中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉教授及其同事張強(qiáng)、陳騰云與中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)所和清華大學(xué)的科研人員合作，將可以抵御黑客攻擊的遠(yuǎn)程量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)的安全距離擴(kuò)展至200公里，創(chuàng)下新的世界紀(jì)錄。11月7日出版的國(guó)際權(quán)威物理學(xué)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》發(fā)表了這一重要成果。

　　量子密鑰分發(fā)為安全信息加密提供了一個(gè)理論上絕對(duì)安全的解決方案。然而，現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的器件不滿足理論假設(shè)的缺陷，會(huì)引入各種安全漏洞，從而導(dǎo)致黑客攻擊。特別是“時(shí)間位移攻擊”、“死時(shí)間攻擊”和“強(qiáng)光致盲攻擊”等針對(duì)探測(cè)系統(tǒng)的攻擊，成為“量子黑客”的主要攻擊點(diǎn)。2013年，潘建偉小組和加拿大一研究組分別在國(guó)際上首次實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了測(cè)量器件無關(guān)的量子密鑰分發(fā)，完美解決了所有針對(duì)探測(cè)系統(tǒng)的攻擊，被美國(guó)物理學(xué)會(huì)《物理》雜志評(píng)選為2013年度國(guó)際物理學(xué)領(lǐng)域的十一項(xiàng)重大進(jìn)展。然而這些前期實(shí)驗(yàn)結(jié)果的傳輸距離僅為50公里左右，嚴(yán)重限制了該技術(shù)在實(shí)用化廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。測(cè)量器件無關(guān)的量子密鑰分發(fā)到底能夠走多遠(yuǎn)，成為量子通信研究領(lǐng)域中的一個(gè)重要課題。

　　經(jīng)過一年多的實(shí)驗(yàn)探索，潘建偉小組通過發(fā)展高速獨(dú)立激光干涉技術(shù)，結(jié)合中科院上海微系統(tǒng)所自主研發(fā)的高效率、低噪聲超導(dǎo)納米線單光子探測(cè)器，將該協(xié)議的安全距離突破至200公里，并將成碼率提高了3個(gè)數(shù)量級(jí)。該工作被《物理評(píng)論快報(bào)》審稿人評(píng)論為“實(shí)用量子密鑰分發(fā)的重要里程碑”和“物理和技術(shù)上的重大進(jìn)展”，并被《物理評(píng)論快報(bào)》選為“編輯推薦”論文。歐洲物理學(xué)會(huì)下屬網(wǎng)站《物理世界》也以“安全的量子通信傳輸?shù)竭h(yuǎn)距離”為題，對(duì)其進(jìn)行了報(bào)道。

　?。ū緢?bào)記者佘惠敏 通訊員蔣家平）

　　照亮21世紀(jì)的藍(lán)光

　　本報(bào)記者 沈 慧

　　萬眾矚目的“2014年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)”頒給了日本物理學(xué)家赤崎勇、天野浩和日裔美籍物理學(xué)家中村修二，以表彰他們發(fā)明了高效環(huán)保的光源藍(lán)光LED。

　　何為L(zhǎng)ED？這個(gè)縮寫詞的原文是light-emitting diode，對(duì)應(yīng)的中文是“發(fā)光二極管”?；蛟S有些人還是不太明白。用中國(guó)科學(xué)院理論物理研究所專家李淼的話說，“LED就是電視遙控器上那個(gè)發(fā)出紅外信號(hào)的燈。這種燈既不是傳統(tǒng)的白熾燈，也不是現(xiàn)在流行的熒光燈（節(jié)能燈），而是一種半導(dǎo)體做成的燈?！?/p>

　　也許有人會(huì)問，為什么偏偏是藍(lán)光LED獲得殊榮，而不是其他顏色？其實(shí)，在藍(lán)光LED誕生前，紅光、綠光、黃光LED早已問世——1907年，科學(xué)家第一次在碳化硅里觀察到電致發(fā)光現(xiàn)象；20世紀(jì)60年代末，通過在砷化鎵基體上使用磷化物，第一個(gè)紅光LED產(chǎn)生……但正如李淼指出的，“僅有紅光、黃光和綠光無法制造出白光LED，LED的照明功能便不存在，必須找到三原色（紅綠藍(lán)）中的藍(lán)色?！?/p>

　　當(dāng)時(shí)，已有人提出氮化鎵材料為完成LED色彩拼圖的可能選擇，但很多科學(xué)家并未研究下去，而是轉(zhuǎn)向其他材料體系，比如氧化鋅等。幸運(yùn)的是，今年85歲高齡的赤崎勇彼時(shí)選擇了堅(jiān)持，在氮化鎵研究中，他和學(xué)生天野浩首次實(shí)現(xiàn)了氮化鎵的PN結(jié)，為利用氮化鎵材料制造藍(lán)色發(fā)光二極管奠定了基礎(chǔ)。

　　解決藍(lán)光LED實(shí)用化問題，讓其走進(jìn)千家萬戶的則是中村修二。1989年，中村修二開始倒騰二極管，彼時(shí)他只是一家名為“日亞化工”公司的技術(shù)員。1993年，還是一位碩士研究生的他成功制造出高品質(zhì)的氮化鎵，首次推出了LED照明產(chǎn)品。不久，白光LED很快出現(xiàn)。

　　盡管因?yàn)槌杀締栴}，LED燈的潛能如今還未完全釋放，但這項(xiàng)偉大發(fā)明已使人類受益匪淺。

　　由于利用高亮度白色發(fā)光二極管的發(fā)光源進(jìn)行發(fā)光，與白熾燈相比，LED燈發(fā)光效率更高?！捌胀ò谉霟粽９ぷ鲿r(shí)消耗的電能僅有10%轉(zhuǎn)化為光能，而LED燈能量利用率可以達(dá)到60%；需要的電壓也很低，幾個(gè)伏特就行了；而且，白熾燈的壽命一般為1000小時(shí)左右，LED壽命高達(dá)10萬小時(shí)，基本能使用10年以上?！崩铐嫡f。

　　可別小瞧了這一盞LED燈?！罢彰魇枪?jié)能效果最明顯、操作最簡(jiǎn)單的節(jié)能措施，2012年我國(guó)照明用電約6500億千瓦時(shí)，若全社會(huì)實(shí)現(xiàn)LED產(chǎn)品替換每年可節(jié)電約3500億千瓦時(shí)，相當(dāng)于4座三峽水電站的發(fā)電量?！睔W普照明股份有限公司董事長(zhǎng)王耀海告訴記者。

　　正如瑞典皇家科學(xué)院在頒獎(jiǎng)詞中所言，“白熾燈照亮了20世紀(jì)，而LED燈將照亮21世紀(jì)?！?/p>