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篇1
量子通信技术的研究方向除了包括量子隐形传态还包括量子安全直接通信等，突破了现有信息技术，引起了学术界和社会的高度重视。与传统通信技术相比，量子通信除具有超强抗干扰能力外且不需对传统信道进行借助；与此同时量子通信的密码被破译的可能性几乎没有，具有较强的保密性；另外，量子通信几乎不存在线路时延，传输速度很快。量子通信发展仅仅经历了20年左右，但其发展却十分迅猛，目前已经被很多国家和军方给予高度关注。
量子通信在国防和军事上具有广阔的应用前景，作为量子技术的最大特征，量子技术的安全性是传统加密通信所无可企及的。量子通信技术的超强保密性，能够有效保证己方军事密件和军事行动不被敌方破译及侦析，在国防和军事领域显示出无与伦比的魅力。另一方面，在破解复杂的加密算法上，也许现有计算机可能需要好几万年的时间，在现实中是完全无法接受且几乎没有实用价值的。但量子计算机却能在几分钟内将加密算法破解，如果未来这种技术被投入实用，传统的数学密码体制将处于危险之中，而量子通信技术则能能够抵御这种破解和威胁。
在民间通信领域量子通信技术的应用前景也同样广阔。中国科技大学在2009年对界上首个5节点的全通型量子通信网络进行组建后，使得实时语音量子保密通信被首次实现，城市范围的安全量子通信网络在这种“城域量子通信网络”基础上成为了现实。
篇2
为了克服星地量子密钥分发的上述困难，中科院协同创新团队在中国科大上海研究院、中科院上海技物所和光电技术研究所进行了多年的合作技术攻关，自主研制了高速诱骗态量子密钥分发光源和轻便的收发整机，自主发展了高精度的跟瞄、高精度同步和高衰减链路下的高信噪比及低误码率单光子探测等关键技术。在此基础上，协同创新团队利用旋转平台来模拟低轨道卫星的角速度和角加速度；利用热气球来模拟随机振动和卫星姿态；利用百公里地面自由空间信道来模拟星地之间高衰减链路信道，从而成功地验证了星地之间安全量子信道的可行性。
据了解，该研究为我国通过发射量子科学实验卫星，实现基于星地量子通信的全球化量子网络和在大尺度量子理论基础检验，以及探索如何融合量子理论与爱因斯坦广义相对论，奠定了必要的技术基础。这是继去年实验实现拓扑量子纠错和百公里自由空间量子态隐形传输与纠缠分发后，中科院量子科技先导专项取得的又一阶段性重要突破，同时也是量子信息与量子科技前沿协同创新中心的最新重要成果。
中国科学家成功破译H5N1分子机制
新华网消息，中国科学家在美国《科学》杂志网络版上报告说，他们“破译”了H5N1禽流感病毒感染人的分子机制，这一发现对防止禽流感病毒扩散具有重要意义。
此前科学家已经知道禽流感病毒可以感染人，并确认病毒表面一种名为血凝素（HA）蛋白的突变，让禽流感病毒能够通过空气在雪貂之间传播，但科学家一直不了解完成这一过程的分子机制。
中国科学院病原微生物与免疫学重点实验室的研究人员借助蛋白质大分子晶体学研究方法，微观研究了HA蛋白与相关受体的结构。他们发现，一旦HA蛋白发生某种结构变化，其受体结合特性就会从禽类变成人类。
篇3
笔者已从事本科生“通信与电子信息专业英语”课程教学多年。近五年来，笔者对该课程的教学内容和教学方法进行了多次改革，在相关文献中进行了详细的介绍[1-2]。其核心是以培养学生的综合能力为目标，改变以科技文献阅读、翻译为主的教学模式到综合性更强的教学模式。文献3中最后一部分内容即从文献检索、科技文献撰写和制作讲稿和汇报角度介绍了相关教学内容[3]。闫丽萍等在文献4中详细介绍了电子类专业英文摘要的写作培养实践过程[4]。
在2013-2014年度的课程教学中，笔者尝试通过为每位学生布置不同的作业，包括翻译文献、检索文献、撰写文献综述、为相关领域的视频撰写摘要等各类项目，训练学生的综合能力，并收到了较好的效果，避免同类作业抄袭的弊端。但笔者发现仍存在问题，主要集中在两点：1）由于选课人数多，作业内容和主题与往年的重复率较高。每年该课程的选课人数大致在80～110人之间，因此要做到每年更新所有题目有较大难度；2）学生的课堂参与度较低、互动性小。由于大多数作业无需在课堂上进行汇报，因此学生的参与度不高，师生之间、学生之间的互动很少。
针对上述存在的问题，笔者在2014-2015年度的“通信与电子信息专业英语”课程教学中改进了已有的作业模式，设计和实施了综合型更强的作业，达到全面培养并考核学生能力的教学目标。下面，笔者将从该课程综合型作业的设计与实施、教学效果等方面详细介绍。
1.通信与电子信息专业英语综合型作业的设计
1.1综合型作业的内容
“通信与电子信息专业英语”的教学目标包括培养学生下述能力：科技文献检索、文献阅读、文献翻译、初步的科技英语写作和口头报告等。课程往届作业主题涉及面很广，但不够精，因此本年度，笔者选择了少量的精选主题，并根据最新技术，更新了部分旧主题。
笔者围绕教学目标，设计的综合型作业内容如下：
作业主题共36个，包括电子与电路、通信理论、信号处理、模式识别、人工智能、机器学习、图像处理与计算机视觉、数据挖掘、传感器技术、工程编程语言软件等领域的最新技术热点，包括深度学习及应用、智能穿戴、大数据及应用、无线充电、3D打印、无人机、量子计算机、车联网等。需完成的任务包括：
1）文献检索：根据主题，搜集相关文献资料（中英文均应包括，以英文为主，数量不少于10），需给出详细的检索式、关键词、使用的数据库/网络数据库等重要信息，并将整个检索过程记入说明文档，并保存所有文献资料的原文文档。
2）文献阅读：阅读收集的文献资料。
3）文献综述：根据对文献的理解，撰写关于给定主题的综述报告。
4）制作讲稿：以文献综述为基础，制作主题相关的讲稿。
此外，按照本科生毕业设计论文的格式规范，笔者给出详细的作业文档格式要求，同时要求检索到的科技文献需下载并全部提交。
1.2 完成作业的形式
本次教学实践中，笔者变以个人为单位完成作业形式为小组形式，即将选课学生按照随机组合的方法分为2人一组（共72人，两个自然班，本次共36组），共同完成上述综合型作业任务，并增加学生汇报的人次，让尽可能多的学生参与到课堂教学过程中。
由于是两人一组共同完成一项综合型作业，为体现各自的工作量，在汇报环节中要求一人负责汇报文献检索的过程，给出详细的检索式以及检索的结果，另一人负责进行主题汇报。
2.通信与电子信息专业英语综合作业的实施过程与教学效果
2.1 综合作业的实施过程
笔者在该课程教学初布置好综合型作业任务，并选择部分小组进行课堂汇报，收到了较好效果。其中部分小组结合视频、图像、动画、实际应用等手段介绍相关主题。例如，选择“量子计算机”的小组，结合“优酷”上的一段视频详细介绍量子计算机的基本原理、存在的问题等，达到了为其他同学科普相关知识的目标，在整个主题介绍过程中，将量子计算机领域涉及的重要词汇一一介绍；报告“深度学习及应用”的小组以视觉信息处理为切入口，介绍了相关理论和研究进展；“选择超大规模集成电路”的小组结合自身参与上海市大学生科技创新活动中接触到的各类集成电路介绍主题内容；而选择“智能手机中的传感器”主题的小组，结合自己使用的智能手机介绍其中的各类传感器及其基本原理、发展现状等。多数报告小组的汇报过程生动、有趣，参与课堂教学的积极性较高，师生、学生之间的互动性加强了。通过本次综合作业的训练，学生的综合能力得以提升。
但该过程中，笔者也发现存在的问题，主要集中在：
1）文献检索过程严重依赖于网络，特别是百度，对专业电子数据库的使用仍不熟练；这是笔者教学多年中一直存在的问题。在2014-2015学年的教学实践中，仍有接近半数的报告小组在文献检索过程中首选百度检索相关资料，而不是把专业数据库作为首选。当然，对某些特定主题而言，各位搜索引擎相比专业电子数据库更有效，这一点，笔者在教学过程中也做了详细的介绍和说明，指导学生分层次的解决文献检索中的问题。
2）英文文献阅读能力有待加强；在小组报告中笔者发现，由于专业文献专业性强且较长，学生普遍怕看英文文献，在满足综合作业的基本要求基础上，多以阅读中文文献阅读为主，没有达到课程综合训练的目标之一，即英文专业文献的阅读训练。这一点与学生的阅读习惯、英文水平有较大关系，需要在今后教学中加强引导。
3）小组成员的合作精神有待提高。由于本次教学实践第一次尝试将学生随机组合为小组来协作完成综合作业，因此面对综合作业复杂的任务时，如何分配任务、如何合作是学生面临的首要问题。考虑到今后就业后学生需具备合作精神，因此，笔者设计了随机组合的形式。总体上，各小组的表现良好，但也出现了部分团队合作完成作业过程中相互推脱责任，作业完成效果不佳。结合本次教学效果和学生的建议，今后笔者仍将继续对此进行改进。
