我国实现16km自由空间量子态隐形传输
2010年十大科技成果
编者按：中国科学院院士工作局、中国工程院学部工作局和科学时报社每年组织联合组织两院院士评选“中国十大科技进展新闻”和“世界十大科技进展新闻”，至2011年已举办17次。
现将2010与2010年入选科技进展整理如下：2010年世界十大科技进展1.人造生命迈出关键一步美国J〃克雷格〃文特尔研究所的研究人员在《科学》杂志上报告说，他们人工合成了一种名为蕈状支原体的细菌的脱氧核糖核酸（DNA），并将其植入另一个内部被掏空的、名为山羊支原体的细菌体内。
最终他们使植入人造DNA的细菌重新获得生命，并开始在实验室的培养皿中繁殖。
研究人员表示，这是第一个人造细胞，它向人造生命形式迈出了关键一步。
专家评论认为，这是人类历史上最重要的科技成果。
2.首次探测到暗物质粒子神秘的暗物质一直令科学家感到迷惑不解，这种看不见的物质占宇宙质量的大约四分之三。
美国佛罗里达大学科学家首次探测到暗物质粒子。
在美国明尼苏达州北部的索丹铁矿地下2000英尺(约合610米)，动用了30台高灵敏度探测仪，并将温度降低至零下273.1摄氏度。
在这种实验环境下，当一种被称为“弱相互作用大质量粒子”(Wimp)撞击一个普通的原子时，这些探测仪将能够捕捉到撞击事件，从而确定Wimp粒子的存在。
3.发现“超级细菌”8月11日，来自英国、瑞典、印度和巴基斯坦的四国科学家在权威医学杂志《柳叶刀－传染病》上联合发表文章称，他们发现了几种“超级细菌”，对几乎所有抗生素都有极高的耐药性，而这些细菌可能对全球的公共健康造成极大影响。
这些菌株有一个共同点：都携带着一种相同的基因突变，能编码金属－β－内酰胺酶，简称NDM－1。
有了NDM－1，细菌就等于有了非常坚固的护盾，因为这种酶能够水解大多数抗生素，使之失效。
上述文章发表后不久，“超级细菌”就在多个国家小规模爆发，引起了不小的恐慌。
4.首次成功制造并捕获反物质原子欧洲核子研究中心的科学家成功制造出多个反氢原子，并利用磁场使其存在了“较长时间”。
世界首台光量子计算机在中国诞生
世界首台光量子计算机在中国诞生比国外产品快2万倍五一假期刚过，科技界就迎来一个重磅消息：世界上第一台超越早期经典计算机的光量子计算机诞生！中国科学院5月3日在上海举行新闻发布会发布了这一消息。
这次一共发布了两个量子计算机的原型，一种基于超导，一种基于光学。
其中，10比特超导量子线路样品，演示了求解线性方程组的量子算法，相关成果即将发表于国际权威期刊《物理评论快报》。
针对多光子“玻色取样”任务的光量子计算原型机，是历史上第一台超越早期经典计算机量子模拟机，比国际同行类似的实验加快至少24000倍，5月2日，该研究成果以长文的形式在线发表于《自然光子学》。
更令人振奋的是，这个“世界首台”是货真价实的“中国造”，属中国科学技术大学潘建伟教授及其同事陆朝阳、朱晓波等，联合浙江大学王浩华教授研究组攻关突破的成果。
什么是量子计算机？曾有人打过一个比方：如果现在传统计算机的速度是自行车，量子计算机的速度就好比飞机。
使用亿亿次的“天河二号”超级计算机求解一个亿亿亿变量的方程组，所需时间为100年。
而使用一台万亿次的量子计算机求解同一个方程组，仅需0.01秒。
多粒子纠缠的操纵作为量子计算的技术制高点，一直是国际角逐的焦点。
在光子体系，潘建伟团队在国际上率先实现了五光子、六光子、八光子和十光子纠缠，一直保持着国际领先水平。
在超导体系，2015年，谷歌、美国航天航空局和加州大学圣芭芭拉分校宣布实现了9个超导量子比特的高精度操纵。
这个记录在2017年被中国科学家团队打破。
根据今天发布会上的消息，潘建伟、朱晓波、王浩华等自主研发了10比特超导量子线路样品，通过发展全局纠缠操作，成功实现了目前世界上最大数目的超导量子比特的纠缠和完整的测量。
进一步，研究团队利用超导量子线路演示了求解线性方程组的量子算法，证明了通过量子计算的并行性加速求解线性方程组的可行性。
相关成果即将发表于国际权威期刊《物理评论快报》。
在光量子计算方面，潘建伟、陆朝阳等利用自主发展的综合性能国际最优的量子点单光子源，并通过电控可编程的光量子线路，构建了针对多光子“玻色取样”任务的光量子计算原型机。
