(nèi)建的SRAM，用做量子化表。低位部分是用作亮度質(zhì)量表，其余部分用作色彩質(zhì)量表。這些表可以由開發(fā)人員進(jìn)行編程以滿足不同的圖象質(zhì)量等級(jí)。公共的量子化參數(shù)可以從以下的算法得到：

IF (quality

Else sf=200-quality*2;

Quantize value of Y=((std_luminance_table*sf)

+50)/100；

Quantize value of U,V=((std_chrominance_table

*sf)+50)/100；

1.11 音頻控制器

音頻模塊支持AC'97多媒體數(shù)字信號(hào)編解碼器接口（AC'97，其全稱為Audio CODEC '97 （音頻多媒體數(shù)字信號(hào)編／解碼器），是Intel公司聯(lián)合CREATIVELABS、NS、ANALOGDEVICE、YAMAHA共同提出并制定的音頻技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，目前的AC'97規(guī)范已經(jīng)發(fā)展到2.3，AC'97規(guī)范的主要要求是在電路結(jié)構(gòu)上將數(shù)字和模擬部分分開，以降低電磁串?dāng)_和提高性能），用于音頻錄音/重放和流功能。此外，音頻模塊中還包含一個(gè)向下采樣濾波器和IMA-ADPCM多媒體數(shù)字信號(hào)編解碼器，以減少數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量。

1.12HDMI接口

目前，HDMI已升級(jí)到1.3版本，這是繼1.2版大幅擁抱PC平臺(tái)之后的又一新版，此一新版在支持規(guī)格上有著進(jìn)一步的加強(qiáng)，主要的增強(qiáng)項(xiàng)目有以下幾項(xiàng)：高速傳輸、更高色數(shù)、支持無損音效。

1.13SCART接口

歐洲市場(chǎng)的視頻產(chǎn)品的視頻接口普遍采用SCART接口，作為接收機(jī)采用的是female的形式，male形式則作為連接線的插頭。其內(nèi)部包含CVBS IN、R/G/B IN、AUDIO IN、CVBS OUT、AUDIO OUT及識(shí)別信號(hào)等。隨著大屏幕電視的發(fā)展，目前歐洲市場(chǎng)上的電視特別是大屏幕電視，普遍具有多組SCART接口，每組接口的標(biāo)準(zhǔn)有所區(qū)別。

2軟件開發(fā)

2.1 輸入器驅(qū)動(dòng)器

TDAPI提供了一個(gè)統(tǒng)一的輸入器驅(qū)動(dòng)器模型，處理來自不同硬件信號(hào)路徑和設(shè)備的輸入信號(hào)。由于使用了統(tǒng)一的輸入器驅(qū)動(dòng)器模型，應(yīng)用軟件或者一些API（應(yīng)用程序接口）就不需要考慮輸入信號(hào)和其硬件路徑，而只需使用相同的方法或相同的編碼來操作。這大大簡(jiǎn)化了應(yīng)用軟件的結(jié)構(gòu)，而且使應(yīng)用軟件可以同時(shí)支持不同的譯碼器和設(shè)備。

資源創(chuàng)建者可以管理驅(qū)動(dòng)器所需的所有寄存器設(shè)置。

體系結(jié)構(gòu)如圖1。

TDAPI提供的功能有：輸入器驅(qū)動(dòng)器接口、輸入器驅(qū)動(dòng)器池、圖片槽及用法、設(shè)置輸入器驅(qū)動(dòng)器屬性、TDAPI服務(wù)程序。

2.2MCU軟件的開發(fā)流程

MCU的軟件也稱為固件(Firmware)。其設(shè)計(jì)過程包含軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段、功能模塊設(shè)計(jì)階段、測(cè)試階段、修改階段、版本及控制階段。