4）综合作业的文档格式不规范。本次教学实践中，笔者给出了详细的文档提交格式要求，这是按照本科生毕业论文的格式规范制定的，以此训练学生文档撰写的规范性，为今后毕业设计论文及大学生科技创新项目报告的撰写等做准备。由于之前对文档格式不作要求，学生对格式一向不重视，造成毕业论文或创新项目中格式问题频出，需要不断的纠正。因此笔者在布置综合作业时给出了详细的格式要求，以加强训练，培养学生养成良好习惯，为今后的论文、项目报告或各类竞赛论文的撰写打下基础。
2.2 综合作业教学效果及评价
为今后改进综合作业的质量和教学效果，笔者在课程结束时，设计了综合作业问卷，让学生对本次综合作业的教学效果进行评价，统计情况见表1（参与本次教学的72名本科生参与了问卷）。
表1：综合作业教学效果评价统计表
从上述表格中可见，学生对本次综合作业的整体评价较好，普遍认为收获较大。因此，今后笔者仍将继续探索相关教学模式。同时，我们也注意到，学生平时阅读专业文献的比例很低，今后需给予积极的引导。此外，笔者还对学生会选择哪些环节作为综合作业的内容进行了问卷调查，排序由高到低依次为：制作讲稿并进行汇报、文献检索、文献综述、文献翻译，由此可见，学生参与教学过程的积极性很高。综合型作业的实施对教学效果的提升是显著的。
3.今后的工作
随着通信与电子信息技术的发展，需对专业英语课程综合型作业的内容进行不断的更新。同时，综合型作业的实施形式仍待进一步探索。
参考文献：
[1]任蕾. 利用多元化教学资源丰富专业英语教学内容[J].南京：电气电子教学学报，2014年第36卷第3期，64-66
[2]任蕾，古海云，周薇娜.通信与电子信息专业英语教学探讨[J] .南京：电气电子教学学报，2009年第31卷第4期，110-111
[3]李霞，王娟主编.电子与通信专业英语（第3版）[M].北京：电子工业出版社，2014年7月
[4]闫丽萍，余艳梅，刘长军，黄卡玛. 电子类专业英文摘要写作能力的培养[J].南京：电气电子教学学报，2014年第36卷第2期，48-50
作者简介：
篇4
如今，爱因斯坦逝世已逾六十载，可谜团仍未完全破解。因此，可以毫不夸张地说，量子理论就是这么一个“幽灵”。
在量子理论对世界的描述中，一个物体可以同时处于多个位置，粒子也可以无阻碍似地穿过障碍物，所有的物体都有“波粒二象性”，它既是粒子又是波，两个分得很开的物体也可以进行某种类似“精神性”的合作……
这些描述听上去令人毛骨悚然，不可捉摸。难怪量子理论创立者之一的玻尔说过：“如果一个人没有被量子力学所震惊，那么他就没有真正懂得量子力学。”
什么是“量子”
“量子”不是一种粒子，它是一个能量的最小单位。所有的微观粒子（包括分子、原子、电子、光子）都是量子的一种表现形态。
众所周知，世界是由微观粒子组成的。因此从某种意义上来说，世界本身就是由量子组成的。在物理学中提到“量子”时，实际上指的是微观世界的一种行为倾向：物质或者说粒子的能量和其他一些性质（统称为可观测物理量）都倾向于不连续的变化。
以光为例，我们说一个“光量子”，是因为一个光量子的能量是光能量变化的最小单位，光的能量是以光量子的能量为单位一份一份地变化的。其他的粒子情况也是类似的，例如，在没有被电离的原子中，绕核运动的电子的能量是“量子化”的，也就是说电子的能量只能取特定的离散的值。只有这样，原子才能稳定存在，我们才能解释原子辐射的光谱。不仅能量，对于原子中的电子，角动量也不再是连续变化的。
量子物理学告诉我们，电子绕原子核运动时也只能处在一些特定的运动模式上。在这些模式上，电子的角动量分别具有特定的数值，介于这些模式之间的运动方式是极不稳定的。即使电子暂时以其他的方式绕核运动，很快就必须回到特定运动模式上来。
实际上在量子物理学中，所有的物理量的值都可能必须不连续地、离散地变化。在上世纪初，物理学家马克斯・普朗克最早猜测到微观粒子的能量可能是不连续的。
出生于德国传统保守家庭的普朗克从小受到良好的教育，虽然具有音乐天赋，十分迷恋音乐，但仍旧立志献身于科学，研究物理。当他去慕尼黑大学时，一位物理学教授曾劝说他不要学习物理，因为“这门科学中的一切都已经被研究过了，只有一些不重要的空白需要填补”。教授的一席话正代表了当时大多数物理学家的心态。
然而执着的普朗克却表示：“我并不期望发现新大陆，只希望能理解已经存在的美丽的物理理论，或许能将其加深和发展那么一点点。”命运总是喜欢开玩笑。本来并未期望在物理研究中“发现新大陆”的普朗克，却在不经意间成为了量子力学的创始人。
当时，解释热力学中的辐射问题，主要有瑞利-金斯定律和维恩位移定律，前者适用于低频辐射，却无法解释高频率下的测量结果；而维恩位移定律可以正确反映高频率下的结果，但无法符合低频率下的结果。
如何才能导出一个新的公式，使得高频、低频下都能符合实验结果呢？普朗克使用了一种巧妙新颖的方法：运用玻尔兹曼的统计物理，把光当成一个一个的谐振子。在他的假设中，既然辐射的是一个一个的谐振子，也就是说在黑体辐射时，能量就不是连续地，而是一份一份地发射出来的。
据此，普朗克导出了一个新公式，这个公式在频率较小时自动回到瑞利-金斯公式，在频率较大时又自动回到维恩公式。因此，新公式能在所有的频率范围与实验结果符合。
1900年12月14日，在柏林亥姆霍兹研究所的德国物理学会上，普朗克宣读了关于这一结果的论文。而这一天也被物理学家们定为量子力学的诞生之日。
然而，这一发现并不是普朗克的初衷。作为一名传统而保守的物理学家，他只是按照科学方法办事，并未想要掀起一场革命，连他自己都不知道，自己已经把量子这个“妖精”引进了物理学。
普朗克有些后悔，认为自己制造的这个量子“妖精”破坏了物理学的完美。他曾历经15年的时间，试图寻求一种经典物理方法来导出同样的公式，解决黑体辐射问题，以便挽回“局面”。
然而，他没有成功。直到1905年，26岁的爱因斯坦利用光量子的假说圆满解释了光电效应；1913年，28岁的玻尔提出了量子化的原子结构理论；1923年，31岁的德布罗意提出了德布罗意波；1925年，24岁的海森堡创立了矩阵力学；1926年，37岁的薛定谔建立了薛定谔方程……量子力学才逐渐羽翼丰满，真正使人们看到了量子概念所闪现的耀眼光芒。
说一说“量子叠加”
量子有一个非常奇怪的特性――量子叠加。
什么是量子叠加？经典事件里可以用某个物体的两个状态代表0或1，比如一只猫，或者是死，或者是活，但不能同时处于死和活的状态中间。
但在量子世界，不仅有0和1的状态，某些时候像原子、分子、光子可以同时处于0和1状态相干的叠加。比如光子的偏振状态，在真空中传递的时候，可以沿水平方向振动，可以沿竖直方向振动，也可以处于45°斜振动，这个现象正是水平和竖直偏振两个状态的相干叠加。
这种所谓的量子相干叠加是量子世界与经典世界的根本区别。
著名的“薛定谔猫”形象地描述了这个佯谬。在经典世界里，猫要不然是活的，要不然是死的，然而一只量子的猫却可以处在“死”和“活”的叠加状态上。那么这只量子“薛定谔猫”到底是死的还是活的呢？
量子测量原理给出的答案是，如果你不去看这只猫，它既不是死的也不是活的！如果你去看这只猫，那么它也许是死的，也许是活的！
正因为有量子叠加状态，才导致量子力学不确定原理，即如果事先不知道单个量子状态，就不可能通过测量把状态的信息完全读取；不能读取就不能复制。这是量子的两个基本特性。
在量子叠加原理基础之上，衍生出了量子的另一个奇妙特性，叫做“量子纠缠”。比方说，甲、乙两人分处异地，两人同时玩一个游戏――掷骰子，甲在一地扔骰子，每次扔一下，1/6的概率随机得到1到6结果中的某一个；同时，乙在另一地掷骰子，尽管两人每一次单边结果都是随机的，但每一次的结果却是一模一样的，就好像是双胞胎心灵感应一样。这就是“量子纠缠”。
若两个量子粒子处在特殊的状态（俗称“纠缠态”）中，不管其空间分离得多远，当对其中一个粒子施行操作或测量，远处的另一个粒子状态会瞬时地发生相应的改变，爱因斯坦称这个现象为“幽灵般的超距作用”。当时，爱因斯坦认为，怎么会允许两个客体在遥远的两地之间有这种诡异的互动呢？据此，他质疑量子理论的完备性。
1982年，法国物理学家Alain Aspect和他的小组证实了“量子纠缠”的超距作用确实存在。
但直到2015年，荷兰代尔夫特理工大学物理学家Ronald Hanson领导的团队进行了一项被他们称之为“无漏洞贝尔测试”的实验，“幽灵般的超距作用”才得到比较严格的验证。
有了量子纠缠，量子隐形传输的概念便呼之欲出。
通俗来讲，量子隐形传输是将甲地某一粒子的未知量子态，在乙地的另一粒子上还原出来。由于量子力学的不确定原理和量子态不可克隆原理，限制我们将原量子态的所有信息精确地全部提取出来。因此必须将原量子态的所有信息分为经典信息和量子信息两部分，它们分别由经典通道和量子通道送到乙地。根据这些信息，在乙地构造出原量子态的全貌。
1997年，在奥地利留学的中国青年学者潘建伟与荷兰学者波密斯特等人合作，首次实现了未知量子态的远程传输。这是国际首次在实验上成功地将一个量子态从甲地的光子传送到乙地的光子上。
量子也可以“接地气”
