国防科大光电科学与工程学院研究员侯静教授，又一头扎进她钟情的激光世界里，课题攻关、学术研讨、申报国家自然科学基金……10多年心无旁骛探索创新，她率领课题组在“超连续谱光源”领域取得一系列重大突破，使我国在该领域一跃进入国际领先行列，相关成果连续两年入选“中国光学重要成果”。

国产激光武器亮相 5秒钟击落飞行器

　　刚进入不惑之年的侯静，先后主持承担国家自然科学重点基金项目、国际科技合作专项和863计划等10多个项目研究。作为我国“超连续谱光源”研究领域的知名专家，侯静感到自己已经与“光”紧紧地联系在了一起。

　　为了点亮强军之“光”，侯静率领研究小组先后突破多项核心关键技术瓶颈，在国际上率先提出和研制出两种新型金属光子晶体光纤，掌握了拥有自主知识产权的高功率“超连续谱光源”的研制技术，主要技术指标打破美国保持4年之久的纪录。攻关只为打胜仗。在“超连续谱光源”基础研究取得突破的同时，侯静着力推动创新成果转化为生产力、战斗力，取得显著的社会效益和军事效益。

被击毁的无人飞行器

　　谈到当前深化国防和军队改革，侯静说，军队科技工作者要努力提高创新对战斗力增长的贡献率，让科研成果转化为打胜仗的“利器”，在改革大考中交出优秀答卷。

　　国际物理学十大突破：中国成果让美吓一跳

　　11日，欧洲物理学会“物理世界”公布了2015年度国际物理学领域的十项重大突破，中国科学技术大学教授潘建伟、陆朝阳等完成的科研成果“多自由度量子隐形传态”入选并名列榜首。

　　据了解，中科大潘建伟研究团队在国际上首次成功实现了“多自由度量子体系的隐形传态”，这项工作打破了国际学术界从1997年以来只能传输基本粒子单一自由度的局限，为发展可扩展的量子计算和量子网络技术奠定了坚实的基础。此外，中科院物理所研究团队的“外尔费米子研究”也入选其中。外尔费米子(Weyl fermions)是一种无质量且具有“手性”的电子，未来将可能在量子计算机、低能耗器件等方面有重要应用。

　　量子瞬间传输，中国人又近了一步

　　今年2月，国际权威学术期刊以封面标题的形式对该成果进行了重点推介。通俗地说，这一技术可以让科学家在异地瞬间获知粒子状态，从而开启了瞬间传输技术的大门。

　　在今年3月5日的政协小组会上，全国政协委员潘建伟用一个比喻向媒体解释了这项研究：“从合肥带到北京一个保险箱，钥匙忘带了。于是我请合肥的同事测量一下钥匙，告诉我;我在北京复制它。”

陆朝阳(左)和潘建伟(右)

　　理论基础：量子纠缠

　　要想弄清楚“量子隐形传态”的原理，就绕不开“量子纠缠”的概念。量子纠缠是指相距遥远的两个量子所呈现出得关联性。科学家早就发现，处于特定系统中的两个或多个量子，即使相距遥远也总是呈现出相同的状态，当其中一个量子状态改变时，其他量子也会随之改变。

　　爱因斯坦曾把量子纠缠称为“鬼魅般的超距作用”，不过据报道，科学家如今认为，量子纠缠其实也是需要信道的，潘建伟教授的项目组2013年也测出，量子纠缠的传输速度至少比光速高4个数量级。

外尔费米子研究团队

　　这就是量子隐形传态的理论基础。在量子纠缠的帮助下，带传输量子携带的量子信息可以被瞬间传递并被复制，因此就相当于科幻小说中描写的“超时空传输”，量子在一个地方神秘地消失，不需要任何载体的携带，又在另一个地方神秘地出现。

　　技术突破：非摧毁性测量

　　但想测量一下光子，再让远方复制，实现起来是非常困难的。由于太小，光子“一触而溃”，再精细的测量也让它面目全非。

　　中国媒体介绍说，1997年，国际上首次报道了单一自由度量子隐形传态的实验验证，该工作随后与伦琴发现X射线、爱因斯坦建立相对论、沃森和克里克发现DNA双螺旋结构等影响世界的重大科技成果一起入选了，媒体“百年物理学21篇经典论文”。

　　然而，以往所有的实验实现都存在着一个根本的局限，即只能传输单个自由度的量子状态，而真正的量子物理体系自然地拥有多种自由度的性质，即使是一个最简单的基本粒子，如单光子，它的性质也包括波长、动量、自旋和轨道角动量等等。潘建伟对科技日报介绍说：“测量一个自由度，不干扰其他自由度，很困难。好比测量身高，尺子一拉，体重就受了影响。”

　　中科大此次就是进一步发展出了“非摧毁性的测量技术”。经过多年艰苦努力，研究人员成功制备了国际上最高亮度的自旋-轨道角动量超纠缠源、高效率的轨道角动量测量器件，突破了以往国际上只能操纵两光子轨道角动量的局限，搭建了6光子11量子比特的自旋-轨道角动量纠缠实验平台，从而首次让一个光子的“自旋”和“轨道角动量”两项信息能同时传送。