我国科学家首次实现远距离自由空间量子态隐形传输
据陈建民教授介绍 ， 复旦大学充分利用环境污染或环境 污染治理副产 生物质 ， 对水体植物 利用水热液化工艺制备生 物质液体燃料 ， 也对净化水体优 良物种水葫芦等水生植物进 行 了油料转化利用，相 关工作已申请多项发明专利。 （ 技 日报 ） 科
是一种利用极短 时间 的脉冲 （ 十亿分之一秒以下 ）携带比特 信 息的无线传输新技术。 这种传输技术具有高速率、 低功耗、
产 业 化 和 标 准 化 的 发展 。 （ 技 日报 ） 科
成分运 输到整个植物体 内。 如果吸收到体 内的盐碱成分浓度 过高，植物 就会死去 ，这也是在盐碱地上植物不容易生长 的 原因。如何培育 能够在盐碱地上正常生长 的植物 ， 特别是培
育 高耐盐性的转基因工程植物 ， 是进行盐碱地改 良的根本 出 路 ，也 是 目前 学术 界 的研 究 重 点 。 植物细胞里有一种特殊的器官叫做液泡 ， 能够储藏植物
组成 的联合小组成功实现 ｌ ６公里 的世界上最远距 离量子态 隐形传输 ，比此前 的纪录提 高 ２ Ｏ多倍。该实验 结果首次证
实 了在 自 由空 间进 行远 距 离 量 子 态 隐 形 传 输 的 可行 性 ， 全 向 球 化 量 子 通信 网络 的最 终 实 现 迈 出了 重 要 ～步 。６月 １日出 版的 《 自然 ・ 子 学 》 以封 面 论文 发表 了这 一 研 究成 果 。 光 量 子态 隐 形 传 输 是 一种 全 新 的通 信 方 式 ， 传 输 的不 再 它
是液泡膜上的钠氢逆 向转运 蛋白。目前，科学界 已经克隆了
大量钠氢逆 向转运基 因，并进行 了该类基因的工程化尝试 。 但 是 ， 实 际应 用 中发 现 ，这 种 钠 氢 逆 向转 运 蛋 白 的活 性 仍 在
2010年国内十大科技新闻
2010年国内十大科技新闻1. 我国迄今最大的国家重大科学工程“上海光源”通过验收炽烈的阳光下纤毫毕现。
上海光源就好比人造的太阳。
1月初我国迄今最大的科学工程——上海光源通过国家验收。
借助于它，许多原本看不见的结构呈现在科学家的眼前。
上海光源的全称是上海同步辐射光源。
1947年，美国人在高能加速器实验时偶然发现：高速运动的电子在改变方向时，会释放出一种“同步辐射光”，其中包含的X光亮度极高。
如果说19世纪末伦琴制造的X光是一支蜡烛，同步辐射光就好比太阳，能把微观世界照个透亮。
第一代同步辐射光源是高能加速器的副产品。
第二代光源，是人们为了获得同步辐射光，专门设计的一种加速器。
而第三代光源使加速器跑道上的电子不断改变方向并释放同步辐射光。
一次次释放叠加起来，得到亮度上万倍的光。
上海光源就属于目前世界上第三代光源中的佼佼者。
在许多科研领域，同步辐射光源都不可缺少。
同步辐射光照到蛋白质分子上得到衍射光谱图，对其运算分析可以得出蛋白质分子的三维结构——以往需要几天的工作，现在只需几个小时甚至几十分钟就能完成；利用同步光源可以拍出极其清晰的X光片，对早期心脏病进行安全和快速的诊断；它还可以分析灰尘的成分，进而找出城市中的污染源；材料科研里，它也能帮上大忙。
建在巨大的球弧状屋顶下的“上海光源”，可容纳60条以上光束线和上百个实验站，每天帮助几百名科研人员工作。
自从投入运行以来，上海光源的日程表排得满满的，工时供不应求。
截至目前，上海光源用户发表论文数已有80篇左右，包括一些发表在《自然》、《科学》和《细胞》等著名科学期刊上的成果。
2. 科技让世博更精彩走进上海世博园的大门，游客们感受到的是技术创新带来的便利和新奇。
门票一刷就放行，内置的“智慧标签”可以防伪。
进入地下通道“世博轴”，玻璃纤维把阳光引入，宛如地上一样明亮。
走上地面，标志性建筑“中国馆”映入眼帘。
它采用可以遮阳的桁架结构，每一根钢架的拼搭都是计算过的。
科学家首次实现原子间的量子态隐形传输
科学家首次实现原子间的量子态隐形传输
佚名
【期刊名称】《物理通报》
【年(卷),期】2004(000)007
【摘要】：美国和奥地利的物理学家在6月17El出版的英国(自然)杂志上分别报告说，他们首次在没有p任何物理连接的情况下，实现了原子间的量子态隐形传输．这一重大科学突破将为研制量子计算机’奠定基础．
