摘要文章介紹了中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的量子信息科學(xué)研究是如何興起和發(fā)展的；著重介紹了在量子信息的基礎(chǔ)理論、量子密碼、量子糾纏、量子隱形傳態(tài)、量子處理器和量子信息的應(yīng)用等方面所取得的研究成果.

關(guān)鍵詞量子信息，量子糾纏，量子通信，量子計算

1引言

上世紀(jì)80年代，正當(dāng)電子計算機(jī)按每18個月運(yùn)行速度翻一番的摩爾定律而蓬勃發(fā)展之際，物理學(xué)家就杞人憂天地問：摩爾定律是否會終結(jié)？他們的研究結(jié)論是：摩爾定律必然會失效，而量子計算機(jī)可望成為后摩爾時代的新型計算工具.當(dāng)時信息領(lǐng)域的科學(xué)家們對此并不予理會和關(guān)注，因為其時摩爾定律正處于輝煌的頂盛時期.然而，物理學(xué)家們?nèi)匀蛔巫尾痪氲嘏?，終于誕生了量子信息這門新興交叉學(xué)科.

1994年,Shor提出量子并行算法［1］，并證明可用來實現(xiàn)大數(shù)因子分解，從而輕易地攻破目前廣泛使用的RSA公開密碼體系，這門新興學(xué)科的巨大威力震驚了整個國際學(xué)術(shù)界，并引起政界、軍界和商界的極大關(guān)注，從此量子信息科學(xué)便迎來迅猛發(fā)展的新時期，迄今方興未艾！

我們在上世紀(jì)90年代量子信息剛剛在國際上悄然興起之際就投入到這個新興領(lǐng)域的研究行列之中，并于1997年和1998年先后在《Phys.Rev.Lett.》上提出“量子避錯編碼原理”和“量子概率克隆原理”，引起國際學(xué)術(shù)界的高度重視.1999年，中國科學(xué)院開始在我校創(chuàng)建國內(nèi)第一個從事量子信息研究的量子信息重點(diǎn)實驗室，這個極富有前瞻性的戰(zhàn)略部署開辟了我校量子信息研究的新局面.在此之前，自我回國歸來所組建的研究小組只有一臺電腦，我們坐著冷板凳，默默耕耘了15年之久.2001年作為首席科學(xué)家單位，我校承擔(dān)了科技部“國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃”項目（“973”項目）：“量子通信與量子信息技術(shù)”，這個由國內(nèi)17個單位50多位學(xué)術(shù)骨干組成的研究團(tuán)隊不僅取得一系列重要成果，而且培養(yǎng)出許多杰出的年青學(xué)術(shù)骨干，在其后國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究計劃“量子調(diào)控”的實施中由此研究團(tuán)隊衍生出5位首席科學(xué)家.

1納米導(dǎo)線激光器

2001年，美國加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的研究人員在只及人的頭發(fā)絲千分之一的納米光導(dǎo)線上制造出世界最小的激光器-納米激光器。這種激光器不僅能發(fā)射紫外激光，經(jīng)過調(diào)整后還能發(fā)射從藍(lán)色到深紫外的激光。研究人員使用一種稱為取向附生的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，用純氧化鋅晶體制造了這種激光器。他們先是"培養(yǎng)"納米導(dǎo)線，即在金層上形成直徑為20nm～150nm，長度為10000nm的純氧化鋅導(dǎo)線。然后，當(dāng)研究人員在溫室下用另一種激光將納米導(dǎo)線中的純氧化鋅晶體激活時，純氧化鋅晶體會發(fā)射波長只有17nm的激光。這種納米激光器最終有可能被用于鑒別化學(xué)物質(zhì)，提高計算機(jī)磁盤和光子計算機(jī)的信息存儲量。

