吉大电子科学与工程学院院长孙洪波:量子点显示的未来正在靠近

weizhizao

2016-05-10 17:16

让人的实体和 “灵魂” 再现有没有可能?或许科技的发展真的能够让好莱坞大片中的奇幻场景,成为现实!“量子芯片支撑下的量子信息系统,或能将人一生的信息记录下来,再结合生物技术通过复制将实体造出来,让人的实体和 “灵魂” 再现”,谈及自己正在研发的量子芯片,吉林大学电子科学与工程学院院长孙洪波就为记者勾勒出了一个充满科幻的未来。

刚刚结束的 GMIC 2016 全球移动互联网大会上,人工智能成为万众瞩目的焦点,自 AlphaGo 围棋横扫李世石之后,人工智能的热潮再次升温。毋庸置疑,人工智能正在成为人类未来科技的鲜明符号。但事实上,与人工智能相比,量子信息技术可能更具革命性和颠覆性。“量子信息如果进一步与人工智能结合起来,人类自身的命运将受到前所未有的挑战。仅仅是人工智能,就已经造成了人类对自己未来的担忧,更遑论量子信息技术与人工智能相融合的挑战。“,孙洪波指出,量子信息技术已经经历了理论框架、原理验证、系统演示阶段,距离广泛应用还差实用器件这临门一脚。量子信息与微纳集成器件制备技术相结合,量子系统走向小型化、芯片化和集成化,将为其应用带来关键突破。

6

作为超精细激光加工领域世界知名的科学家、教育部 “长江学者” 特聘教授,孙洪波目前的研究重心为量子芯片激光微纳制备研究。几个月前,在国家自然科学基金委员会公布的 2015 年度重大项目评审结果中,孙洪波牵头的 “飞秒激光直写光量子集成芯片基础研究” 重大项目获得批准。孙洪波日前接受记者采访时表示,“量子技术是颠覆性技术”,而中国目前已经在量子芯片、量子通信、量子点显示等领域取得了突破,将为社会经济和人类生活带来深远、深刻的影响。此前,中科院院士欧阳钟灿、顶尖的化学家彭笑刚等权威专家就指出,量子点将是显示领域的未来,是产业转型升级的新引擎。

1

“量子科技潜在优势明显,可能深刻改变中国产业发展路径”

孙洪波告诉记者,量子技术以量子效应为基础,在应用上大体上可以分为量子调控和量子信息两个方面。第一方面应用主要体现纳米材料和纳米器件,纳米电子和纳米光子学就是当前光电子领域的前沿和热门研究方向:一般将材料的某一个或者所有维度的尺寸减小纳米量级 (0.1nm-100nm 范围),量子效应会显著改变材料的光电磁或机械特性,量子点发光波长调控就是利用这一效应。第二方面是利用量子效应的深度应用。当前热门量子通信、量子计算和量子计量都属于这一范畴。两个方面的研究相比,前者是基础,相关工作如火如荼;后者是前者价值的又一个直接体现,已经开始发轫,可能对信息技术产生颠覆性影响。

“量子信息技术具有两大优势,一个是大容量,另一个是绝对安全。” 孙洪波介绍说,量子体系的波函数在空间分布具有几率性,将信息加载在几率幅上,加载信息的容量随量子比特数呈指数增长,这就是量子信息大容量、高速度特性。应用于密码破译时,当前国际公认、广泛使用的密码体系几乎无密可保。量子通信还一个特点,那就是一旦被窃听,马上就会由于信号丢失被发觉,所以具有物理本质上的绝对安全性。

量子芯片是量子信息走向大规模工业应用的关键一步。据了解,在当前各种微纳制备技术中,飞秒激光直写技术由于其内禀的高精度三维加工能力受到广泛重视,量子随机行走等大量重要的光量子信息操作原理验证器件,都已经利用飞秒激光直写技术实现了。但面向具有实用前景的光量子集成芯片的要求,该技术制备的器件本身还面临损耗、精度和三维拓扑等关键科学与技术问题的挑战。而孙洪波牵头的 “飞秒激光直写光量子集成芯片基础研究” 课题,就是要解决这些问题,推动量子信息系统迈向固态器件化、小型化和集成化,希望为我国信息技术的跨越式发展提供科学基础与核心技术支撑。