【总页数】1页(P42)
【正文语种】中文
【中图分类】O562.4
【相关文献】
1.中国科大科学家首次实现复合系统量子态隐形传输——两光子量子态精确传输六光子纠缠态操纵成功 [J],
2.中国科学家首次实现复合系统量子态隐形传输 [J],
3.科学家实现量子态隐形传输 [J], ;
4.我国科学家首次实现远距离自由空间量子态隐形传输 [J],
5.我科学家首次实现远距离自由空间量子态隐形传输 [J],
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【突破】我国自主创新取得重要突破
【关键字】突破我国自主创新取得重要突破，科技部召开“自主创新新突破”媒体座谈会，会议重点介绍了973、863和攻关计划的进展以及取得的重大突破。
科技部副秘书长王志学、办公厅、计划司、根底司、高新司、农村司和社会司的相关负责同志出席会议，与在京的主要媒体进行了座谈。
“十五”期间，按照国家科技发展的总体部署，在科技界和各方面的努力下，通过国家各科技计划的组织实施，我国在根底研究、高技术领域和支撑国民经济、社会发展方面获得重大进展，取得一系列新的突破。
这些成就的取得为建设创新型国家奠定了重要根底，也更加坚定了我们走自主创新之路的信心。
据不完全统计：“十五”期间，973计划、863计划和攻关计划3个主要科技计划共发表论文160000多篇，出版专著1000余部，获得发明专利11000余项，制定国家和行业标准3000余项。
一、根底研究成就突出，国际影响力大幅提高“十五”期间，在根底研究方面，通过973计划的实施，对我国根底研究的发展起到了重大推动作用，使我国根底研究的整体水平有了显著提高，我国根底研究在国际科学界的影响力大幅增强。
主要体现在以下四个方面：（一）原始性创新能力显著提升至2005年，973计划围绕农业、能源、信息、资源环境、人口与健康、材料以及综合交叉和重要科学前沿领域中的重大科学问题，共部署项目229项。
“十五”期间，973计划共发表论文60767篇，其中SCI和EI收录38210篇，包括一批在SCIENCE、NATURE及相关学科一流杂志发表的重要论文。
这些发表在高水平杂志的论文，为提升我国论文的国际影响作出了重要贡献，也标志着我国原始创新能力的提高；出版专著1009部；获得发明专利3630件。
同时，我国根底研究取得一批重大的原创性成果，尤其是“有机分子簇集和自由基化学的研究”、“澄江动物群与寒武纪大爆发研究”获国家自然科学奖一等奖，打破了我国国家自然科学奖和发明奖连续多年空缺一等奖的局面。
2021年天津市专技人员继续教育公需课-量子信息技术及应用
2021年天津市专技人员继续教育公需课量子信息技术及应用单选题1.墨子号量子科学实验卫星（简称“墨子号”），于（），在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功发射升空。
（3.0分）A.2013年6月16日B.2016年6月16日C.2013年8月16日D.2016年8月16日我的答案：D√答对2.我国成功构建的世界上最长的QKD骨干网络是（）。
（3.0分）A.北京至上海B.上海至合肥C.合肥至济南D.济南至北京我的答案：A√答对3.关于量子的原理特性，下列表述错误的是（）。
（3.0分）A.量子态的不可分割B.量子态的叠加、不可复制C.量子态的纠缠D.量子态可以克隆我的答案：D√答对4.关于量子计算对密码学的影响，下列表述错误的是（）。
（3.0分）A.RSA、D—H、DSA等非对称密码体系会被Shor算法完全破坏B.对于对称密码体系，量子计算机带来的影响稍小C.目前已知的Grover量子搜索算法使得加密密钥的有效长度减半D.RSA、ECC、DSA等公钥密码体制都是绝对安全的我的答案：D√答对5.关于国际上量子信息技术的发展动态，下列表述错误的是（）。
（3.0分）A.2015年成立ISG—QKD工作组，共计开展12项标准研制，发布9项规范B.2016年启动P1913软件定义量子通信项目C.2017年10月启动QKD安全评测研究，2019年开始制定2项标准D.2018年7月开始编制QKD网络及安全标准近20项我的答案：A√答对6.关于量子计算带来的全新挑战，下列表述错误的是（）。
