要实现碳纳米材料在疾病诊疗中的应用,必须阐明纳米材料的独特生物学效应,解决生物安全性问题,利用独特纳米效应,拓展在疾病诊疗中的应用。在国家纳米重大科技专项、国家杰出青年基金等的支持下,该项目开展了碳纳米材料如碳纳米管、氧化石墨烯、碳点的生物学效应研究,利用碳纳米材料的纳米效应,解决在疾病多种标志物同步检测、诊疗一体化中的应用基础科学问题。主要发现如下: 1.碳纳米材料的生物学效应机制:(1)发现单壁碳纳米管能够抑制细胞增殖,主要机制是诱导细胞凋亡,降低细胞粘附分子的表达,高效率进入细胞内部,干扰细胞的功能,且呈剂量和时间依赖性;碳纳米管诱导细胞内活性氧含量与共育时间有关。(2)发现氧化石墨烯对细胞和动物具有剂量依赖性毒性,如诱导细胞凋亡和肺肉芽肿形成,并且沉积在肺部、肝脏和脾脏中。发现PVP-GO具有显著不同的免疫毒性,通过表面修饰,可以调节其免疫毒性。(3)发现碳点具有好的生物相容性,具有独特的光电特性。 2.碳纳米材料的表面功能化及用于多种标志物检测的机制:(1)发现不同基团修饰的碳纳米管能够淬灭量子点的荧光信号,呈现出规律特性;提出了碳纳米管与量子点自组装基础上的超敏感检测核酸与抗原的技术原理方法,利用量子点的体积依赖性的不同颜色荧光信号,实现了多成份的同步检测。(2)发现氧化石墨烯具有自我催化功能,利用此功能在原子单层表面原位合成金纳米颗粒,制备出表面增强拉曼散射传感器,增强拉曼分析的检测信号,实现呼出气体标志物同步检测,有效区分早期胃癌患者与中晚期胃癌患者及健康人群。(3)发现利用紫外照射氧化石墨烯,可打开其能带,制备出石墨烯纳米筛,呈现出半导体特性与光致发光现象,制备场效应器件,表现出优越的光电特性,同时获得石墨烯量子点,具有强的荧光特性。 3.碳纳米材料在诊疗一体化中的应用机制:(1)发现碳纳米管、氧化石墨烯、碳点通过修饰,与siRNA、药物、光敏剂等偶联,可高效进入肿瘤细胞,是一种高效基因与药物递送载体。(2)制备了碳量子点C-Dots-Ce6复合物,制备叶酸修饰的氧化石墨烯结合光敏剂Ce6,能够靶向肿瘤成像,实现光动力治疗。(3)阐明了氧化石墨烯银纳米粒子复合结构杀灭真菌的机制。(4)证明负载肌肽的氧化石墨烯,是一种好的免疫佐剂,提出了其作用机制。 论文与知识产权情况:发表SCI论文60余篇,代表性8篇论文被SCI他引用1074次,作为副主编,编写了《纳米毒理学》专著1本,授权发明专利3项,发表的论文被Nature Nanotechnology、Chem Review等杂志引用与正面评论。 推广与应用前景:利用碳纳米材料的独特效应,探讨了在肿瘤药物的靶向递送、诊疗一体化、自组装超敏感检测方面的应用,为临床转化奠定了理论基础。 收缩信息
近日,电子 科技 大学材料与能源学院夏川教授以第一作者和共同通讯作者身份在国际著名期刊Nature Chemistry (《自然–化学》)上发表题为“General synthesis of single-atom catalysts with high metal loading using graphene quantum dots”的研究论文。该研究开发了一套高载量过渡金属单原子材料的普适性合成策略,实现了高达 40 wt.% 或 3.8 at.% 的高过渡金属原子负载,比目前报道的单原子负载量提升了几倍甚至数十倍。 该工作由电子 科技 大学、加拿大光源和美国莱斯大学三个单位共同合作完成。材料与能源学院的夏川教授为论文第一作者和通讯作者,美国莱斯大学的汪淏田教授和加拿大光源的胡永峰教授为论文通讯作者。该合作团队在电催化材料研究和电化学反应器设计领域建立了坚实的基础,并取得了丰硕的研究成果。 过渡金属单原子材料具有极高的原子利用率、独特的电子结构以及明晰且可调的配位结构,在各种电催化过程中展现出优异的活性。但常规单原子材料中金属原子密度较低(通常小于5 wt.%或1 at.