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中国在这几个领域世界领跑,仰仗的是谁?

主播君的话

中国科技迅猛发展,从曾经的“落后”、“跟跑”,到如今在几个领域都处在世界领跑的位置,在中国青年科技工作者协会,大批的青年科技工作者都为此努力着~

曾经,中国的“四大发明”改变了世界。在沉寂千年之后,如今,一批批青年科技工作者,正在引领中国的“科技复兴”。

从落后“跟跑”到“并跑”“领跑”,一场由中国主导的“新科技革命”,正在悄然进行。

一场全新的通信革命

2016年,世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”在中国酒泉卫星发射中心升空,成功实现了千公里级星地双向量子纠缠分发,在千公里量级的距离下,验证了量子纠缠的存在。

什么是量子通信?中国科学技术大学常务副校长、中科院院士潘建伟解释,“通过对量子叠加、量子纠缠等量子力学基本想象的实验检验,人们将对量子系统进行精确操控的能力,与信息技术相结合,从而诞生了量子信息技术。而量子通信是量子信息技术中最先走向实用化的技术。”

据潘建伟介绍,量子通信是一种原理上不可窃听、不可破译的无条件安全的通信手段,任何形式的窃听,都会改变量子态,从而必定被通信方察觉并规避。

“信息安全对国家的意义不言而喻。而且同个人生活也是密切相关,比如银行账户的信息不会被泄露。未来的无人驾驶中,远程控制车辆的系统如果被黑客入侵,车辆行驶的安全就得不到保障等等。”潘建伟说。

“目前,我们已经充分验证了基于卫星实现全球化量子通信的可行性,构建了首个天地一体化广域量子通信网络的雏形,将全面服务于国家信息安全。”潘建伟说,“正是受到我国的引领,美国、德国、英国等传统的科技强国都加快了量子信息领域的战略布局,国家级科技计划先后启动,反过来对我国的领先优势发起强烈冲击。同时,在量子计算方面,我国也具备了和发达国家进行竞争的实力。”

潘建伟表示,下一步,他的研究团队将努力扩大量子通信技术的覆盖范围,降低成本,争取早日惠及大众。在他看来,全球化量子通信有望在未来10-15年得以实现。

一双中国的“智能千里眼”

人类能够看见周围的物体,得益于光的存在。

随着人们对光学以及光学工程的不断探索研究和应用拓展,如遥感、监控、智慧城市、无人驾驶、LED显示屏、4K高清电影、全息影像、VR显示等等光学技术相关的发展成果,如今已经融入到了生活的各个角落。

当然,对光学相关的技术应用,还远远不止于此。

西北工业大学教授李学龙,从事光学影像的研究已经20余年,“光学影像,主要包括拍摄和数据分析处理两部分内容,以及这两部分之间的互相影响和促进。”李学龙介绍。

在李学龙看来,他只不过是中国光学研究中的一个“工兵”——学工科的小兵。“几个通宵不睡觉、连续几天待在实验室不回家都是正常的,领域内知识更新非常快,若想轻松享受一个短短的假期,就有可能掉队。”李学龙说。

在持续高强度的工作下,今年刚刚四十出头的李学龙,已有半头白发,他打趣道:“这样看上去成熟,也更像个科学工作者。”

在李学龙的带领下,他的团队先后提出了基于监督张量分析的光学影像处理方法,和计算协同的光学影像处理前置方法,构建了光学成像与计算一体化系统,解决了光学影像数据从向量化到张量化处理、光学影像高分辨率重建中的失衡问题及在超低维空间类别不可分的难题。

团队还设计出世界上第一台多分辨率相机,能在同一时刻对同一场景获取不同分辨率的影像,对研究不同分辨率的影像之间本质的关系和联系提供了基础平台。

“海瞳”相机参加了2017年中国科学院深渊科考队TS03航次,顺利完成科考任务。在马里亚纳海沟,先后3次下潜至七千米深度、2次下潜至万米深度,最大潜深达10909米;实际采集到长达12小时的万米高清视频数据,并首次记录下位于8152米深处的狮子鱼,这是国际上观测到鱼类生存的最大深度。

目前,李学龙团队的多谱段多维度等技术已经在我国深远海、地球观测等方面有着普遍应用,李学龙的下一步研究重点,是如何扩大光学理论和光学工程技术的应用领域,让它更贴近人们的日常生活。

“随着技术不断提升,多谱段多维度成像和影像处理的装备将为精准农业、环境污染监测、草原鼠害防治以及更广泛的海洋观测利用等方面提供解决方案,成为一个‘智能千里眼’。”李学龙说。

一支轻装前行的侦察兵

把大象装进粉笔盒,这听起来是一件不可能的事情。但对于戴庆来说,却是家常便饭。

国家纳米科学中心纳米光子学研究部负责人戴庆告诉中国青年报·中国青年网记者,他所从事的纳米光子学研究,是在纳米尺度上的光操控技术。

“把百纳米波长的光,压缩到在几个纳米的尺度上做调控。也就是说,不仅需要把大象装进粉笔盒,还要驱使大象在里面自由活动,难度可想而知。”