（3.0分）A.1994年由P.Shor证明量子计算机高效解决大数分解和离散对数问题B.1984年BB84协议的发表，量子密码学终于正式诞生了C.后量子公钥密码学目前正处于发展中，尚未破解D.量子中继已经发展成熟，不需要依赖可信中继组网7.BB84方案，是（）由Bennett和Brassard提出利用单光子偏振态实现的第一个QKD（量子密钥分发）协议。
量子通信技术将在2024年实现商业化应用
Part Five
量子通信技术商业 化应用的未来展望
技术发展展望
量子通信技术将不 断优化和升级，提 高通信效率和安全 性
未来将有更多的商 业化应用场景涌现， 如金融、医疗、交 通等
随着技术的成熟， 量子通信技术的成 本将逐渐降低，使 得更多人能够享受 到该技术的便利
量子通信技术将与 其他技术领域融合 发展，如人工智能 、物联网等，拓展 更广阔的应用前景
商业化应用的难点
技术成熟度： 量子通信技术 仍处于发展阶 段，需要进一 步的技术突破
和验证
基础设施：需 要大规模投资的安 全性，但仍需 要不断加强和
改进
成本：目前量 子通信技术的 成本较高，需 要进一步降低 成本以实现商
业化应用
Part Three
THANKS
汇报人：XX
应用场景：银行、 政府、军事等需要 高度保密通信的领 域
优势：提供无条件 安全的通信保障， 防止信息被窃听或 篡改
量子随机数生成
简介：量子随机 数生成是利用量 子力学原理产生 真正的随机数， 广泛应用于密码 学、统计学等领
域。
应用场景：量子 随机数生成器是 量子通信技术商 业化应用的重要 场景之一，可为 金融、军事等领 域提供安全可靠 的随机数生成方
量子网络架构
量子密钥分发：利用量子力学的特性，实现通信双方安全地交换密钥，用于加密通信。
量子隐形传态：利用量子纠缠，实现量子态的信息传输，实现远程通信。
量子随机数生成：利用量子力学的特性，生成高质量的随机数，用于加密、模拟和测试等领域。
量子传感器：利用量子力学原理，实现高精度、高灵敏度的测量，用于物理、化学和生物等领 域。
竞争格局与市场机会
竞争格局：量子通信技术商业化应用领域的竞争格局正在形成，多家企业正在积极布局，争 夺市场份额。
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１ 斯 诺 著． 树 立 译 ． 两 种 文 化 与 科 学 革 命 ． 海 ： 海 科 纪 ： 上 上
学 技 术 出版 社 ，９ ４ ４ １９ ．
２ 斯诺著． 纪树 立 译 ． 种 文 化 与 科 学 革 命 ． 海 ： 海 科 两 上 上 学 技 术 出版 社 ，９ ４ ５ １９ ． ３ 孙小礼． 文理 交 融 — — 奔 向 ２ 世 纪 的 科 学 潮 流 ． 京 ： １ 北 北 京 大 学 出版 ，０ ３ ２ ０
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我 国 实 现 １ ｍ 自 由空 间量 子 态 隐形 传 输 ６ｋ
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由 中国科 学 技术 大学 和清 华大 学组成 的联合小 组 ， 成功 实现 了 １ ｍ的量子 态 隐形传 输 ， ６ｋ 这个
距 离是 目前世 界 纪 录的 ２ ０多倍 ． 实验首 次证 实 了在 自由空 间进行 远 距离量 子 态隐形传 输 的可行 该
４ 蔡 元培提 倡“ 文理 融通 ” 我 国著 名 学 者 、 元 培 先 生 ， 任 北 京 大 学 校 蔡 在
校长 会议及 教 育调查 会 之赞成 ， 由北 京 大学试 办． 当 时他 提 出 的一 项 具 体 措 施 是 ， 学 本 科 ， 融 通 文 、 大 “ 理两 种之界 限 ： 习文科 各 门者 ， 可不兼 习理科 中之 不
；
性， 向全球 化量 子通 信 网络 的最 终 实现迈 出了重要 一 步． 月 １日出版 的英 国《自然 一光子 学》杂 志 ： ６ 以封面 文章发 表 了这一 成果 ． ：