%),大大限制了其整体催化性能及工业应用前景,因此发展出高载量过渡金属单原子材料普适性合成策略至关重要。现有“自上而下”和“自下而上”工艺对提高合成单原子材料的金属负载量有很大的局限(图1, a-b)。以碳材料负载的单原子为例,现有的“自上而下”方法通过在碳材料载体表面制造缺陷,然后通过缺陷稳定单原子。然而,无法精确调控缺陷尺寸导致缺陷位点的数目极大地受到限制,而且当金属负载量提高时,容易在大尺寸的缺陷位处形成团簇。“自下而上”方法则使用金属和有机物前驱体(如金属有机框架、金属-卟啉分子、金属-有机小分子)热解碳化的方式获得负载金属单原子的碳材料。在金属负载量过大时,金属原子之间将因为没有足够的隔离空间而导致热解过程中团簇或者颗粒的产生。 鉴于此,该团队发展了区别于现有“自上而下”和“自下而上”工艺的单原子催化材料制备方法(图1c),以突破单原子负载量的限制。该团队创新性地使用比表面大、热稳定性高的石墨烯量子点作为碳基底,对其进行-NH2基团修饰,使其对金属离子具有高配位活性。引入金属离子后可得到以金属离子作为节点、功能化石墨烯量子点作为结构单元的交联网络,最后热解即可得到高载量的金属单原子材料。相较于传统“自上而下”和“自下而上”的单原子催化剂合成方法,该研究报道的方法既保证了高含量金属离子初始锚定时的高分散性又能有效抑制后续热解过程基底烧结重构引起的金属原子团聚。 XAFS、HADDF-STEM等多种表征手段证明,由该法制得的负载型金属单原子催化材料在保证金属原子单分散的同时还能实现远超现有文献报道水平的金属载量。借助该方法,该团队成功制备出质量分数高达41.6%(原子分数为3.84%)的Ir单原子催化材料(图2),该负载量相较于文献报道的Ir单原子最高载量提升了数倍。 另外,该合成策略还具有普适性,能够用于制备其他贵金属或非贵金属的高载量金属单原子催化材料。例如,在碳基底材料上,Pt单原子的负载量最高可达32.3 wt.%,Ni单原子负载量可达15 wt.%(图3)。 夏川,电子 科技 大学材料与能源学院教授,国家青年人才。研究方向为基于新能源的电催化、电合成、电化学生物合成,致力于实现碳平衡的能量与物质循环。在“液体燃料与基础化学品现场合成”这一特色方向开展了深入、系统的研究,在反应器与催化剂设计领域均取得丰硕成果,共发表学术论文50余篇,授权美国专利3项,H因子34,引用5200余次。近五年来,以第一作者/通讯作者身份在Science、Nat. Energy、Nat. Catal.、Nat. Chem.等国内外高水平期刊共发表论文20余篇,其中ESI高被引论文9篇,热点论文2篇。
由于新材料有着广泛的应用前景,目前许多国家出台了与新材料产业相关的新兴产业发展战略。我国亦是非常重视新材料产业的发展,目前制定了纲领性文件《中国制造2025》以及指导性文件《新材料产业发展指南》、《重点新材料首批次应用示范指导目录》等。国家发展改革委办公厅2017年印发了《增强制造业核心竞争力三年行动计划(2018-2020年)》重点领域关键技术产业化实施方案的通知,里面也具体制定了关于新材料关键技术产业化实施方案。截止目前,我国已经有40多个城市形成了不同规模的新材料产业集聚区,现已经批准设立的国家级新材料产业基地有129个,包括7个高技术产业基地、32个新型工业化示范基地和90个高新技术产业化基地。