多年来，科学家们努力运用量子世界种种奇异的性质开拓出适用于经典世界的新技术，将向来被公众认为高深莫测“诡异”的量子物理从云端落地到人世间，服务社会大众。
其实，量子理论是一门非常实用的学科。
早在第二次世界大战之前，它的原理就已经被运用于分析金属和半导体的电学和热学性质。战后，晶体管和激光器这两个运用量子理论原理且广为人知的装置，更是极大地推动了信息革命的发展。
到本世纪初，在我们的周围随处可见直接或间接运用量子理论的技术和装置。从常见的CD唱片机到庞大的现代光纤通信系统、从无水涂料到激光制动车闸、从医院的核磁共振成像仪到隧道扫描显微镜……量子技术已经渗透到我们的生活中。
另外，计算能力的飞跃也是量子理论的重要应用之一。在经典计算机中，每个比特都只有0和1这两种状态。但在量子计算中，每个比特可以处在0和1的叠加状态，一旦操纵的量子数目增多，它就会以指数增长的形式来提升运算速度，有并行运算的能力。
比如，利用万亿次经典计算机分解300位的大数需要15万年，利用万亿次量子计算机，只需要1秒。同样，在大数据和人工智能里，求解一个亿亿亿变量的方程组，利用目前最快的亿亿次“天河二号”计算机大概需要100年左右，但是如果利用万亿次的量子计算机，只需要0.01秒。
量子计算的应用非常广泛，不仅可以解决大规模的计算机难题，破解经典密码，进行气象预报、药物设计、金融分析、石油勘探，而且还能揭示新能源新材料、高温超导、量子霍尔效应等复杂的物理机制。不过，量子纠缠“分身术”的特性有一个更为直接的应用，便是量子保密通信。
现在被认为最安全的信息传递方式是光纤通讯。光缆能把所有的光能限制在光纤里，外面得不到能量，所以这个传输被认为是安全的。但随着科技发展，只需让光缆泄露哪怕很少一部分能量，我们就能够窃听光缆传递的信号。
这是因为经典通信的信号只有0和1，发生窃听时，这两种信号不会被扰动。比方说，两人打电话时，他人可通过窃听器从通信线路中的上千万个电子中分出一些电子，使其进入另一根线路，从而实现窃听，而通话者无法察觉。“棱镜门”等事件的曝光便是最好的例证。
篇5
国家自然科学一等奖是中国自然科学领域的最高奖项，很多耳熟能详的老一辈科学家都名列其中。但是因2014年获奖的“透明计算”存在较大争议，2015年急需一个众望所归的团队来重新树立该奖项的声誉。恰好2015年初潘院士团队作为最大热门参加了该奖项的评选，并最终毫无悬念地获奖。
这次潘建伟院士团队获奖的项目名称为“多光子纠缠和干涉度量学”。“多光子纠缠”顾名思义就是让多个光子产生纠缠，这是利用光子做量子比特传送和量子计算的必要前提;而“干涉”就是实验上实现多光子纠缠的手段。潘建伟院士团队在量子通信和量子计算等多个方向上都取得了世界领先的科研成果，“多光子纠缠和干涉度量学”就作为其核心研究内容之一，贯穿始终。
潘建伟院士的团队是世界上量子信息研究的领军者之一，在量子通信领域更是世界最强。与以往的历届国家自然科学一等奖相比，潘建伟团队在顶级论文数量和国际影响力上都更为出类拔萃。截止到2015年，该团队成果3次入选美国物理学会评选的“年度物理学重大事件”，2次入选英国物理学会评选的“年度物理学重大进展”。2015年年末更是被物理世界网站（Physics world）评选为“2015年世界物理学十大进展”第一名，这在中国物理学界史无前例。
量子纠缠
介绍“多光子纠缠和干涉度量学”，首先需要介绍一下什么是量子纠缠。量子力学中最神秘的就是叠加态，而量子纠缠就是多粒子的一种叠加态。以双粒子为例，一个粒子A可以处于某个物理量的叠加态，同时另一个粒子B也可以处于叠加态，当两个粒子发生纠缠，就会形成一个双粒子的叠加态，即纠缠态：无论两个粒子相隔多远，只要没有外界干扰，当A粒子处于0态时，B粒子一定处于1态;反之，当A粒子处于1态时，B粒子一定处于0态。
随着量子信息学的诞生，量子纠缠已经不仅仅是一个基础研究，它已经成为量子信息科技的核心：例如，利用量子纠缠可以完成量子通信中的量子隐形传态，可以完成一次性操作多个量子比特的量子计算。让更多的粒子纠缠起来是量子信息科技不断追寻的目标。
多光子纠缠和干涉度量学
“多光子纠缠和干涉度量学”就是通过干涉度量的方法实现多光子的量子纠缠。如果这种把双光子干涉产生纠缠的方法层层累加，扩展到更多的光子，就可以形成更多光子的纠缠。针对量子信息处理尤其是光量子计算的需求，纠缠的光子数自然是越多越好。但是随着产生纠缠的光子数越多，干涉和测量的系统也就越复杂，实验难度也就越大。
潘建伟团队从2004年开始，通过在国际上原创的多光子干涉和测量技术，一直保持着纠缠光子数的世界纪录。2004年在世界上第一个实现了5光子纠缠，2007年在世界上第一个实现了6光子纠缠，2012年在世界上第一个实现了8光子纠缠，并且保持该纪录至今。
每增加一个纠缠光子，光学干涉系统就要复杂一倍，纠缠产生的难度会随着光子数呈指数上升。这个8光子纠缠光路就像“潘神的迷宫”一样复杂，精巧，困难重重，但又引人入胜。
量子计算的应用
1. 量子叠加态的计算魅力。在经典物理学中，物质在确定的时刻仅有确定的一个状态。量子力学则不同，物质会同时处于不同的量子态上。因为处于叠加态，这就意味着，量子计算一次运算就可以处理210=1024个数（从0到1023被同时处理一遍）。以此类推，量子计算的速度与量子比特数是2的指数增长关系。一个64位的量子计算机一次运算就可以同时处理264=18446744073709551616个数。如果单次运算速度达到目前民用电脑CPU的级别（1GHz），那么这个64位量子计算机的数据处理速度将是世界上最快的“天河二号”超级计算机（每秒33.86千万亿次）的545万亿倍。
量子力学叠加态赋予了量子计算机真正意义上的“并行计算”，而不像经典计算机一样只能并列更多的CPU来并行。因此在大数据处理技术需求强烈的今天，量子计算机越来越获得互联网巨头们的重视。
2. 肖尔算法――RSA加密技术的终结者。1985年，牛津大学的物理学家戴维・德意志提出了量子图灵机模型的概念。随后贝尔实验室的彼得・肖尔于1995年提出了量子计算的第一个解决具体问题的思路，即肖尔因子分解算法。
我们今天在互联网上输入的各种密码，都会用到RSA算法加密。这种技术用一个很大的数的两个质数因子生成密钥，给密码加密，从而安全地传输密码。由于这个数很大，用目前经典计算机的速度算出它的质数因子几乎是不可能的任务。但利用量子计算的并行性，肖尔算法可以在很短的时间内通过遍历算法来获得质数因子，从而破解掉密钥，使RSA加密技术不堪一击。
量子计算机会终结任何依靠计算复杂度的加密技术，但这不意味着从此我们会失去信息安全的保护。量子计算的孪生兄弟――量子通信，会从根本上解决信息传输的安全隐患。
3. 格罗弗算法――未来的搜索引擎。肖尔算法提出一年后的1996年，同在贝尔实验室的洛夫・格罗弗提出了格罗弗算法，即通过量子计算的并行能力，同时给整个数据库做变换，用最快的步骤显示出需要的数据。
量子计算的格罗弗搜索算法远远超出了经典计算机的数据搜索速度，这也是互联网巨头们对量子计算最大的关注点之一。量子信息时代的搜索引擎将植根于格罗弗算法，让我们更快捷地获取信息。
篇6
继微型激光器、微碟激光器、微环激光器、量子雪崩激光器问世后，美国加利福尼亚伯克利大学的化学家杨佩东及其同事制成了室温纳米激光器。这种氧化锌纳米激光器在光激励下能发射线宽小于0.3nm、波长为385nm的激光，被认为是世界上最小的激光器，也是采用纳米技术制造的首批实际器件之一。在开发的初始阶段，研究人员就预言这种ZnO纳米激光器容易制作、亮度高、体积小，性能等同甚至优于GaN蓝光激光器。由于能制作高密度纳米线阵列，所以，ZnO纳米激光器可以进入许多今天的GaAs器件不可能涉及的应用领域。为了生长这种激光器，ZnO纳米线要用催化外延晶体生长的气相输运法合成。首先，在蓝宝石衬底上涂敷一层1nm~3.5nm厚的金膜，然后把它放到一个氧化铝舟上，将材料和衬底在氨气流中加热到880℃~905℃，产生Zn蒸汽，再将Zn蒸汽输运到衬底上，在2min~10min的生长过程内生成截面积为六边形的2μm~10μm的纳米线。研究人员发现，ZnO纳米线形成天然的激光腔，其直径为20nm~150nm，其大部分（95％）直径在70nm~100nm。为了研究纳米线的受激发射，研究人员用Nd:YAG激光器（266nm波长，3ns脉宽）的四次谐波输出在温室下对样品进行光泵浦。在发射光谱演变期间，光随泵浦功率的增大而激射，当激射超过ZnO纳米线的阈值（约为40kW／cm）时，发射光谱中会出现最高点，这些最高点的线宽小于0.3nm，比阈值以下自发射顶点的线宽小1/50以上。这些窄的线宽及发射强度的迅速提高使研究人员得出结论：受激发射的确发生在这些纳米线中。因此，这种纳米线阵列可以作为天然的谐振腔，进而成为理想的微型激光光源。研究人员相信，这种短波长纳米激光器可应用在光计算、信息存储和纳米分析仪等领域中。