2

孙洪波认为,目前传统集成电路芯片面临很大挑战,摩尔定理发挥作用的空间越来越小,利用降低线宽、增加单位面积和单位体积内晶体管数目来提高芯片性能的传统做法,已经难以为继。而通过量子信息技术,却有可以让芯片在处理能力和运算速度上产生革命性的提升。

可以说,量子芯片将为芯片产业带来了革命性的突破点。事实上,量子科技正在深刻改变我国多个产业的发展。我国研制的世界首颗量子通信卫星有望在今年 7 月发射,量子科技助力通信事业大发展。而在显示产业,自 2014 年 TCL 推出中国第一台量子点电视后,量子点显示作为下一代显示技术的趋势逐渐明朗,越来越受到行业和专家的关注和推崇。

“量子点发光项目技术成熟度比较高,理论上的瓶颈已经没有了。” 孙洪波认为,应用于显示的量子点是典型的无机纳米材料,其尺寸在 10 个纳米以下,可以通过尺寸和表面包覆层调控发光波长,这是典型的量子效应, 可以实现红绿蓝全色发光,具有更宽广的色域覆盖和更精准的色彩控制。

孙洪波的看法与其他专家不谋而合。今年两会期间,中科院院士欧阳钟灿就指出,量子点技术不是简单的显示科研成果,而是真正的技术成果。而全球顶尖的化学家、浙江大学教授彭笑刚日前接受记者采访时表示,从低成本、低功耗、低环境代价的显示技术,摆在人类面前的选择目前只有一个、或者说是最可能的一个,那就是以电致发光为基础的量子点 LED 显示。

可以说,量子科技蓬勃发展之势已成,为相关产业带来新的发展契机,注入新的动能,进而也促进了中国经济社会转型发展。

“量子科技最具革命性前景,将颠覆人类未来”

“在当前的信息技术中,量子科技是最具革命性前景的,给整个人类产生的影响完全是颠覆性的。” 孙洪波认为,量子科技的未来充满无限可能,人类生活和社会生产都将因量子科技而深刻改变。

4

而在量子信息方面,孙洪波认为 “未来前景不可限量”。他指出,量子通信系统现阶段的情况和 1946 年人类首台计算机刚出现的时候很相似,跟当时计算机诞生的意义一样重大。事实上,中国在量子通信上的成就正在引发全球关注。美国《大众科学》杂志网站 3 月 4 日文章刊发《中国量子科学实验卫星将永久改变加密学》一文,指出中国即将发射量子科学实验卫星的举动,为中国打造坚不可摧的通信系统铺平道路。这也意味着中国将成为全球量子通信技术的领头羊,为中国扩大国际影响力奠定基础。

量子点电视是量子调控应用的牛刀小试。除此之外,量子点的特性其实非常适合做可穿戴设备。通过量子点,未来可以实现随身太阳能电池、柔性显示,通过衣服、窗帘等介质就可以观看电视。让人振奋的是,量子点显示的未来正在靠近。今年两会期间,TCL 集团董事长李东生在接受记者采访时就表示,TCL 这两年一直大力推动半导体新工艺的印刷显示技术,希望用三到五年的时间把新一代印刷显示工艺开发成熟,能够在下一轮显示技术竞争中和国际领先水平同步。

5

可以说,无论是在量子芯片、量子通信和量子计算等量子效应的深度应用,还是在显示的初露锋芒,量子科技都呈现出了充满无限想象的未来。也正是因为如此,量子科技已经受到了国家层面的重视,上升到国家战略。此前,在《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》起草的时候,习近平总书记就指出,要将量子通信列入国家重大科技项目。此外,量子点电致发光显示已经成功列入战略性先进电子材料国家重点专项中,成为国家战略级的未来发展方向之一。

“量子技术是颠覆性技术,它不是几万亿、十几万亿的概念,它对国防、对经济带来的完全是颠覆性的影响。” 孙洪波认为,量子科技带来的,不仅是产业效益的增长,更重要的是,将对国防事业、经济发展产生深刻变革和长远影响。“可以说,人类未来将被量子科技颠覆。”

后评论

评论在审核通过后将对所有人可见

正在加载中

累计已发布 0 篇文章

最近文章:

本篇来自栏目

解锁订阅模式,获得更多专属优质内容