当前,美国、欧洲、日本等发达国家和地区十分重视新材料技术的发展,都把发展新材料作为科技发展战略的重要组成部分,在制定国家科技与产业发展计划时,将新材料技术列为21世纪优先发展的关键技术之一,予以重点发展,以保持其经济和科技的领先地位。中国的新材料科技及产业的发展,在政府的大力关心和支持下,也取得了重大的进展和成绩,为国民经济和社会发展提供了强有力的支撑。为研究我国新材料领域的发展现状和态势,本报告以中国期刊网数据库作为统计分析源,从文献计量学的角度进行分析研究,讨论了新材料包括超导材料、金属材料、非金属材料、高分子材料和复合材料的理论研究、制备工艺、产品应用、技术装备等方面的内容。 1、新材料各专业论文产出权重的年度变化从2000年至2005年,新材料各专业发表论文数量占整个新材料领域的比重虽然每年都在变化,但总的分布格局没有被打破。高分子材料除2001年和2002年所占比重低于50%以外,其它几年均在50%以上,一直占居主导地位;复合材料所占比重在20-30%之间,居第二位;非金属材料所占比重在一成多,居第三位;超导材料在整个材料领域所占比例最小,居5个专业的最后一位。从各专业的发展状况分析,超导材料的发展呈上下波动,总体下降的趋势;金属材料作为一种传统的优势领域,其发展呈现大幅下降的局面;非金属材料在整个材料领域基本保持稳定的态势,其所占比例变化不大;高分子材料是发展最快的学科,随着新技术的不断涌现,其在整个新材料领域中的权重呈波动增长的态势;复合材料除2002年有所增加外,其他各年逐年下降,但降幅不大,年均降低1%。2、新材料各专业论文产出数量的年度变化2000年至2005年,从新材料各专业发表论文的数量及增长率来看,超导材料论文发表呈现增长正负相间的发展格局,但总量呈下降趋势,降幅为10%左右;金属材料的论文发表数量出现负增长,从2000年的1614篇减少到2005年的254篇,总降幅达84%;非金属材料发表论文数量总的趋势是稳步增长,且到了2005年有加速增长的趋势,发表论文数量比2000年增长了1527篇,当年增长了29.3%,6年间总体增长了66.65%;高分子材料的论文数量也在不断增加,从2000年的8201篇增加到2005年的15895篇,总增幅达93.3%,几乎翻了一番;复合材料论文发表呈现波动的局面,2001年比2000年有较大幅度增加,但2003-2004年却出现负增长,到2005年又增加至7215篇,比2000年的3672篇增加了近一倍。 1、新材料领域总体发展速度较快,势头强劲材料是当前世界新技术革命的三大支柱(材料、信息、能源)之一,与信息技术、生物技术一起构成了21世纪世界最重要和最具发展潜力的三大领域之一。对材料的认识与利用能力,往往决定着社会的形态和人类生活的质量。人类的历史已经证明,材料是人类社会发展的物质基础和先导,而新材料则是人类社会进步的里程碑。新材料在发展高新技术、改造和提升传统产业、增强综合国力和国防实力方面起着重要的作用,而且在自然科学和工程技术领域中发展也越来越快,地位日趋重要。根据对同时段论文发表数量统计,6年间国内新材料领域论文发表数量的年平均增长率为9.15%,大于自然科学和工程技术领域8.34%的论文发表增长率;新材料领域发表论文占自然科学与工程技术领域发表论文的比重也保持上升的势头,6年间增长了0.13个百分点。新材料领域的发展变化,得益于技术创新和成果转化速度加快。前沿技术的突破使得新兴材料产业不断涌现,同时新材料与信息、能源、医疗卫生、交通、建筑等产业结合越来越紧密,材料科学工程与其他学科交叉领域和规模都在不断扩大,而且世界各国政府高度重视新材料产业的发展,制定了推动新材料产业和科技发展的相关计划,在资金上给予大力扶持,从而推动了本领域的技术创新能力的提高和发展,取得了一系列可喜的研究成果,保证了新材料领域发展的欣欣向荣局面。2、高分子材料、复合材料发展迅速2.1 高分子材料新的应用领域推动了自身的成长高分子功能材料是近年来发展最快的有机合成材料,尤其在生物医用材料、药物控制释放体系、骨科固定、组织工程和手术缝合线等方面不断扩展其新的应用领域,全世界仅高分子材料在医学上的应用就有90多个品种、1800余种制品,西方国家在医学上消耗的高分子材料每年以10-20%的速度增长。我国的高分子材料发展也十分迅速,2000年至2005年论文发表数量从1862篇增加到6640篇,6年间增长了256.61%。