据联 合小 组成 员彭 承 志介绍 ， 子态 隐形传 输是 一种 全新 的通 信方 式 ， 传输 的不 再是 经典信 ： 量 它 息， 而是 量子 态携 带 的量 子 信息 ， 它是 未来 量子 通信 网络 的核 心要 素． 用量 子纠 缠技术 ， 要传输 ； 利 需
１１ ９ ８年 １ Ｏ月 ３ 日， 元培 将 他 的“ 通 文理 ” ０ 蔡 融
的建议 提议 提交 给专 门 以上 学 校 校 长会 议 讨 论 ． 经
… … ● ● … … ● … … … ● ● … ‘ “ ●一 … … ● … ● … … … ● ● … ● 、 …
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（ 自《 学时报》 ２ １．６ ０ ） 摘 科 ０ ００ ．４
‘ Leabharlann ．＿ 、 ． ．， 、 ． …
一
７ — ３
想， 以为文理 是不 能分 科 的． 如文 科 的哲 学 ， 植 例 必 基 于 自然 科学 ； 而理 科 学者最 后 的假定 ， 往往 牵涉 亦 哲 学． 从前 心理 学 附入哲 学 ， 而现 在用 实验 法应列 入 理科 ． 育与美 学 ， 教 也渐 用实 验法 ， 同一趋 势． 理 有 地
学 的人文 方 面应属 文科 ， 而地 质水 文方 面属 理科 ． 历 史学 自有史 以来 属 文科 ， 推 原 于 地 质学 的冰 期 与 而 宇 宙生成论 ， 属 于理科 ． 则 …… ”
理 内容 的新课 ， 自然 哲 学 、 学 方 法 与 科 学效 果 、 如 科 生物 学 、 计学 理论 、 统 自然 论等 ．
某 种 （ 习史 学 者 ， 习 地 质学 ； 如 兼 习哲 学 者 ， 习生 兼
物学 之类 ） 习理 科 者 ， ； 不要 不 兼 习文 科 之 某 种 （ 如
哲 学史 、 明史之 类 ） ” 文 ．
在蔡 元 培校 长“ 通文理 ”思 想 的感 召下 ，９ ８ 融 １ １ 年 北京 大学 成立 ２ 年时 ， ０周 由化 学教授 王 星拱开 设 了一 门兼 容 文理 的综合 性课 程 —— 科 学 概论． ９ ０ １ ２ 年 ， 国哲学 家罗 素来北 京 大学讲 授数 学基 础 、 学 英 数
哲 学 ． 商务 印书馆 于 １２ ９２年 出 版 了《 素算 理 哲 罗
学 》 １２ ． ９ ３～１２ ９ ４年间 ， 丁绪 贤在 化学 系开设 了化 学
史课 程． 来 ， 后 哲学 系 的课 程 中 ， 续增 添 了融 通 文 继
在 北京 大学 的 经 历 》文 中说 ： 那 时候 我 有 一 个 理 “
２１ ０ ０年 第 ６期
物 理通 报
物理 ・ 学 ・ 科 文化
教育 ， 不能 让大学 生 陷入狭 窄 的专业 化学 习之 中． 而 对文 科学 生 ， 要保证 必要 的科 学 文化 的学 习及训 练 ， 对 于理工 科学 生 ， 要 保 证 必 要 的 人 文 文化 的学 习 则 及训 练． 以采 取必 修课 加选 修课 的形 式进 行． 可
的量 子态 如 同科幻 小说 中描 绘 的“ 时空穿 越 ” 在一 个地 方 神秘 地 消失 ， 需 要任 何 载体 的携带 ， ： 超 ： 不 又在 另一个 地 方神 秘地 瞬 间 出现 ． 这一 奇特 现象 引起 了学 术界 和公 众 的广泛 兴趣 ． １ ｍ 的 自由空 间量 子信 道 ， ６ｋ 并取 得 了一 系列关 键技 术突 破 ， 终成 功实 现 了世 界上 最 远距 离 的量 最 子态 隐形传 输 ， 证实 了量 子态 隐形传 输 穿越 大气 层 的可行性 ， 为未来 基于 卫 星中继 的全球 化量 子通 信 网奠定 了可靠 基础 ． ： 从 ２０ ０ ７年 开始 ， 国科 大 一清华 大学联 合研 究 小组 在北 京八达 岭 与河北 怀来 之 间架 设 了长达 ： 中
长期 间 ， 力倡 导 “ 理 融通 ” 蔡 元 培 的思 想及 做 大 文 ． 法值得 当今 教育 工作 者 及 广 大 学 子 深 刻领 会． 予 现 以简要 介绍 ． 蔡 元培 在 担 任北 大 校 长期 问 ， 曾一再 反 复 强 调
要 把 “ ” “ ”沟通起 来． 文 与 理 他在 １ ３ 年 所写 的《 ９４ 我