3量子阱激光器
2010年前后，蚀刻在半导体片上的线路宽度将达到100nm以下，在电路中移动的将只有少数几个电子，一个电子的增加和减少都会给电路的运行造成很大影响。为了解决这一问题，量子阱激光器就诞生了。在量子力学中，把能够对电子的运动产生约束并使其量子化的势场称之成为量子阱。而利用这种量子约束在半导体激光器的有源层中形成量子能级，使能级之间的电子跃迁支配激光器的受激辐射，这就是量子阱激光器。目前，量子阱激光器有两种类型：量子线激光器和量子点激光器。
3.1量子线激光器
近日，科学家研制出功率比传统激光器大1000倍的量子线激光器，从而向创造速度更快的计算机和通信设备迈进了一大步。这种激光器可以提高音频、视频、因特网及其他采用光纤网络的通信方式的速度，它是由来自耶鲁大学、位于新泽西洲的朗讯科技公司贝尔实验室及德国德累斯顿马克斯·普朗克物理研究所的科学家们共同研制的。这些较高功率的激光器会减少对昂贵的中继器的要求，因为这些中继器在通信线路中每隔80km（50mile）安装一个，再次产生激光脉冲，脉冲在光纤中传播时强度会减弱（中继器）。
3.2量子点激光器
由直径小于20nm的一堆物质构成或者相当于60个硅原子排成一串的长度的量子点，可以控制非常小的电子群的运动而不与量子效应冲突。科学家们希望用量子点代替量子线获得更大的收获，但是，研究人员已制成的量子点激光器却不尽人意。原因是多方面的，包括制造一些大小几乎完全相同的电子群有困难。大多数量子装置要在极低的温度条件下工作，甚至微小的热量也会使电子变得难以控制，并且陷入量子效应的困境。但是，通过改变材料使量子点能够更牢地约束电子，日本电子技术实验室的松本和斯坦福大学的詹姆斯和哈里斯等少数几位工程师最近已制成可在室温下工作的单电子晶体管。但很多问题仍有待解决，开关速度不高，偶然的电能容易使单个电子脱离预定的路线。因此，大多数科学家正在努力研制全新的方法，而不是仿照目前的计算机设计量子装置。
4微腔激光器
微腔激光器是当代半导体研究领域的热点之一，它采用了现代超精细加工技术和超薄材料加工技术，具有高集成度、低噪声的特点，其功耗低的特点尤为显著，100万个激光器同时工作，功耗只有5W。
该激光器主要的类型就是微碟激光器，即一种形如碟型的微腔激光器，最早由贝尔实验室开发成功。其内部为采用先进的蚀刻工艺蚀刻出的直径只有几微米、厚度只有100nm的极薄的微型园碟，园碟的周围是空气，下面靠一个微小的底座支撑。由于半导体和空气的折射率相差很大，微碟内产生的光在此结构内发射，直到所产生的光波积累足够多的能量后沿着它的边缘折射，这种激光器的工作效率很高、能量阈值很低，工作时只需大约100μA的电流。
长春光学精密机械学院高功率半导体激光国家重点实验室和中国科学院北京半导体研究所从经典量子电动力学理论出发研究了微碟激光器的工作原理，采用光刻、反应离子刻蚀和选择化学腐蚀等微细加工技术制备出直径为9.5μm、低温光抽运InGaAs／InGaAsP多量子阱碟状微腔激光器。它在光通讯、光互联和光信息处理等方面有着很好的应用前景，可用作信息高速公路中最理想的光源。
微腔光子技术，如微腔探测器、微腔谐振器、微腔光晶体管、微腔放大器及其集成技术研究的突破，可使超大规模集成光子回路成为现实。因此，包括美国在内的一些发达国家都在微腔激光器的研究方面投人大量的人力和物力。长春光机与物理所的科技人员打破常规，用光刻方法实现了碟型微腔激光器件的图形转移，用湿法及干法刻蚀技术制作出碟型微腔结构，在国内首次研制出直径分别为8μm、4.5μm和2μm的光泵浦InGaAs／InGaAsP微碟激光器。其中，2μm直径的微碟激光器在77K温度下的激射阔值功率为5μW，是目前国际上报道中的最好水平。此外，他们还在国内首次研制出激射波长为1.55μm，激射阈值电流为2.3mA，在77K下激射直径为10μm的电泵浦InGaAs／InGaAsP微碟激光器以及国际上首个带有引出电极结构的电泵浦微柱激光器。值得一提的是，这种微碟激光器具有高集成度、低阈值、低功耗、低噪声、极高的响应、可动态模式工作等优点，在光通信、光互连、光信息处理等方面的应用前景广阔，可用于大规模光子器件集成光路，并可与光纤通信网络和大规模、超大规模集成电路匹配，组成光电子信息集成网络，是当代信息高速公路技术中最理想的光源；同时，可以和其他光电子元件实现单元集成，用于逻辑运算、光网络中的光互连等。
5新型纳米激光器
篇7
“这门学科的出现有其重要的意义。”崔海涛介绍，“根据摩尔(Moore)定律，每18个月，计算机微处理器的速度就会增长一倍，其中单位面积(或体积)上集成的元件数目也会相应地增加。可以预见，在不久的将来，芯片元件就会达到它能以经典方式工作的极限尺度。因此，如何突破这种尺度极限是当代信息科学所面临的一个重大科学问题。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，发挥量子相干特性的强大作用，探索以全新的方式进行计算、编码和信息传输的可能性，为突破芯片极限提供新概念、新思路和新途径。”“量子力学与信息科学结合，不仅充分显示了学科交叉的重要性，而且量子信息的最终物理实现，会导致信息科学观念和模式的重大变革。”崔海涛说。
时至今日，量子信息技术的发展不仅引起了学术界的关注，各发达国家也针对其制定了本国的研究发展规划，以期抢占未来信息科技的制高点，并投入大量人力、物力用于支撑该领域的基础性、前瞻性的研究。我国也于2006年9月了国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)，将以量子调控技术为代表的量子信息技术的研究纳入到基础研究重大科学研究计划当中。正如《纲要》中所描述的那样：“以微电子为基础的信息技术将达到物理极限，对信息科技发展提出了严峻的挑战，人类必须寻求新出路，而以量子效应为基础的新的信息手段初露端倪，并正在成为发达国家激烈竞争的焦点。量子调控就是探索新的量子现象，发展量子信息学、关联电子学、量子通信、受限小量子体系及人工带隙系统，构建未来信息技术理论基础，具有明显的前瞻性，有可能在20～30年后对人类社会经济发展产生难以估量的影响。”崔海涛团队的研究项目就是在这一大背景下展开，致力于解决量子信息技术中关键的、基础性的问题，并对相关实验技术的发展产生重要的理论指导作用。
紧扣量子纠缠 顺通量子信息
细看崔海涛的研究履历，其关键词便是“量子纠缠”。
“如果说量子信息主要是基于量子力学的相干特征、重构密码、计算和通讯的基本原理，那么，量子纠缠在其中发挥的是非常重要而且非常基本的作用。”在多年的学习和研究过程中，崔海涛认识到，一方面，许多重要的量子信息技术都需要量子纠缠的参与才能实现，例如，量子远程传态、量子保密通讯、量子密钥分发等；另一方面，由于量子体系与其他自由度的相互作用，这种作用最终导致体系的自由度与其他自由度的量子纠缠，由于环境选择的结果，量子体系的相干性质会逐渐消失，此即所谓退相干过程。退相干是实现量子信息过程所面临的最大障碍，如何有效克服退相干，延长量子体系的相干时间是当前量子信息技术研究的前沿课题。“就是这样奇特的物理性质，物理学家们对它的理解至今也非常有限，这严重制约了量子信息技术的发展，因此，建立对量子纠缠普遍的物理理解已经成为当今量子信息领域最为急迫需要解决的问题之一。”
如何建立对多体量子态纠缠的普遍理解?如何在具体的物理系统中制备纠缠的量子多体态?看上去，只要解决了这两个问题，量子纠缠就不再是瓶颈，然而，真的如此简单么?“最直观的做法是将两体纠缠的理解推广到多体。但经事实证明，这种推广具有很大的局限，因为量子多体态的纠缠具有远比两体纠缠更为丰富的内容。”接着，崔海涛进行了举例说明，“在3量子比特中，存在两个随机定域操作与经典通讯操作下不等价的三体纠缠态；GHZ态和W态。它们都是真正的三体纠缠态，却表现出完全不同的纠缠性质。对于GHZ态，任意一个或两个量子比特的约化密度矩阵都是单位阵；而W态，通过对任一量子比特的测量，可以得到其他两个量子比特的最大纠缠态。4个量子比特情况就更为复杂，迄今为止也没有一个完整的分类。”
直观推广不成，崔海涛又开始考虑换角度钻研。他认为，多体纠缠的度量应该包括两方面的内容：纠缠模式(pattern)和纠缠强度(intensity)。纠缠强度即纠缠的大小，现已有一些比较好的度量方式，如几何纠缠；纠缠模式则是指对应多体纠缠的分类。而伴随着纠缠模式，又出现了一个新的问题――多体态不同纠缠模式表示什么样的物理意义?“因为这涉及到如何在实验室中制备不同的多体纠缠。不同的纠缠模式必然对应完全不同的物理性质，SLOCC不等价关系的存在也限制了从‘最大纠缠态’得到其他任意纠缠态的可能。对于不同的纠缠模式，我们需要不同的物理系统(Hamilton量)来制备。这些系统之间又是怎样的关系呢?”