其中:高分子药物方面的论文从182篇增加到802篇,增长幅度达340%;医用高分子材料方面的论文从285篇增加到821篇,增长幅度达188%;仿生高分子材料的论文从416篇增加到1108篇,增长幅度达166%,高分子膜材料的论文从979篇增加到3909篇,增长幅度达299%。从上述数据中可以看出,高分子材料研发活跃,发展相当迅猛,已成为医学和生物技术中不可缺少的组成部分,也是新材料领域发展最快的专业。2.2 复合功能材料拓展了新的发展空间由于多种材料多学科的交叉、融合,使材料的复合化成为发展新材料的一种重要手段。利用多种基体与增强体的复合、多种层次的复合以及利用非线性复合效应可以创造出全新性能的材料。近年来先进复合材料及新工艺发展很快,目前复合材料的发展以树脂基复合材料为主,特别是热固性材料,它的技术最成熟,应用最广。金属基复合材料大部分处于研究开发阶段,它特别适用于建造空间结构体。陶瓷基复合材料是改进陶瓷的可靠性的重要途径,从而使陶瓷材料优异的高温性能得以应用。此外碳/碳复合材料在军事技术上有很大实用价值,并已有一定的应用,其发展趋势较快。从我国2000年至2005年复合功能材料论文发表情况来看,数量从3672篇增加到7215篇,6年总计增长96.49%。其中:金属基复合材料论文从573篇增加到611篇,增幅6.6%;陶瓷基复合材料论文从298篇增加到1050篇,增幅252%;水泥基复合材料论文从1533篇增加到2428篇,增幅58.3%;聚合物基复合材料的论文从1134篇增加到2383篇,增幅110%;碳基复合材料论文从134篇增加到743篇,增幅达454%。从研究分析中可以看出,陶瓷基复合材料、聚合物基复合材料发展较快,这与其新工艺、新物质及新配方的不断涌现密切相关,碳基复合材料也正从军用转向民用,使其发展呈快速增长的态势。2.3 金属材料发展趋于低谷,有待突破相对于高分子材料、复合材料和非金属材料的迅猛发展,历史悠久的金属材料的发展处于停滞甚至后退的局面,从2000年至2005年,我国金属材料论文发表数量从1614篇减少到254篇,下降了535%。这一现象说明我们在该领域的技术创新能力不足。当前,世界金属材料领域的发展出现了很多新的特点及增长点,高性能金属材料发展迅速。我国目前高性能金属材料的产品研制、加工成型技术、生产设备等多方面都存在问题,阻碍了金属材料的发展。因此,只要加大金属材料的技术创新力度,就一定能打破其发展停滞不前的局面,实现新的振兴和快速发展就指日可待。
physica e是中科院物理学纳米科学和纳米技术4区的期刊。
physica e期刊主要包含了关于低维系统中物理学的基础和应用方面的论文和受邀评论文章,包括半导体异质结构、介观系统、量子阱和超晶格、二维电子系统、量子线和量子点。适合在本期刊发表的主题包括自旋相关现象、光学和输运性质、多体效应、整数和分数量子霍尔效应、单电子效应和器件以及其他新现象。
中科院JCR分区表概况:
由于不同学科之间的SCI期刊很难进行比较和评价,中国科学院国家科学图书馆世界科学前沿分析中心(原中国科学院文献情报中心),对目前SCI核心库加上扩展库期刊的影响力等因素,以年度和学科为单位,对SCI期刊进行4个等级的划分。一般而言,发表在1区和2区的SCI论文,通常被认为是该学科领域的比较重要的成果。
据JCR分区表对SCI论文进行评价的模式已被国内部分高校和科研机构采纳,因为它有利于鼓励科研工作者向本学科的高级区域投稿。国内主流参考的SCI分区依据主要有中科院JCR分区表以及汤森路透JCR的Journal Ranking分区两种。其中,中科院期刊分区表则被更多的机构采纳以作为科研评价的指标。
这个不是sci。根据研文学术提供的信息,sci是指科学引文索引,是一个被广泛认可的全球性的科学引文数据库,收录了来自全球范围内的科技、医学、工程和社会科学领域的顶尖学术期刊。而量子电子学报是中国科学院电子学研究所主办的一本学术期刊,创刊于1984年,是国内较早涉及到量子电子学领域的学术期刊之一,主要发表与量子电子学相关的研究论文。
