中国还有26个称雄世界的科技第一 中国之最的科技( 四 )


九、中国量子黑客隐患研究世界领先:
中国解决了量子黑客隐患,成果在国际权威杂志上发表 。由量子信息与量子科技前沿协同创新中心潘建伟院士及其同事张强、陈腾云与清华大学马雄峰等组成的联合研究小组,利用与美国斯坦福大学联合开发的高效低噪声上转换单光子探测器,在国际上首次实现了测量器件无关的量子密钥分发,成功解决了现实环境中单光子探测系统易被黑客攻击的安全隐患,大大提高了现实量子密钥分发系统的安全性 。该研究成果发表在2013年9月24日出版的国际权威物理学期刊《物理评论快报》上 。
量子密钥分发,以量子物理与信息学为基础,被认为是安全性最高的加密方式 。尽管量子密钥分发在理论上具有无条件安全性,由于原始方案要求使用理想的单光子源和单光子探测器,在现实条件下很难实现,导致现实的量子密钥分发系统可能存在各种各样的安全隐患 。
中国的研究小组2007年在国际上首次实现百公里量级的诱骗态量子密钥分发,成功解决了非理想单光子源带来的安全性漏洞,探测器的不完美性成为“量子黑客”的主要攻击点,国际上多个小组提出了“时间位移攻击”、“死时间攻击”和“强光致盲攻击”等针对探测系统的攻击方案 。尽管所有已知的量子黑客攻击均可以通过对现有量子密码系统的适当改造加以防御,但在理论上安全隐患仍然存在 。
潘建伟小组发展了独立激光光源的干涉技术,并与美国斯坦福大学联合开发了国际上迄今为止最先进的室温通信波段单光子探测器——基于周期极化铌酸锂波导的上转换探测器,同时结合清华大学马雄峰教授的理论分析,在世界上首次实现了测量设备无关的安全量子密钥分发,该实验先天免疫于任何针对探测系统的攻击,完美地解决了探测系统的安全隐患问题 。另外,该实验系统兼顾采用诱骗态方案,同时保证了非理想光源系统的安全性 。
十、中国在世界上首次实现雷达三维成像:
中国在世界上首先实现对车辆的雷达三维成像(机载式) 。所谓雷达获取三维成像,尤其是对复杂结构的人造目标,实现高分辨三维成像,和提高其高维度的分辨力,一直是雷达学界的研究热点与难题 。国防科大王雪松及其团队人员邢世其等,2013年在国际上首次实现了对军事车辆等典型人造目标的三维高分辨极化层析成像,雷达对目标的高度分辨力达0.45米,为当时公开报道的最高水平 。该结果发表在遥感领域国际顶级期刊——IEEE GRS汇刊上 。
雷达获取感兴趣目标的图像,对提升自动目标识别系统的性能具十分重要的意义 。当时应用较为广泛的雷达二维成像技术,难于复杂结构的人造目标进行成像时的识别 。激光雷达成像,覆盖面太小,作用距离较近,难以实现远距离大范围目标探测 。
十一、中国科学家成功观测到“量子反常霍尔效应”:
清华大学薛其坤院士领衔的团队2013年成功观测到“量子反常霍尔效应” 。由薛其坤院士领衔,清华大学、中科院物理所和斯坦福大学的研究人员联合组成的团队,历时4年完成的研究报告,并在《科学》杂志在线发表 。这项被3名匿名评审人给予高度评价的成果,是在美国物理学家霍尔于1880年发现反常霍尔效应133年后,世界上首次实现的反常霍尔效应的量子化,也因此被视作“世界基础研究领域的一项重要科学发现” 。
量子霍尔效应一直在凝聚态物理研究中占据着极其重要的地位 。自美国科学家霍尔分别于1879年和1880年发现霍尔效应和反常霍尔效应之后,不少科学家凭借在此领域的重要发现斩获大奖 。1980年,德国科学家冯?克利青发现整数量子霍尔效应,于1985年获得诺贝尔物理学奖 。1982年,美籍华裔物理学家崔琦、美国物理学家施特默等发现了分数量子霍尔效应,这个效应不久由另一位美国物理学家劳弗林给出理论解释,三人共同分享了1998年诺贝尔物理奖 。