为了解惑，在国家自然科学基金项目“几何相与量子纠缠的理论研究”和“多体系统中的量子纠缠及其几何分类的理论研究”的支持下，崔海涛带领研究团队在此研究方向上刻苦钻研多年，并取得了一些深刻的认识。通过附加对称性的要求，例如，量子态的平移不变性质，他们发现完全可以普遍地建立这些多体纠缠态间的等价关系。而且，经进一步研究发现，这些等价关系可以通过态的几何性质很好地区分。也就是说，不等价的多体纠缠对应体系的不同几何结构。更为重要的是，这些几何结构可以通过几何相物理地加以描述。多体纠缠中的非平庸几何结构的发现并不是孤立的，联系最近凝聚态体系中相关几何效应的发现，有理由相信他们之间存在某种形式的联系。相关的研究工作正在进行中。
事实上，围绕多体系统中的几何相与量子纠缠的理论问题，崔海涛自攻读博士期间就产生了浓厚的兴趣。特别是近5年来，陆续发表了一些高水平的学术成果，并主持承担了一些科研项目。迄今为止共发表学术论文22篇，均为SCI收录，论文总引用次数137次，他引超过80次。其中，有7篇文章发表在国际权威物理学期刊“Physical Review A”上。2007年发表在“Physics Letter A”上的论文“A Study on the suddendeath of entanglement”已被引用60次(他引57次)，其他论文亦有不同程度的引用。
篇8
尽管量子理论已有百年历史，但对于这些问题的回答，国际科学界至今仍无定论。
作为中国量子科技的先行者，郭光灿为国内量子光学、量子密码、量子通信和量子计算等众多研究领域贡献了“第一推动力”。
这些研究方向如今已成热门，而他本人则将视野再次转向少人问津的“冷门”，开始思考量子物理的基本问题，尝试探寻量子世界的本质。
“这些是我个人的研究兴趣所在，而年轻学者很难去进行此类研究，我这个年龄的人正合适。”郭光灿说，没有了发表学术论文等各种成果考评的现实压力，他才可以更加自由地思考深层次的物理基础问题。
而对于他所熟悉的量子信息等“老本行”，郭光灿则希望让课题组的年轻学术带头人“大展拳脚”，给他们充分的成长空间。
事实上，正是量子信息研究不断取得新的技术突破和发展，为郭光灿的深入思考提供了“灵感之源”。
“技术发展后，我们有能力做一些新的实验，其中有些实验现象跟之前的理论可能会有冲突，这该如何解释？”郭光灿所要做的，就是为此类问题寻找答案。他预计，在量子力学诞生两百年之时，量子世界的本质才有可能会被揭开。
“但很有可能找不到答案，研究工作没有新的理论结果。”在漫长的求真之路上，郭光灿期待一点一滴的积累。
年过七旬，身体条件已经不允许郭光灿像年轻时一样，每天加班加点工作到深夜。然而，从他参加工作起就养成节假日钻进实验室、办公室的老习惯，至今都没有改变。
“我几乎没有休假，哪怕是春节，过完节后的第二天就会去办公室。”郭光灿说这是自己的性格使然，不喜欢出去玩，干脆就安排工作。
早八点出门，晚六点回家，郭光灿将工作生活安排得非常有规律。尽管如此，他每年仍有一半时间都在出差，参加学术会议、评审会议、科普报告等各种活动。
出差旅行途中，郭光灿总喜欢戴上耳机，聆听存放在手机或MP3中的音乐，有流行歌曲，也有古典音乐，以此舒解旅途劳顿。
“我不会唱歌，但我喜欢不同旋律给人心灵带来的激荡。”郭光灿笑声爽朗，说自己甚至成了各类音乐选秀节目的忠实观众，中国好声音、中国好歌曲、青歌赛等，只要有好节目一定场场不落。
篇9
支月英
19岁的南昌姑娘不顾家人反对，只身离家坚守深山36载
学校：江西奉新泥洋小学教师
颁奖词：芳兰振蕙叶
你跋涉了许多路，总是围绕着大山；吃了很多苦，但给孩子们的都是甜。坚守才有希望，这是你的信念。36年，绚烂了两代人的童年，花白了你的麻花辫。
坚守深山36载的乡村教师
1980年江西奉新县边远山村教师奇缺，19岁的南昌姑娘支月英不顾家人反对，只身到离家两百多公里、海拔近千米且路不通的泥洋小学教书，成为一名深山女教师。
“山里的孩子们与外界接触很少，掌握知识是他们走出大山的希望。” 这是支撑支月英留守深山的精神支柱。为了让山村孩子也能享受到好的教育，她坚守深山36载。
这些年，各级领导去看望她，多次提出给她调换工作，但她都婉言谢绝。
2012年，比泥洋小学更偏远的白洋教学点学生家长，联名要求支月英老师去白洋任教。她毫不犹豫地答应了，成了这个教学点第一位公办教师。
别的教师都是往山外走，可她却往深山里去，家里人很不理解，担心她的身体。但是支月英认为，“山里需要我！总要有人做出牺牲，为什么不能是我呢？”
在山区从教数十年，支月英也落下了一身病：一只眼睛几乎看不见，一只耳朵的听力衰弱严重，嗓子经常痛得发不出声。另外，甲减和糖尿病让她每天不离药。
已到了法定的退休年龄，支老师的去留一直是村民最关心的问题。可支月英似乎还没把退休提上议事日程，她放不下山里的孩子，担心没有新的老师愿意来。
岁月如梭，支月英以36年的爱与执着，以培育深山两代人的实际行动，谱写了一名人民教师的光荣诗篇。2016年，她被评为感动中国人物，为老师的坚守点赞！
郭小平
医院院长的“爱心小课堂”，终为艾滋病患儿撑起一片天
学校：临汾红丝带学校
颁奖词：暖带入春风
瘦弱的孩子需要关爱，这间病房改成的教室，是温暖的避难所。你用12年艰辛，呵护孩子，也融化人心，郭校长，你是风雨中张开羽翼的强者。
“爱心小课堂”终成“红丝带学校”
2004年，山西临汾第三人民医院院长郭小平见艾滋病区几个孩子到年龄却没法上学，便办起“爱心小课堂”，在这些孩子接受治疗的同时，能够让他们学习知识。
后在各界支持下，临汾红丝带学校挂牌成立。建学校让郭小平饱受争议，但他仍坚持，说只愿有一天艾滋患儿能到正常学校上学！
渐渐地，这所特殊的小学引起了社会各界的关注，省、市相关部门领导多次来看望慰问住院治疗的患者和孩子们，学校也建起了综合教学楼，治疗条件和教学条件都大为改观。
在郭小平6年的坚持和努力下，2011年，临汾红丝带学校正式挂牌成立，纳入国民教育系列。 “红丝带学校”身份终于合法化，郭小平多年的愿望终于实现。
这里目前生活着33个年龄不同的孩子，因为感染艾滋病，他们失去了父母、亲人，也因为携带艾滋病毒，他们在误解和歧视中被迫离开家乡。
为艾滋病孩子办学校，有人说好，有人说不好，在争议中，靠着一腔热血，以及对感染艾滋病孩子不离不弃的信念，郭小平用自己瘦弱的身躯为这些孩子们营造了一个温暖的家。
医疗技术逐渐发展，但是人们的意识还没有完全跟上，对于艾滋病的歧视依旧在我们身边蔓延。为艾滋患儿建学校让郭小平饱受争议，但是总有人要去面对、去带领，他说只愿有一天艾滋患儿能到正常学校上学。
潘建伟
在世界最前排和宇宙对话，世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”首席科学家
学校：中国科技大学
颁奖词：曙色满东方
嗅每一片落叶的味道，对世界保持着孩童般的好奇。只是和科学纠缠，保持与名利的距离。站在世界的最前排，和宇宙对话，以先贤的名义，做前无古人的事业。
他的梦想是在中国建一个世界一流的量子物理实验室
在奥地利留学时，潘建伟告诉导师，他的梦想是在中国建一个世界一流的量子物理实验室。
1997年以来，潘建伟在世界上系统地开创了量子通信的实验研究领域，在量子信息论和量子基础研究领域取得突出的、具有国际广泛影响的成果。
1998年潘建伟与爱因斯坦等21位世界著名科学家的论文一道入选了《自然》杂志物理学百年经典。
热爱祖国，献身科学。尽管国外很多科研机构极力挽留，但潘建伟像钱学森、严济慈、郭永怀等前辈一样克服困难毅然回国。2000年他回到中国科学技术大学。潘建伟说：“我只有一个单纯的身份，那就是中国科学技术大学教授。”
2016年8月16日，中国自主研制的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”成功l射，它在世界上首次实现卫星和地面间的量子通信，该项目首席科学家正是潘建伟。
潘建伟除了担负国家量子信息所研究工作外还是博导，他认为，科研和教学最大的不同是科研需要创新，保持在国际市场争第一。但教学是把自己所学的东西和体会传授给学生。
教学过程中，他注重学生创造力的培养，善于用浅显的语言讲授复杂的知识，他说：“学生了解越深刻，创造力越提升，我就会觉得非常高兴。这种高兴跟做出了一个很好的实验工作是完全一样的。培养学生对永久增加科研动力非常重要。”
为什么年年都有教师入选感动中国年度人物
回顾历年感动中国，几乎每年都有老师的身影，他们大多来自一线，大多默默无闻，但他们还是用自己的行动感动了中国。
为什么年年都有老师感动中国？为什么老师最容易感动中国？这背后体现了教师这个职业哪些特点和光荣？小编这就带您来盘一盘他们的“感动点”在哪里！
1希望
他感动中国，因为给人以希望
2015年感动中国年度十大人物：“化缘校长” 莫振高用自己微薄的工资资助近300名贫困生，为了让学生顺利进入大学，他还不惜一切到企业、工地为贫困学子“化缘”。近10年来，莫振高先后筹集3000多万元善款，资助1.8万名贫困生圆了大学梦。
2009年感动中国年度十大人物：“80后”教师李灵，自筹经费在家乡周口淮阳许湾乡创办希望小学，李灵为建学校已挪用家中20万元，并欠下8万元外债，她用微薄的身躯挑起孩子沉甸甸的梦想。