(1)认真写好一篇高质量的论文,英文的。(2)找到合适的SCI期刊,在SCI期刊官网注册账号,然后投稿。(3)等待审核结果,3个月没消息,重新投稿到别的刊物。(4)如果比较着急,可以找一些代理机构帮忙,比如淘淘论文网这种。
意味着我国科研水平又上了一个台阶。其科研成果为世界所认可,并且在世界范围各自领域发挥了实用价值。也反映了我国科教兴国、科技强国战略的显著成绩。
体现出我们国家的实力,说明我们国家论文还是很优秀的,人们发表的东西非常多,有很多的人才,科研水平有了进步。
科技部中国科学技术信息研究所31日发布的最新中国科技论文统计结果显示:2007年至2017年10月我国科技人员发表的国际论文共被引用19335万次,较2016年统计时增加29.9%,排名比去年上升两位,超越英国和德国跃居世界第二位。
我国《“十三五”国家科技创新规划》把自主创新能力全面提升列为首要发展目标。其中,要求国际科技论文被引次数达到世界第二。现在,这一目标已提前实现。过去10年,我国国际科技论文平均每篇被引用9.40次,虽然与世界水平还有一定差距,但比上年度统计时的8.55次提高9.9%。
论文发表后被引用的情况,可以反映论文的影响。各学科论文在2007—2017年被引用次数处于世界前1%的论文称为高被引论文。近两年间发表的论文在最近两个月得到大量引用,且被引用次数进入本学科前1‰的论文称为热点论文。据介绍,我国国际热点论文数量占世界1/4,高被引论文数量继续保持世界排名第三位。其中,截至2017年10月,中国高被引论文为20131篇,占世界份额为14.7%,数量比2016年增加了18.7%,世界排名保持在第三位。美国的高被引论文数为69976篇,仍居第一位。英国的高被引论文数为25880篇,居第二位。
具体方面,我国太阳能光伏行业虽起步较晚,但发展迅速,尤其是2013年以来,在国家及各地区的政策驱动下,太阳能光伏发电在我国呈现爆发式增长,据国家能源局统计数据显示,2017年,我国光伏发电新增装机容量为53.06GW,创历史新高,2018年,受光伏531新政影响,各地光伏发电新增项目有所下滑,全年新增装机容量为44.26GW,同比下降16.6%。截止至2019年,我国新增光伏并网装机容量达30.1GW,同比下降32%。
累计装机容量方面,据国家能源局统计数据显示,2013年以来,我国光伏发电累计装机容量增长迅速。2013年,全国光伏发电累计装机容量仅为19.42GW,到2018年已经增长至174.46GW。预计2013-2019年,全国光伏发电累计装机容量将有近10倍增长。截止至截至2019年底,累计光伏并网装机量达到204.3GW,同比增长17.1%。
2020年中国光伏行业应用多样化发展机遇
虽然挑战重重,2020年中国光伏也同样面对多样化应用发展的机遇。
1)“首先就是‘光伏+制氢’,可以有效解决光伏发电消纳问题,实现两种新能源之间的有效应用。随着光伏发电和电解水制氢技术的发展,‘光伏+制氢’将成为我国能源安全和能源结构调整的新选择。其次是‘光伏+5G通信’,根据相关规划,随着5G技术的应用普及,国内至少有1438万个基站需要新建或改造。按照各运营商5G规模和数量计算能耗总量,5G基站全网功耗将是4G的4.62倍。光伏发电系统能够有效降低电力基础设施投资,在5G领域的应用发展潜力巨大。”
2)再次,在“光伏+新能源汽车”领域,截至2019年底,我国纯电动车保有量达310万辆,随着光伏充电站、充电桩建设业务逐渐扩大,‘光伏+新能源汽车’应用模式将逐渐普及,这也将给光伏行业带来新的增长点。
3)“最后,在‘光伏+建筑’方面,随着近零能耗、零能耗等更高节能水平绿色建筑逐步应用和普及,以高效、智能化的光伏发电系统作为建筑能源形式的光电建筑将成为越来越多光伏企业差异化发展的契机。