（1）初始化程序：液晶電視接收機(jī)接上電源后，主程序執(zhí)行以下的初始化子程序：初始化MCU、復(fù)位視頻譯碼器、初始化串行口、初始化按鍵、發(fā)出版本消息、檢查EEPROM是否為空、初始化全程變量、初始化圖象處理器、初始化OSD參數(shù)、初始化視頻譯碼器、初始化調(diào)諧器參數(shù)、初始化聲頻處理器、初始化梳形濾波器、初始化字幕/檢測(cè)暴力等級(jí)芯片、初始化中斷參數(shù)。

（2）主循環(huán)程序：完成初始化過程后，進(jìn)入主循環(huán)程序，執(zhí)行以下功能。

SlowTimerHandler()：定時(shí)器計(jì)數(shù)處理。

uartDecodeCommand()：異步通信譯碼命令檢測(cè)。

keyDetectHandler()：按鍵的檢測(cè)和處理。

irDecodeCommand()：紅外線遙控器按鍵命令檢測(cè)。

irDecodeNumKey()：對(duì)于按下遙控器的數(shù)字按鍵的處理，切換到對(duì)應(yīng)的頻道。

OsdHandler()：控制OSD菜單的顯示。

PowerHandler( ) ：MCU檢測(cè)如果無輸入信號(hào)，則顯示"無信號(hào)輸入"OSD提示信息。5秒之后，關(guān)閉系統(tǒng)，包括關(guān)閉定標(biāo)器輸出、液晶顯示屏電源、背光燈、音頻電源，進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)，節(jié)電狀態(tài)下功耗小于2W。

TV_ChannelAutoScan() ：當(dāng)使用者在OSD菜單上選擇自動(dòng)搜臺(tái)時(shí)，執(zhí)行此項(xiàng)功能。

PollingInputSrc()：查詢輸入源的輸入狀態(tài)。

usrVChipHandler()：檢測(cè)輸入圖象信號(hào)的暴力等級(jí)。

msBurnInMode()：在工廠模式下提供烤機(jī)的信號(hào)。

（3）主要的子程序模塊有：

設(shè)置液晶屏的開關(guān)時(shí)序子程序、按鍵檢測(cè)子程序、OSD菜單處理子程序等。

（4）中斷服務(wù)：微控制器需要完成的中斷服務(wù)有定時(shí)中斷和RS232中斷。

（5）USB總線接口：主處理芯片內(nèi)部集成一個(gè)USB控制器。執(zhí)行4個(gè)USB端點(diǎn)的控制。

（6）紅外遙控器的檢測(cè)和處理：包括以下的幾個(gè)子過程，啟動(dòng)紅外遙控器、接收遙控器按鍵、讀每一個(gè)紅外接收字節(jié)信息、檢測(cè) IR 的Start命令、IR 譯碼命令、IR 譯碼數(shù)字鍵、選擇頻道號(hào)、設(shè)置調(diào)諧器頻道、設(shè)置聲頻處理器選擇過程。

3通信和自動(dòng)調(diào)整

3.1通信接口

MCU提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的RS232接口和I2C總線接口。這些接口還可提供在線編程和調(diào)試功能。

3.2基準(zhǔn)校正與白平衡調(diào)整

在調(diào)整之前必須先校正輸入信號(hào)的基準(zhǔn)電平和增益范圍，這些是通過調(diào)整電視接收機(jī)ADC信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊的寄存器來完成的。然后再通過通信總線將調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)送給該電視機(jī)中的微處理器，微處理器接收到調(diào)整數(shù)據(jù)后，改變相關(guān)控制寄存器的值，從而使液晶顯示屏控制器件的輸出模擬量大小發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)顯示屏的R、G、B三色信號(hào)的電壓調(diào)節(jié)，達(dá)到白平衡調(diào)整目的。

4總結(jié)

以上產(chǎn)品進(jìn)入大批量生產(chǎn)。市場(chǎng)追蹤的數(shù)據(jù)顯示良好。這表明在圖象處理芯片組的支持下，微處理器控制系統(tǒng)能有效解決液晶電視接收機(jī)應(yīng)用上的問題。