　　据媒体报道，该实验成果得到了媒体审稿人的高度评价，他们一致称赞该工作“绝对新颖、重要，处于当前量子光学和量子信息领域的最前沿，可以认为是一个伟大的成就”、“在1997年单个自由度量子隐形传态实验实现的18年之后，这个工作从基本概念上将量子隐形传态提升到了一个新的水平”、“非常有趣，意义重大，且具有极其苛刻的技术难度”。

中国科学技术大学教授潘建伟

　　“外尔费米子研究”也入选

　　1929年德国科学家外尔Weyl提出——存在一种无“质量”的可以分为左旋和右旋两种不同“手性”的电子，这种电子被称为“外尔费米子”。但是80多年来，科学家们一直没有能够找到合适的材料，可在实验中观测到外尔费米子的存在。

　　通过对拓扑半金属材料进一步的深入研究，中科院物理所方忠团队预言了在TaAs等材料体系中可实现两种“手性”电子的分离，并且这一系列材料更利于实验测量验证。随后国内外多个研究组开始了竞赛般的实验验证工作。2015年初物理所实验团队成功在TaAs晶体中发现了这类特殊的电子，外尔费米子终于第一次展现在科学家面前。此外普林斯顿大学的研究团队也做了相似的工作，MIT的研究团队则在光子晶体中观测到了外尔费米子的行为。

　　具有“手性”外尔费米子的半金属能实现低能耗的电子传输，有望解决当前电子器件小型化和多功能化所面临的能耗问题，同时外尔费米子具有拓扑稳定性，可以用来实现高容错的拓扑量子计算。

外尔费米子是仅有一个磁极且没有质量的粒子

　　7月16日，英国皇家化学协会报道说：“有两个国际研究组声称发现了电子学的基本建筑单元——外尔费米子。”这两个国际研究组，正是普林斯顿团队和中科院物理所。英国皇家化学协会完全独立于中科院物理所、普林斯顿大学以及麻省理工学院。然而，令人遗憾的是，媒体发表了美国普林斯顿大学物理学家扎伊德·哈桑团队的实验成果，但中科院的发现却被拒稿了。

　　对此，有学者指出，应当办好我国自己优秀的学术期刊，如果我国在相关领域也有影响力大的高水平学术期刊，中国科学家的学术成果发表便不再受制于人，虽然科学成果的重要性并不依赖于最终发表的期刊。

　　“年度十大突破”自2009年发布以来，在学术界具有重要权威性，入选的科学研究要符合：具有至关重要性;对科学知识有显著推进;理论与实验具有紧密联系;为所有物理学家普遍关注等条件。

　　解放军最强黑科技曝光：核弹对其不值一提

　　近日，国际权威学术期刊《科学》子刊《科学·进展》日前发表文章称，中国科技大学郭光灿院士和李传锋、许金时等人，在研究噪声信道量子容量激活等问题时，首次实现了零容量量子信道中量子信息的双向传输，该实验的成功，打破了之前的量子信道方面的理论。

图为量子通讯示意图

　　量子通讯是近20年内发展起来的新型交叉学科，是信息论和量子论相结合的研究新领域，主要是指利用量子相关方面的纠缠效应，进行信息传递的一种新通讯方式，研究内容包括量子密集编码、量子远程传态和量子密码通信等，伴随着国际社会在这方面的深入研究，当前这门学科已经从理论转向实用化阶段。

图为量子通讯示意图

　　量子通讯有哪些具体特点？

　　量子通讯之所以成为世界各科技强国重点研究的领域之一，是因为相比传统的通讯方式，量子通讯具有众多无可比拟的巨大优势，其中最具看点的当属绝对安全和及时高效等特点，此外，量子通讯还具有传输容量大、传递远距离优势，是未来通讯领域最重要的研究方向之一。

　　量子通讯的安全性体现在不会泄密，主要是因为量子加密的密钥具有随机性特点，即使被对方拦截，也无法获得正确的密钥，从这个方面来说，量子信号中所传递的信息是无法被破解的，其次，相互纠缠的两个粒子，如果其中一个发生改变，另一个也会立即发生改变，其所传递的任何信息都会被破坏，因此，量子通讯的安全性也就可以被保证。

图为中国093核潜艇

　　量子通讯在军事上有哪些用途？

　　由于量子通讯具有高效性和安全性，因此在未来信息传输中会占据越来越重要的地位，量子通讯将逐步走进人们的生活中，极大地促进国民的经济发展水平，诸葛小彻认为，除了在金融、信息等民用安全领域发挥不可替代的作用外，还将在国防安全等军事领域占据主导地位，成为未来军事科技发展最顶级的技术之一。

新一轮信息传输革命的核心量子通讯

　　军事领域对量子通讯需求最迫切的应属于核潜艇部队，由于核潜艇长期处于水下航行状态，如果下潜深度过低，传统的通讯手段将无法正常接收信号，上浮状态又容易暴露自己的航行目标，诸葛小彻认为，如果成功实现量子通讯在潜艇上使用，将不会存在需要接收信号而紧急上浮的事情，这一点对于战略核潜艇至关重要，也因此有媒体评论称，量子通讯作为一种黑科技，其重要价值甚至超过10枚核武器。