更多数据来源及分析请参考于前瞻产业研究院发布的《中国光伏发电产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。
引用高质量的文章对发表论文具有重要的影响,SCI论文正是所有论文的极为重要的一种论文,影响因子是对高质量文章的一种评价形式,影响因子越高代表其文章的含金量越高,特别需要注意的是;
通过知网或百度学术查找自己文章的期刊名字,论文查重进入百度学术网站后打开在网页打开梅斯查询系统,注意网站注意网站可以区分大小写。
输入文章名字查询其影响因子,其会显示与您所输入文章名字相近的所有杂志,选择自己需要的杂志,最左侧的IF为其影响因子英文的速写,点击自己所需要的杂志可以查看杂志的要求,审稿周期等诸多信息。
影响因子及JCR给出的以上指标,具有非常重要的作用,具体地说,对以下各类人员具有多种实用价值。
1、图书馆员: 制定文献收藏计划和经费预算,向读者推荐优秀期刊。
2、编辑: 了解和掌握自己编辑的期刊的情况,制订有效的编辑规划和办刊目标。
3、出版商: 掌握和监测出版动态,掌握出版机会,做出新的出版决策。
4、作者(科研人员):寻找和确定与自己专业有关的期刊,确定论文投稿期刊,证实已经发表自己论文的期刊的水平。
影响因子(Impact Factor,简称IF),即某期刊前两年发表的论文在该报告年份(JCR year)中被引用总次数除以该期刊在这两年内发表的论文总数。影响因子现已成为国际上通用的期刊评价指标,它不仅是一种测度期刊有用性和显示度的指标,而且也是测度期刊的学术水平,乃至论文质量的重要指标。影响因子是一个相对统计量。华笙医学编译为您解答,望采纳!
用某刊前5年发表论文在统计当年的总被引次数除以该刊前5年刊载论文数量。
影响因子即某期刊前两年(S, T)发表的论文在统计当年(U)的被引用总次数X(前两年总被引次数)除以该期刊在前两年(S, T)内发表的论文总数Y(前两年总发文量)。这是一个国际上通行的期刊评价指标。公式为:IFU =(X(S,T) / Y(S,T))。
例如,某期刊2010年影响因子的计算:
1、本刊2009年的文章在2010年的被引次数:48;本刊2009年的发文量:187。
2、本刊2008年的文章在2010年的被引次数:128;本刊2008年的发文量:154。
3、本刊2008-2009的文章在2010年的被引次数总计:176 =(48+128)。
4、本刊2008-2009年的发文量总计:341 =(187+154)。
5、本刊2010年的影响因子:0.5161 = (176÷341)。
意义
影响因子并非一个最客观的评价期刊影响力的标准。
一般来说影响因子高,期刊的影响力就越大。对于一些综合类,或者大项的研究领域来说,因为研究的领域广所以引用率也比较高。比如,生物,和化学类的期刊,这类期刊一般情况下就比较容易有较高的影响力。
影响因子虽然可在一定程度上表征其学术质量的优劣,但影响因子与学术质量间并非呈线性正比关系,比如不能说影响因子为5.0的期刊一定优于影响因子为2.0的期刊,影响因子不具有这种对学术质量进行精确定量评价的功能。
影响因子是1972年由E1加菲尔德提出的,现已成为国际上通行的一个期刊评价指标。学术期刊影响因子(Impact Factor)是指期刊近两年的平均被引率,即该期刊前两年发表的论文在评价当年被引用的平均次数。用公式表示为:影响因子=该刊前2年所发表的论文在第3年被引用的次数/该刊2年内所发表的论文总数.从其定义可知,影响因子的三个决定因素分别为时间(2年)、论文总数(该刊连续2年内所发表论文总数)、被引用次数(上述论文在第3年被引用的总次数)。影响因子是一个相对数量指标,一般认为能够较好的反映期刊被使用的真实客观情况,可较公平的评价各类学术期刊,通常影响因子越大,期刊的学术影响力和作用也越大!