參考文獻(xiàn)

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篇13

1 物理學(xué)的發(fā)展過程

1.1 宏觀低速階段

研究宏觀低速的理論是牛頓力學(xué)，研究對(duì)象為宏觀低速運(yùn)動(dòng)的物體。例如：汽車、火車的運(yùn)動(dòng)，地球衛(wèi)星的發(fā)射。在牛頓力學(xué)中，牛頓認(rèn)為：質(zhì)量、時(shí)間、空間都是絕對(duì)的。也就是說，對(duì)于時(shí)間來講不存在延長(zhǎng)和收縮的問題，即時(shí)間是在一秒鐘，一秒鐘地或一個(gè)小時(shí)，一個(gè)小時(shí)地均勻流失。對(duì)于空間和質(zhì)量來講也不存在著變大或變小的問題。牛頓力學(xué)的三大定律，就是在這樣的基礎(chǔ)上建立的。

1.2 宏觀高速階段

研究宏觀高速的理論是愛因斯坦的相對(duì)論力學(xué)，愛因斯坦在1905年發(fā)表了論文相對(duì)論力學(xué)。愛因斯坦認(rèn)為空間、質(zhì)量、時(shí)間都是相對(duì)的。并且找出了動(dòng)質(zhì)量和靜質(zhì)量之間的關(guān)系：其中m0為靜質(zhì)量；m為動(dòng)質(zhì)量。

1.3 微觀低速階段

其理論是薛定諤，海森堡兩個(gè)創(chuàng)立的量子力學(xué)。研究對(duì)象為分子、原子、電子、粒子等肉眼所看不見的物質(zhì)。

1.4 微觀高速階段

理論是量子場(chǎng)論，研究對(duì)象為宇宙射線，放射性元素。例如“鐳”。量子場(chǎng)論就是粒子通過相互作用而被產(chǎn)生，湮滅或相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律。例如：通過對(duì)天外射線射向地球宇宙射線的研究發(fā)現(xiàn)“反粒子”，即電子的反粒子正電子。負(fù)電子與正電子相互作用湮沒——轉(zhuǎn)化為二個(gè)γ光子，例如“閃電”。

2 物理學(xué)與工程技術(shù)的關(guān)系

物理學(xué)與工程技術(shù)有著密切的關(guān)系，他們之間是相互促進(jìn)共同發(fā)展的。我們平時(shí)常說科學(xué)技術(shù)，實(shí)際上科學(xué)和技術(shù)是兩個(gè)不同的概念。科學(xué)解決理論問題，而技術(shù)解決實(shí)際問題。科學(xué)是發(fā)現(xiàn)自然界當(dāng)中確實(shí)存在的事實(shí)，并且建立理論，把這些理論和現(xiàn)象聯(lián)系起來。科學(xué)主要是探索未知，而技術(shù)是把科學(xué)取得的成果和理論應(yīng)用于實(shí)際當(dāng)中，從而解決實(shí)際問題。所以技術(shù)是在理論相對(duì)比較成熟的領(lǐng)域里邊工作。科學(xué)與工程技術(shù)相互促進(jìn)的模式主要有以下兩種。

2.1 技術(shù)——物理——技術(shù)

例如：蒸汽機(jī)的發(fā)明和蒸汽機(jī)在工業(yè)當(dāng)中的應(yīng)用形成了第一次工業(yè)革命——熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理——蒸汽機(jī)效率的提高，內(nèi)燃機(jī)，燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)明。這一次主要是這樣：由于蒸汽機(jī)的發(fā)明，在當(dāng)初工業(yè)應(yīng)用上，出現(xiàn)了很多應(yīng)用技術(shù)的問題。例如蒸汽機(jī)發(fā)明的初期熱效率很低，大概不到5%。這樣，就對(duì)物理提出了很尖銳的問題。那就是熱機(jī)的效率最高能達(dá)到多少？熱機(jī)的效率有沒有上限？上限是多少？再一個(gè)就是通過什么樣的方式來提高熱機(jī)的效率？由于這些問題就促進(jìn)了物理學(xué)的發(fā)展，正是在這些問題解決的過程當(dāng)中，逐漸形成和建立了熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理。而熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理很好地回答了提高熱機(jī)效率的途徑，以及提高熱機(jī)效率的限度等等這些理論上的問題。