2紫外納米激光器

繼微型激光器、微碟激光器、微環(huán)激光器、量子雪崩激光器問世后，美國加利福尼亞伯克利大學(xué)的化學(xué)家楊佩東及其同事制成了室溫納米激光器。這種氧化鋅納米激光器在光激勵下能發(fā)射線寬小于0.3nm、波長為385nm的激光，被認(rèn)為是世界上最小的激光器，也是采用納米技術(shù)制造的首批實際器件之一。在開發(fā)的初始階段，研究人員就預(yù)言這種ZnO納米激光器容易制作、亮度高、體積小，性能等同甚至優(yōu)于GaN藍(lán)光激光器。由于能制作高密度納米線陣列，所以，ZnO納米激光器可以進(jìn)入許多今天的GaAs器件不可能涉及的應(yīng)用領(lǐng)域。為了生長這種激光器，ZnO納米線要用催化外延晶體生長的氣相輸運(yùn)法合成。首先，在藍(lán)寶石襯底上涂敷一層1nm~3.5nm厚的金膜，然后把它放到一個氧化鋁舟上，將材料和襯底在氨氣流中加熱到880℃~905℃，產(chǎn)生Zn蒸汽，再將Zn蒸汽輸運(yùn)到襯底上，在2min~10min的生長過程內(nèi)生成截面積為六邊形的2μm~10μm的納米線。研究人員發(fā)現(xiàn)，ZnO納米線形成天然的激光腔，其直徑為20nm~150nm，其大部分（95％）直徑在70nm~100nm。為了研究納米線的受激發(fā)射，研究人員用Nd:YAG激光器（266nm波長，3ns脈寬）的四次諧波輸出在溫室下對樣品進(jìn)行光泵浦。在發(fā)射光譜演變期間，光隨泵浦功率的增大而激射，當(dāng)激射超過ZnO納米線的閾值（約為40kW／cm）時，發(fā)射光譜中會出現(xiàn)最高點(diǎn)，這些最高點(diǎn)的線寬小于0.3nm，比閾值以下自發(fā)射頂點(diǎn)的線寬小1/50以上。這些窄的線寬及發(fā)射強(qiáng)度的迅速提高使研究人員得出結(jié)論：受激發(fā)射的確發(fā)生在這些納米線中。因此，這種納米線陣列可以作為天然的諧振腔，進(jìn)而成為理想的微型激光光源。研究人員相信，這種短波長納米激光器可應(yīng)用在光計算、信息存儲和納米分析儀等領(lǐng)域中。

3量子阱激光器

2010年前后，蝕刻在半導(dǎo)體片上的線路寬度將達(dá)到100nm以下，在電路中移動的將只有少數(shù)幾個電子，一個電子的增加和減少都會給電路的運(yùn)行造成很大影響。為了解決這一問題，量子阱激光器就誕生了。在量子力學(xué)中，把能夠?qū)﹄娮拥倪\(yùn)動產(chǎn)生約束并使其量子化的勢場稱之成為量子阱。而利用這種量子約束在半導(dǎo)體激光器的有源層中形成量子能級，使能級之間的電子躍遷支配激光器的受激輻射，這就是量子阱激光器。目前，量子阱激光器有兩種類型：量子線激光器和量子點(diǎn)激光器。

論文關(guān)鍵詞：納米導(dǎo)線激光器；紫外納米激光器；量子阱激光器；微腔激光器；新型納米激光器

論文摘要：納米光電子技術(shù)是一門新興的技術(shù)，近年來越來越受到世界各國的重視，而隨著該技術(shù)產(chǎn)生的納米光電子器件更是成為了人們關(guān)注的焦點(diǎn)。主要介紹了納米光電子器件的發(fā)展現(xiàn)狀。

1納米導(dǎo)線激光器

2001年，美國加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的研究人員在只及人的頭發(fā)絲千分之一的納米光導(dǎo)線上制造出世界最小的激光器-納米激光器。這種激光器不僅能發(fā)射紫外激光，經(jīng)過調(diào)整后還能發(fā)射從藍(lán)色到深紫外的激光。研究人員使用一種稱為取向附生的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，用純氧化鋅晶體制造了這種激光器。他們先是"培養(yǎng)"納米導(dǎo)線，即在金層上形成直徑為20nm～150nm，長度為10000nm的純氧化鋅導(dǎo)線。然后，當(dāng)研究人員在溫室下用另一種激光將納米導(dǎo)線中的純氧化鋅晶體激活時，純氧化鋅晶體會發(fā)射波長只有17nm的激光。這種納米激光器最終有可能被用于鑒別化學(xué)物質(zhì)，提高計算機(jī)磁盤和光子計算機(jī)的信息存儲量。