作者 | 陈欢欢
近日,光量子计算和大尺度光量子信息处理两项成果双双入选中国科学院“率先行动”计划第一阶段59项重大 科技 成果及标志性进展。
8月16日,世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”迎来4岁生日。在距离地球500公里的轨道上,这颗超期服役2年的“老”卫星仍然捷报频传。
6月15日,中国科学院院士、中国科学技术大学教授潘建伟领衔的合作团队在《自然》发表论文,在国际上首次实现了基于纠缠的无中继千公里级量子保密通信。这也是“墨子号”4年间产生的第5篇《自然》《科学》论文。
随着一项项科学实验的成功,卫星量子通信的应用前景日益清晰。
战略布局占先机
7月23日,美国能源部公布报告,规划了美国“量子互联网”战略蓝图。欧盟早在2016年也提出过“欧洲量子技术旗舰计划”,打算用10年建成量子互联网。
可喜的是,我国在这一领域,相关基础研究和工程技术水平都处于国际引领地位。
今年3月,我国科学家刚刚创造了光纤量子通信509公里的新纪录。同时,“墨子号”保持着星地之间1200公里量子通信的世界纪录。“墨子号”和“京沪干线”的成功实施,构建了国际首个天地一体的广域量子通信网络雏形。
之所以能“起个大早、赶个早集”,得益于潘建伟的战略眼光与布局。
量子 科技 研究主要集中在量子通信、量子计算和量子精密测量等领域,有多光子纠缠、光量子计算、超冷原子量子模拟、光晶格量子模拟、量子中继器等诸多方向。
这么多学科方向,一个人不可能包打天下。从单枪匹马到带领一支近百人的团队,潘建伟用了10多年时间。
本世纪初,量子 科技 在中国还颇为冷门。潘建伟也面临着学科方向不被理解、申请经费四处碰壁的困境。
在人手紧缺的情况下,他却果断地把优秀学生纷纷送走。德国海德堡大学、奥地利因斯布鲁克大学、美国斯坦福大学、英国剑桥大学、瑞士日内瓦大学……这些量子科学和技术顶尖团队所在地,都留下了潘建伟弟子学习的身影。
如今,各研究室独当一面的负责人正是当年那些漂流四海的年轻人。
“墨子号”量子纠缠源分系统主任设计师印娟的成长路线却略有不同。
2002年,大二结束的暑假,印娟来到潘建伟实验室,成为实验室第一位女生,从此再没有离开。
2017年,“墨子号”千公里级星地双向量子纠缠分发实验成功,以封面论文的形式发表在《科学》,印娟成为团队里第一个同时拥有《自然》和《科学》第一作者身份的科学家。
善于布局,也安心等待。这样的一支团队,一出手就是“大”成果不足为奇。
敢想敢干出奇迹
“墨子号”科学应用系统主任设计师任继刚,至今仍清楚地记得读博时第一次听潘建伟作报告的情景。“太神奇了,就像听一个科幻故事。”他回忆说。
在场的很多人可能也跟任继刚一样,把量子 科技 当成科幻故事。而作报告的那个人却是认真的。
2003年,潘建伟陷入量子通信研究瓶颈。由于光子在光纤传输时损耗太大,传输100公里只剩下1%的信号到达接收端。而外太空因为几乎真空,光信号损耗非常小,潘建伟破天荒地提出了“上天”这个“大胆且疯狂”的方案。
当时,他向博士生彭承志科普量子通信的发展前景,当说到需要通过太空实现长距离传输时,彭承志认为“这是一个遥不可及的梦想”。他问潘建伟:“这个事,是不是挺牛的?”潘建伟想了想,很肯定地回答:“肯定牛,是世界上最牛的,至少是之一。”