2008年感动中国年度十大人物：从汉族地区来的李桂林、陆建芬夫妻在梁山北部峡谷绝壁上的彝寨扎根18年，把知识的种子播种在彝寨，为村民走出彝寨架起“云梯”。
探因：他们在最崎岖的路上点亮了知识的火把，照亮学生的前程
教师，从来都是一个充满希望的称呼――教书育人，以为人师。
无论是“化缘校长”莫振高，“80后”教师李灵，还是李桂林、陆建芬夫妇，他们都在最崎岖的路上点亮了知识的火把，照亮学生的前程，给予学生最温暖的希望。每一个希望的接受者也终究会成为希望的传播者，一个又一个、一代又一代。教师传播的希望种子所到之处遍地开花。
2坚守
他们感动中国，因为他们一直在那里
2013年感动中国年度十大人物：格桑德从河北师范大学毕业后回到墨脱从事教学工作，为了劝学、为了孩子不停课、为了学生安全回家，她常常在满是泥石流、山体滑坡的道路上频繁往返。因为坚守在大山深处的工作岗位，她常年不回家，连女儿都难见上几面。
2016年感动中国年度十大人物：为了让山村孩子也能享受到好的教育，支月英坚守深山36载。从最初的“支姐姐”，到后来的“支妈妈”，再到现在的“支奶奶”。她用自己的默默坚守绚烂大山几代人的童年。
探因：为学生辛劳、为教育奔走，几十年如一日，个中辛酸谁人知
为学生辛劳、为教育奔走，几十年如一日，需要的是恒心，付出的是心血。这些老师有着苍翠挺拔的骨干、有着迷人傲骨的风姿。他们的身上是沉甸甸的责任感，负重行走慢慢长路，营造一片天地成就学生的岁月静好。
3舍弃
他们感动中国，因为他们为教育而放弃的勇气
2014年感动中国年度十大人物：外交官朱敏才和妻子孙丽娜，得知家乡师资严重缺乏，退休后放弃在北京悠闲自在的生活，去山区义务支教。他们义务支教不拿一份报酬还积极为学校争取各界的支持和帮助，使山寨的学校面貌焕然一新。
2011年感动中国年度十大人物：云胡忠、谢晓君离开苍老的父母，离开成都的学校，离开物质丰富的城市生活，带着3岁的女儿到四川藏区福利学校支教。
探因：他们放弃的只是外物，攀得的是精神的家园
或许有人说，人往高处走，水往低处流，这些抛弃舒适生活的老师太傻太傻。但殊不知，他们放弃的只是外物，攀得的是精神的家园。
为了教育，为了孩子，他们能够舍得，这便值得我们为之点赞。
4大爱
他们感动中国，因为关键时刻做出了心的选择
2012年感动中国年度十大人物：停在路边的客车猛地向学生冲过来，张丽莉老师在危急时刻，向前一扑，将车前吓傻的学生用力推到一边，自己却被无情的车轮碾压，导致双腿高位截肢。
2010年感动中国年度十大人物：5名幼童在房间里嬉戏误用打火机不慎着火，王茂华老师和岳父谭良才得知火情之后，奋不顾身地数次冲进火海，成功救出5名孩子，却被严重烧伤。
探因：他们满怀无私无畏的大爱，在危急中绽放出耀眼夺目的生命之光
都说，人在瞬间的反应直指内心，这是一个人下意识的反应。无论是张丽莉老师还是王茂华老师和岳父，他们都做出了心的选择。他们满怀无私无畏的大爱，在危急刹那间如化茧成蝶般绽放出了耀眼夺目的生命之光。
5使命感
他们感动中国，因为他们始终放不下自己的那桩使命
2007年感动中国年度十大人物：入伍20多年来，方永刚先后出版16部政治理论专著，完成10项国家和军队重点科研项目，被誉为“平民教授”“大众学者”和“科普专家”。他躺在病床上完成了对3名研究生的学期教学和毕业论文写作辅导任务。
2016年感动中国年度十大人物：热爱祖国，献身科学。潘建伟留学后毅然回到祖国，成为国内开辟量子信息实验学科的先驱之一。2016年中国自主研制的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”成功发射，它在世界上首次实现卫星和地面间的量子通信，该项目首席科学家正是潘建伟。
篇10
1990年，为了自己喜欢的物理，他在高考第一志愿4个专业全填了中国科大的物理专业。刚进大学时，秉性贪玩的他很紧张，因为班上同学个个都是佼佼者，他经常通宵到教室学习，学习成绩在班上名列前茅。
大三，他选择了当时国内最前沿的量子光学。由于课程不多，他小时候的玩性又冒了出来。他整天沉迷于电脑游戏，有次玩了三天两夜不休息，连导师主讲的《量子光学》也没考好。他的导师郭光灿把他狠批了一顿，还以他同学的优异表现来刺激他。导师还要求他研读文献，研究BEC理论。他这才专心于学习与科研。
尽管科研上得到严格的训练，发表了一些论文，但他觉得理论研究太枯燥，不适合爱玩的自己，更重要的是，他觉得BEC理论研究已有70多年了，很难有大的突破。1999年博士毕业留校后，他转做量子信息实验研究。面对导师的疑虑，以前没学过的他笃定地认为自己一定能行。又回到了自己最喜欢的动手实验的阵地，他如鱼得水，全身心地投入。从2001年开始，实验室陆续出了一些成果，其中实验验证KS理论的在《物理评论快报》上。
篇11
“我们的成果在爆发，人才成长在爆发，作为人才摇篮的作用，十几年的积累到这时也出来了。”一提起实验室的创新人才培养，中国科学院院士郭光灿一扫出差回来的疲惫，兴奋地说。
郭光灿的实验室队伍有个特点，就是以“土鳖”居多，大多都是从学生时期就一直跟着郭光灿的中国科大“土著”。
在国家大力吸引海外人才支援科技事业的背景下，很多实验室的科技骨干都是引进人才。但郭光灿却凭借自己独到的眼光，培养出了一支富有创新开拓精神和冲击国际科研前沿能力的学术队伍。
做“敢死队”的后援团“年轻人，为什么这么在乎当下呢。”量子信息重点实验室教授郭国平从18岁起就跟着郭光灿，至今，他还清楚记得第一次郭光灿对他说的话。
2010年，年仅33岁的郭国平获得科技部A类国家重大研究计划（“超级973”）科技专项“固态量子芯片研究”重大项目，并于今年成功在“一个电子”上实现10皮秒级量子逻辑门运算，将原世界纪录提高近百倍，为基于半导体的“量子计算机”的实现迈出重要一步。
但从当下的评价体系来说，量子芯片领域的研究，不仅难度大、风险高，而且从发文章的角度看，“产出收益”也未必好。连郭国平自己都说，当时很多老院士都称这是“愣头青”干的事儿。
但这不是郭国平做的第一个“愣头青”的决定。他一直在中国科大学习量子光学，在博士三年级时，他突然觉得量子信息现有的研究已经不足以吸引自己了。
在郭光灿的大力支持和资助下，郭国平远赴日本NEC中央研究院访学。结果不到半年，郭国平就回来了。“老虎跟猫学爬树，他不会教你的，肯定要自己学。”他走到郭光灿面前说，“我不再写文章了，后面两年我要去选修固体物理的课，行不行？”
当时，郭光灿看到了未来实验室的战略部署需要固态物理，但实验室的研究人员多数都是光学专业的。于是“大小郭”一拍即合。当时不到30岁的郭国平开始负责建立国内首个半导体量子芯片研究组，竞争国际量子计算机的制高点。
想搭建实验平台，一台仪器就要350万元。郭光灿相信半导体量子芯片是有前途的，便将实验室所有能调动的资金都先投入到郭国平的实验平台。但还是远远不够。郭光灿就以自己和整个实验室作担保，又向学校借了800万元。“要赶快把实验条件做成。我们有理论、有想法，但是实验科学只有做过了才知道。”郭光灿坚信，“耕算失败了，对国家的工业和技术发展也是有好处的。”
郭光灿“借钱过日子”的“超前消费观”在学校是出了名的。为此，学校免了这800万元的欠款，还又支持了他200万元。“我们就像社会主义大家庭一样，这十几年各种经费大项目都是实验室统筹使用。哪儿需要加什么，我们就把钱买仪器。现在每个‘摊子’都有国际一流水平的硬件条件。”郭光灿说。“玻尔会不高兴的”
在过去的一百多年间，哥本哈根学派的玻尔互补原理一直统治着量子力学界。它认为，光子的波粒二象性是“对立互补”的。如同一枚硬币的两面，只能看到其中一面，不可能同时看到另一面。
但是实验室的李传锋研究小组 2012年9月发表在《自然一光学》杂志的论文则宣称：他们同时看到了光子的波动性和粒子性。“南京大学电子科学与工程学院院长施毅告诉我，他们的量子物理课本来要讲玻尔的互补原理。但现在他们也要把我们同时看到波粒二象l生的文章拿出来讲。”郭光灿对外都这么夸奖自己的弟子。
但在实验室，他却要求大家有一种“我创新故我在”的劲头。
今年年初，郭光灿把李传锋叫了过去，抽出三本书来说：“量子力学的书好像都解释不了你们的实验，太牛了。”
李传锋憨憨一笑：“是啊，我们希望把玻尔的理论扩展一下，把我们的结论包含进去。”
郭光灿听了，却微微一皱眉：“玻尔根本不会像你这么想，你这种说法玻尔都会生气的。你应该更有创造力，把玻尔的理论。”
这不仅是郭光灿的“野心”，也是整个实验室的。
就在近期，实验室的史保森研究小组在国际上首次实现了携带轨道角动量、具有空间结构的单光子脉冲在冷原子系综中的存储与释放，证明了建立高维量子存储单元的可行性，迈出了基于高维量子中继器实现远距离大信息量量子信息传输的关键一步。
麻省理工学院的Technology Review网站更以“第一个存储单光子形状的量子存储器在中国揭开面纱”为题，对研究室的发现进行积极评价。
没有第一的竞赛
郭光灿眼光“毒”得很。
他是国内第一个做量子光学的。三十多年前，国内没有人支持他做量子光学，甚至把量子信息称为“伪科学”。“刚开始，郭光灿的工作没人重视，按他自己的话说，‘坐了十多年冷板凳’。”原中国科大副校长韩荣典说，“哪个新学科不是坐冷板凳？但他坚持下来了，还培养了一大批出色人才。”