2.2 物理——技術(shù)——物理

例如：

①電磁學(xué)——發(fā)電機(jī)，電力電器，無線電通信技術(shù)——電磁學(xué)；電磁學(xué)從庫侖定律的發(fā)現(xiàn)，以及法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)定律，直到1865年麥克斯韋建立電磁學(xué)基本理論，這些都是科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室里邊逐漸形成的，這都是理論建立的過程，而這些理論應(yīng)用于實(shí)際就發(fā)明了電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等其它電器以及無線電通信技術(shù)，而這些實(shí)用技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展又給電磁學(xué)提出來了許多需要解決的實(shí)際問題。正是這些問題的逐步解決，使得電磁學(xué)更加的完善和在理論上進(jìn)一步得到了提高。

②量子力學(xué)，半導(dǎo)體物理——晶體管超級(jí)大規(guī)模集成電路技術(shù)，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，激光技術(shù)——量子力學(xué)，激光物理；量子力學(xué)是20世紀(jì)初期為了解決物理上的一些疑難問題而建立起來的一種理論，這種理論應(yīng)用于解決晶體的問題就形成了半導(dǎo)體技術(shù)，而半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展就發(fā)明了大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路，而超大規(guī)模集成電路的發(fā)明是產(chǎn)生電子計(jì)算機(jī)的主要物質(zhì)基礎(chǔ)，而正是由于電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展又向量子力學(xué)提出了一些其他更加深刻需要解決的問題，而這些問題的解決就促進(jìn)了量子力學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展和完善。

③狹義相對(duì)論，質(zhì)能關(guān)系E=mc2， E=mc2——原子彈及核能的利用——核物理，粒子物理，高能物理；狹義相對(duì)論是20世紀(jì)初期愛因斯坦建立的一種理論，他是為了解決電磁學(xué)等其他物理學(xué)科上的一些經(jīng)典物理當(dāng)中理論上的一些不協(xié)調(diào)和不自恰這樣一種矛盾而提出的一種理論，這種理論當(dāng)中有一個(gè)很重要的理論結(jié)果，那就是質(zhì)能關(guān)系E=mc2，E=mc2。而這種質(zhì)能關(guān)系被我們稱為打開核能寶庫的鑰匙，這一理論結(jié)果的應(yīng)用直接導(dǎo)致了或者指導(dǎo)了核能的應(yīng)用，而對(duì)于核能的進(jìn)一步應(yīng)用又提出了許多新的問題，而這些新問題的進(jìn)一步解決使得理論更加完善而得到進(jìn)一步提高，從而形成像核物理，粒子物理，以及高能物理等等，那么實(shí)際技術(shù)上問題的解決又進(jìn)一步促進(jìn)了物理學(xué)的發(fā)展。

3 結(jié)語

應(yīng)該說物理和技術(shù)有著密切的聯(lián)系，物理原理及理論的初創(chuàng)式開發(fā)和應(yīng)用都形成了當(dāng)時(shí)的高新技術(shù)，物理學(xué)仍然是當(dāng)代高新技術(shù)的主要源泉。所有新技術(shù)的產(chǎn)生都在物理學(xué)中經(jīng)歷了長(zhǎng)期醞釀。例如：1909年盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)——40年后的核能利用；1917年愛因斯坦的受激發(fā)射理論——1960年第一臺(tái)激光器的誕生等，整個(gè)信息技術(shù)的產(chǎn)生、發(fā)展，其硬件部分都是以物理學(xué)為基礎(chǔ)的。

參考文獻(xiàn)：

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