带着这样的信念,他们在合肥大蜀山山顶开始了第一个实验,于2005年实现了13公里的量子纠缠分发。这个传输距离超过了大气层的等效厚度,从而证实了远距离自由空间量子通信的可行性。
2009年,团队在青海湖开展百公里量子纠缠分发实验。当时,团队里的3位主力——2007年博士毕业的任继刚、2009年博士毕业的印娟、2010年将要博士毕业的廖胜凯,后来分别成为“墨子号”3个分系统主任设计师。
岛上通信信号极差,几位年轻人没什么消遣,晚上做实验,白天借着搭建的无线网桥开例会。2012年,团队在国际上首次实现百公里量级的自由空间量子隐形传态和纠缠分发。
2017年,利用“墨子号”,他们将量子纠缠分发的距离再提高一个量级,达到1200公里。
从大蜀山的13公里到天地间的上千公里,潘建伟团队一步一个脚印,从无到有地验证了量子通信的可行性。
“率先行动”很给力
中国科学院院士、 科技 部原部长徐冠华曾公开指出,我国对自身科学研究能力不自信,“在 科技 项目的确定过程中,习惯于拒绝支持有争议的项目,排斥没有国外先例的研究”。
当年的潘建伟,面对的就是这样的窘境。
2003年,潘建伟首次提出利用卫星实现自由空间量子通信的构想。这个“前无古人、闻所未闻”的想法立即遭到多方质疑:量子信息科学,欧洲美国都刚刚起步,我们为什么现在要做?
这个“不靠谱”的计划却获得了中国科学院的支持。2011年底,中国科学院空间科学先导专项正式立项“量子科学实验卫星”,自此打开了量子世界的大门。
2014年,中国科学院启动实施“率先行动”计划,给“墨子号”研制团队带来了“集团军”的支持。
当年10月,中国科学院量子信息与量子 科技 前沿卓越创新中心率先成立,2017年5月更名为量子信息与量子 科技 创新研究院。
这使得中国科学技术大学同中国科学院上海技术物理研究所、微小卫星创新研究院、光电技术研究所等都有了更加紧密的合作关系。
中国科学院上海技术物理研究所研究员、量子科学实验卫星工程常务副总师王建宇曾比喻称:星地间量子纠缠分发的难度,就像在太空中往地面的一个存钱罐里扔硬币,而且天空中的“投掷者”相对地面上的“存钱罐”还在高速运动。
在“率先行动”计划的支持下,这样一项看似“不可能的任务”最终顺利完成。“我们的合作体现出了创新研究院的价值,那就是集中力量干大事。”潘建伟说。
中国科学院院长、党组书记白春礼评价称,“墨子号”为中国在国际上抢占了量子 科技 创新制高点,成为了国际同行的标杆,实现了“领跑者”的转变。
天时、地利、人和,量子团队的下一个“惊喜”也许很快就会到来。
《中国科学报》 (2020-09-10 第1版 要闻)
后面那种,通过量子纠缠传输的,只是信息而不是物质。但谁说得清呢
用四分之一波片将纠缠中的一个光子从平面偏振改为左旋圆偏振或右旋圆偏振,纠缠中的另一个光子也会同样的自动的从平面偏变为左旋圆偏振或右旋圆偏振。
薛定谔于1926年1月、2月、5月和6月接连在德国《物理学纪事》上发表了一组4篇题为《作为本征值问题的量子化》的论文,最后一篇是在6月22日左右送到杂志社的。这4篇论文建立了完整的波动力学。