在郭光灿的这场“科学赛跑”中，没有第一名。
他赶上了全球量子信息发展的萌芽期，熟知量子信息发展动态。因此，他做科研从来不紧跟风国外，而是前瞻性地进行战略部署。
1999年，实验室在中科院实验室评比中获得第一名。郭光灿借助350万的奖金，将对国家安全至关重要且容易出成果的“量子密码”作为突破口，在国际上首次解决了量子密钥分配过程的稳定性问题，经由实际通信光路实现了125公里单向量子密钥分配。
两年之后，他又布局量子信息最核心的资源――量子纠缠。2011年，《自然一通信》在线发表了李传锋、黄运锋研究组独立制备出的八光子纠缠态，刷新了多光子纠缠制备与操作数目的世界记录。
单是光学和量子信息是不够的，因此郭光灿又与郭国平一起部署了半导体量子芯片研究平台。
当时正好赶上金融危机，美国实验室都在降价处理仪器设备。实验室便远赴大洋彼岸的美国挑选了5台“五脏俱全”的“二手货”，建起了成熟的量子芯片加工平台。随后，郭光灿又派研究人员到苏州纳米所学习微纳加工，建立起以考核技术进步为主的评价标准，培养出一支优秀的研究队伍。
2004年开始，除了“看家”的理论组方向外，郭光灿又部署起新的量子光集成芯片方向，进行微腔小球研究。“我们的四个实验研究方向是把握了学科发展的趋势，结合自己的特长，逐步做出了前瞻性布局。”在郭光灿看来，做研究不能让国外牵着鼻子走。
英雄不问出处
董春华读博时，就已经将微腔小球研究做到了世界最高水平。
但在当前的政策下，对于非“海归”的董春华来说，想要留校几乎是不可能的。为了留下董春华这个人才，郭光灿再次慷慨解囊，用实验室经费支持董春华去合作伙伴――俄勒冈大学物理系攻读博士后。
当时有人问郭光灿：“你要不要跟他签个协议，会不会放出去就不回来了？”郭光灿自信地说：“我们相信他能回来，这里才能发挥他的作用。”
果不其然。两年后，董春华在《科学》杂志以第一作者发表文章Optomechanical Dark Mode，并带着世界上最耀眼的光机械研究方向回到了实验室。“我们自己培养人如同帮病人养血，调理好生血的机构。引进人才如同输血，忽视增强自己的造血机能，是不正常的。”郭光灿说。
李传锋招学生，唯一看重的就是是否热爱物理。“如果你喜欢物理就来，如果还有其他选择，想去发财就去发财”，李传锋在给学生许金时面试时如此说。
篇12
中图分类号：TN949.192文献标识码：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
液晶电视接收机是近几年来电视行业中出现的新产品，采用半导体技术研制而成，它有别于传统的CRT(阴极射象管)电视。产品应用现代高新科技技术，是集显示器、电视功能于一体的电子消费产品。采用高清晰度、高亮度、高对比度的动态液晶显示屏，高保真度的音频处理技术，能欣赏到原汁原味的影视图像和声音。整机线路均选用低功耗，高集成度，品质优良的集成电子线路和电子器件设计，具有新颖独特的外观造型，真正的高性价比、用户满意的环保绿色产品。
1各模块结构及算法
液晶电视接收机的功能模块包括交流-直流转换电源、主电路板、升压板、按键板、背光灯、液晶显示屏。主电路板由调谐器、视频处理器、音频处理器、图象处理器、图象数据缓冲器SDRAM、MCU、闪速存储器、调整数据存储器EEPROM、复位电路、USB接口、USB处理器、S端子，AV端子、HDMI端子，SCART，YPbPr复合端子。液晶显示屏显示输出的图象，其内部结构由驱动芯片、源数据芯片、时序控制器、液晶阵列、偏光板等部件构成。
1.1 中频（IF）补偿
由于信号在空中传播，或者出现音调不和谐的情况，必需对色彩载波中的高频衰减或不对称进行补偿。IF补偿有4种可能的设置：
平坦（没有补偿）、6dB/八度音阶、12dB/八度音阶、20dB/MHz
最后一个设置对于高频有一个很大的推进。它是提供给SECAM信号，使用原来是PAL标准专用的锯齿滤波器译码的。
1.2矩阵运算
通过以下的矩阵操作，RGB信号被转换成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 软件混合器
在自动延迟匹配之后，混合信号和向上采样主视频信号被汇集到一个唯一的YcrCb通道，通过一个通用的4：4：4的软件混合器来完成。
软件混合器电路采用以下算法，提供一个混合因子k(0..64)给一个高质量的信号混合器达到输出功能：
YcrCb_mix=(k*YcrCb_main+(64-k)*
YcrCb_cip)/64
1.4 计算垂直和东西方偏转系数
查表可得到计算偏转初始化参数，给出多项式系数a,b,c,d,e，用于计算垂直和东西方向偏转。使用以下多项式计算：
a0..a3的初始化值用于垂直偏转，a0..a4的初始化值用于东西方向偏转。用于计算不同域频率的初始值的系数可查表获得。计算值除以128后为系数值，例如：50Hz垂直偏转的a0值为：
a0=(a×128-b×1365.3+c×682.7-d×682.7)/128
1.5ADC输入控制
ADC转换器可以接收24位/48位图形数据（RGB888）或者SDTV/HDTV(YPbPr444)视频数据输入。为了避免伪同步脉冲影响ADC数据输入位置和时钟频率，主处理器将在MACROVISION的有效区间生成行同步脉冲。生成的Hsync脉冲频率由以下公式计算：
F(hsync)= F(refclk) / (FROFFSET × 4)
其中：F(refclk)=12MHz
1.6同步处理器
其中，行同步的计算：HS_FREQ报告在4个行同步脉冲内计算的参考时钟周期数。这样，行同步可以从计数值中用如下公式计算：
Hsync_Freq=(4×reference_clock_frequency)/HS_FREQ
场同步的计算，按照以下公式：
Vsync_Freq=reference_clock_frequency/(VS_FREQ×512)
1.7向下定标的功能
为支持PIP、POP功能及不同的显示格式，输入处理模块包含一个向下定标的操作，使输入的视频变小，以适合所需的类型。向下定标处理器提供两个算法：下降像素方法或平均相邻点方法，实现无级收缩功能。下降像素方法可以获得一个锐利的向下定标图象。但是，有个缺点，经过处理有些细线可能消失了。另一方面，平均算法的优点是可以避免假信号，在向下采样之前提供一个低通滤波器。尽管向下定标后的图象看起来更平滑，它可以包含更多的输入图象信息。
可以通过设置寄存器的信息来配置水平和垂直的定标参数。向下定标的因子定义为：
SDF=[65535 x （目标视频型号 / 源视频型号）]
1.8输出的信号格式
输出信号格式可以是RGB或者YPbPr 。
亮度Y：Y信号的峰值视频振幅是消隐电平上714mV。负向的同步信号脉冲是286mV。黑电平设置可能是0，或者从消隐电平到参考白电平视频范围的-2.5%～ 7.5%之间。
色差信号：
Pb=(B-Y)/1.772
Pr=(R-Y)/1.402
通过以上的处理，Pb和Pr信号可以得到最大振幅为消隐电平的+350mV～-350mV。YUV域色彩调节（亮度、对比度、饱和度、色调）
亮度的调整是对信号亮度值加上或减去一个常数。对比度调整是对信号亮度数据乘以一个常数。色调是调整色彩的波长。饱和度是调整呈现的色度。
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域色彩调整
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锯齿形模块完成的。量子化表是一个关键因素，以确定JPEG压缩的质量。主处理器有一个内建的SRAM，用做量子化表。低位部分是用作亮度质量表，其余部分用作色彩质量表。这些表可以由开发人员进行编程以满足不同的图象质量等级。公共的量子化参数可以从以下的算法得到：
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 音频控制器
音频模块支持AC'97多媒体数字信号编解码器接口（AC'97，其全称为Audio CODEC '97 （音频多媒体数字信号编／解码器），是Intel公司联合CREATIVELABS、NS、ANALOGDEVICE、YAMAHA共同提出并制定的音频技术规范标准，目前的AC'97规范已经发展到2.3，AC'97规范的主要要求是在电路结构上将数字和模拟部分分开，以降低电磁串扰和提高性能），用于音频录音/重放和流功能。此外，音频模块中还包含一个向下采样滤波器和IMA-ADPCM多媒体数字信号编解码器，以减少数据存储量。
1.12HDMI接口
目前，HDMI已升级到1.3版本，这是继1.2版大幅拥抱PC平台之后的又一新版，此一新版在支持规格上有着进一步的加强，主要的增强项目有以下几项：高速传输、更高色数、支持无损音效。
1.13SCART接口
欧洲市场的视频产品的视频接口普遍采用SCART接口，作为接收机采用的是female的形式，male形式则作为连接线的插头。其内部包含CVBS IN、R/G/B IN、AUDIO IN、CVBS OUT、AUDIO OUT及识别信号等。随着大屏幕电视的发展，目前欧洲市场上的电视特别是大屏幕电视，普遍具有多组SCART接口，每组接口的标准有所区别。
2软件开发
2.1 输入器驱动器
TDAPI提供了一个统一的输入器驱动器模型，处理来自不同硬件信号路径和设备的输入信号。由于使用了统一的输入器驱动器模型，应用软件或者一些API（应用程序接口）就不需要考虑输入信号和其硬件路径，而只需使用相同的方法或相同的编码来操作。这大大简化了应用软件的结构，而且使应用软件可以同时支持不同的译码器和设备。
资源创建者可以管理驱动器所需的所有寄存器设置。
体系结构如图1。
TDAPI提供的功能有：输入器驱动器接口、输入器驱动器池、图片槽及用法、设置输入器驱动器属性、TDAPI服务程序。
2.2MCU软件的开发流程
MCU的软件也称为固件(Firmware)。其设计过程包含软件系统设计阶段、功能模块设计阶段、测试阶段、修改阶段、版本及控制阶段。
（1）初始化程序：液晶电视接收机接上电源后，主程序执行以下的初始化子程序：初始化MCU、复位视频译码器、初始化串行口、初始化按键、发出版本消息、检查EEPROM是否为空、初始化全程变量、初始化图象处理器、初始化OSD参数、初始化视频译码器、初始化调谐器参数、初始化声频处理器、初始化梳形滤波器、初始化字幕/检测暴力等级芯片、初始化中断参数。
（2）主循环程序：完成初始化过程后，进入主循环程序，执行以下功能。
SlowTimerHandler()：定时器计数处理。
uartDecodeCommand()：异步通信译码命令检测。
keyDetectHandler()：按键的检测和处理。
irDecodeCommand()：红外线遥控器按键命令检测。
irDecodeNumKey()：对于按下遥控器的数字按键的处理，切换到对应的频道。
OsdHandler()：控制OSD菜单的显示。
PowerHandler( ) ：MCU检测如果无输入信号，则显示"无信号输入"OSD提示信息。5秒之后，关闭系统，包括关闭定标器输出、液晶显示屏电源、背光灯、音频电源，进入节电状态，节电状态下功耗小于2W。
TV_ChannelAutoScan() ：当使用者在OSD菜单上选择自动搜台时，执行此项功能。
PollingInputSrc()：查询输入源的输入状态。
usrVChipHandler()：检测输入图象信号的暴力等级。
msBurnInMode()：在工厂模式下提供烤机的信号。
（3）主要的子程序模块有：
设置液晶屏的开关时序子程序、按键检测子程序、OSD菜单处理子程序等。
（4）中断服务：微控制器需要完成的中断服务有定时中断和RS232中断。
（5）USB总线接口：主处理芯片内部集成一个USB控制器。执行4个USB端点的控制。
（6）红外遥控器的检测和处理：包括以下的几个子过程，启动红外遥控器、接收遥控器按键、读每一个红外接收字节信息、检测 IR 的Start命令、IR 译码命令、IR 译码数字键、选择频道号、设置调谐器频道、设置声频处理器选择过程。
3通信和自动调整
3.1通信接口
MCU提供一个标准的RS232接口和I2C总线接口。这些接口还可提供在线编程和调试功能。
3.2基准校正与白平衡调整
在调整之前必须先校正输入信号的基准电平和增益范围，这些是通过调整电视接收机ADC信号转换模块的寄存器来完成的。然后再通过通信总线将调节数据送给该电视机中的微处理器，微处理器接收到调整数据后，改变相关控制寄存器的值，从而使液晶显示屏控制器件的输出模拟量大小发生变化，实现对驱动显示屏的R、G、B三色信号的电压调节，达到白平衡调整目的。
4总结
以上产品进入大批量生产。市场追踪的数据显示良好。这表明在图象处理芯片组的支持下，微处理器控制系统能有效解决液晶电视接收机应用上的问题。
参考文献
[1]郑纬民,汤志忠.计算机系统结构[M].清华大学出版社, 1998.
[2]孔岩,钟玉琢,浅析蓝齿协议体系结构[C]第十届全国多媒体技术学术会议论文集.
[3]黄聪,宣国荣,高建炯,等.基于DCT域共生矩阵的JPEG图像隐写分析[J].计算机应用，2006,(12)，2863～2865.
篇13
1 物理学的发展过程
1.1 宏观低速阶段
研究宏观低速的理论是牛顿力学，研究对象为宏观低速运动的物体。例如：汽车、火车的运动，地球卫星的发射。在牛顿力学中，牛顿认为：质量、时间、空间都是绝对的。也就是说，对于时间来讲不存在延长和收缩的问题，即时间是在一秒钟，一秒钟地或一个小时，一个小时地均匀流失。对于空间和质量来讲也不存在着变大或变小的问题。牛顿力学的三大定律，就是在这样的基础上建立的。
1.2 宏观高速阶段
研究宏观高速的理论是爱因斯坦的相对论力学，爱因斯坦在1905年发表了论文相对论力学。爱因斯坦认为空间、质量、时间都是相对的。并且找出了动质量和静质量之间的关系：其中m0为静质量；m为动质量。
1.3 微观低速阶段
其理论是薛定谔，海森堡两个创立的量子力学。研究对象为分子、原子、电子、粒子等肉眼所看不见的物质。
1.4 微观高速阶段
理论是量子场论，研究对象为宇宙射线，放射性元素。例如“镭”。量子场论就是粒子通过相互作用而被产生，湮灭或相互转化的规律。例如：通过对天外射线射向地球宇宙射线的研究发现“反粒子”，即电子的反粒子正电子。负电子与正电子相互作用湮没——转化为二个γ光子，例如“闪电”。
2 物理学与工程技术的关系
物理学与工程技术有着密切的关系，他们之间是相互促进共同发展的。我们平时常说科学技术，实际上科学和技术是两个不同的概念。科学解决理论问题，而技术解决实际问题。科学是发现自然界当中确实存在的事实，并且建立理论，把这些理论和现象联系起来。科学主要是探索未知，而技术是把科学取得的成果和理论应用于实际当中，从而解决实际问题。所以技术是在理论相对比较成熟的领域里边工作。科学与工程技术相互促进的模式主要有以下两种。
2.1 技术——物理——技术
例如：蒸汽机的发明和蒸汽机在工业当中的应用形成了第一次工业革命——热力学统计物理——蒸汽机效率的提高，内燃机，燃气轮机的发明。这一次主要是这样：由于蒸汽机的发明，在当初工业应用上，出现了很多应用技术的问题。例如蒸汽机发明的初期热效率很低，大概不到5%。这样，就对物理提出了很尖锐的问题。那就是热机的效率最高能达到多少？热机的效率有没有上限？上限是多少？再一个就是通过什么样的方式来提高热机的效率？由于这些问题就促进了物理学的发展，正是在这些问题解决的过程当中，逐渐形成和建立了热力学统计物理。而热力学统计物理很好地回答了提高热机效率的途径，以及提高热机效率的限度等等这些理论上的问题。
2.2 物理——技术——物理
例如：
①电磁学——发电机，电力电器，无线电通信技术——电磁学；电磁学从库仑定律的发现，以及法拉第发现电磁感应定律，直到1865年麦克斯韦建立电磁学基本理论，这些都是科学家在实验室里边逐渐形成的，这都是理论建立的过程，而这些理论应用于实际就发明了电动机、发电机等其它电器以及无线电通信技术，而这些实用技术的进一步发展又给电磁学提出来了许多需要解决的实际问题。正是这些问题的逐步解决，使得电磁学更加的完善和在理论上进一步得到了提高。
②量子力学，半导体物理——晶体管超级大规模集成电路技术，电子计算机技术，激光技术——量子力学，激光物理；量子力学是20世纪初期为了解决物理上的一些疑难问题而建立起来的一种理论，这种理论应用于解决晶体的问题就形成了半导体技术，而半导体技术的进一步发展就发明了大规模集成电路和超大规模集成电路，而超大规模集成电路的发明是产生电子计算机的主要物质基础，而正是由于电子计算机技术的发展又向量子力学提出了一些其他更加深刻需要解决的问题，而这些问题的解决就促进了量子力学的进一步发展和完善。
③狭义相对论，质能关系E=mc2， E=mc2——原子弹及核能的利用——核物理，粒子物理，高能物理；狭义相对论是20世纪初期爱因斯坦建立的一种理论，他是为了解决电磁学等其他物理学科上的一些经典物理当中理论上的一些不协调和不自恰这样一种矛盾而提出的一种理论，这种理论当中有一个很重要的理论结果，那就是质能关系E=mc2，E=mc2。而这种质能关系被我们称为打开核能宝库的钥匙，这一理论结果的应用直接导致了或者指导了核能的应用，而对于核能的进一步应用又提出了许多新的问题，而这些新问题的进一步解决使得理论更加完善而得到进一步提高，从而形成像核物理，粒子物理，以及高能物理等等，那么实际技术上问题的解决又进一步促进了物理学的发展。
3 结语
应该说物理和技术有着密切的联系，物理原理及理论的初创式开发和应用都形成了当时的高新技术，物理学仍然是当代高新技术的主要源泉。所有新技术的产生都在物理学中经历了长期酝酿。例如：1909年卢瑟福的粒子散射实验——40年后的核能利用；1917年爱因斯坦的受激发射理论——1960年第一台激光器的诞生等，整个信息技术的产生、发展，其硬件部分都是以物理学为基础的。
参考文献：
[1]张启仁.经典场论 [M] .北京 ：科学出版社 ，2003.
[2]井孝功.量子力学 [M] .哈尔滨 ：哈尔滨工业大学出版社，2004.