2紫外納米激光器

繼微型激光器、微碟激光器、微環(huán)激光器、量子雪崩激光器問世后，美國加利福尼亞伯克利大學(xué)的化學(xué)家楊佩東及其同事制成了室溫納米激光器。這種氧化鋅納米激光器在光激勵下能發(fā)射線寬小于0.3nm、波長為385nm的激光，被認(rèn)為是世界上最小的激光器，也是采用納米技術(shù)制造的首批實際器件之一。在開發(fā)的初始階段，研究人員就預(yù)言這種ZnO納米激光器容易制作、亮度高、體積小，性能等同甚至優(yōu)于GaN藍(lán)光激光器。由于能制作高密度納米線陣列，所以，ZnO納米激光器可以進(jìn)入許多今天的GaAs器件不可能涉及的應(yīng)用領(lǐng)域。為了生長這種激光器，ZnO納米線要用催化外延晶體生長的氣相輸運(yùn)法合成。首先，在藍(lán)寶石襯底上涂敷一層1nm~3.5nm厚的金膜，然后把它放到一個氧化鋁舟上，將材料和襯底在氨氣流中加熱到880℃~905℃，產(chǎn)生Zn蒸汽，再將Zn蒸汽輸運(yùn)到襯底上，在2min~10min的生長過程內(nèi)生成截面積為六邊形的2μm~10μm的納米線。研究人員發(fā)現(xiàn)，ZnO納米線形成天然的激光腔，其直徑為20nm~150nm，其大部分（95％）直徑在70nm~100nm。為了研究納米線的受激發(fā)射，研究人員用Nd:YAG激光器（266nm波長，3ns脈寬）的四次諧波輸出在溫室下對樣品進(jìn)行光泵浦。在發(fā)射光譜演變期間，光隨泵浦功率的增大而激射，當(dāng)激射超過ZnO納米線的閾值（約為40kW／cm）時，發(fā)射光譜中會出現(xiàn)最高點(diǎn)，這些最高點(diǎn)的線寬小于0.3nm，比閾值以下自發(fā)射頂點(diǎn)的線寬小1/50以上。這些窄的線寬及發(fā)射強(qiáng)度的迅速提高使研究人員得出結(jié)論：受激發(fā)射的確發(fā)生在這些納米線中。因此，這種納米線陣列可以作為天然的諧振腔，進(jìn)而成為理想的微型激光光源。研究人員相信，這種短波長納米激光器可應(yīng)用在光計算、信息存儲和納米分析儀等領(lǐng)域中。

摘要：本文從本人對移動通信技術(shù)的興趣出發(fā)，通過查找資料，總結(jié)了移動通信技術(shù)從1G、2G、3G、4G的發(fā)展歷程，以及當(dāng)前移動通信技術(shù)在生產(chǎn)生活領(lǐng)域的應(yīng)用和影響，在探討其帶來優(yōu)勢的同時,也對移動通信技術(shù)的數(shù)據(jù)安全問題表示擔(dān)憂，最后通過對移動通信技術(shù)的今后發(fā)展模式，如與云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能的結(jié)合，和未來5G與量子通信技術(shù)的發(fā)展趨勢進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：移動通信；生產(chǎn)生活；大數(shù)據(jù)；云計算；人工智能

通信技術(shù)一直伴隨人類社會的進(jìn)步而不斷發(fā)展，從我國古代的烽火、飛鴿傳書、信猴到通信塔、交通指揮手語和航海旗語等都體現(xiàn)了人們生產(chǎn)生活離不開通信。在短短的30年里，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，移動通信技術(shù)也得到蓬勃發(fā)展，從早期的1G發(fā)展現(xiàn)在大家所使用的4G，而且5G也將很快得到實際應(yīng)用。隨著移動通信技術(shù)不斷升級發(fā)展過程中，給人們生產(chǎn)生活帶來了極大的便利，尤其是近幾年移動通信速度倍增所帶來的智能終端產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，給人們在視覺感受上和交流便利上帶來了前所未有的體驗，再比如物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實現(xiàn)物與物之間的連接等?？梢娡ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展給生活帶來便利的同時，也促進(jìn)了生產(chǎn)技術(shù)水平提升。本文通過總結(jié)移動通信技術(shù)從1G發(fā)展到4G的發(fā)展歷程，和即將使用的5G技術(shù)特點(diǎn)后，重點(diǎn)分析了移動通信技術(shù)給我們生產(chǎn)生活帶來的影響，以及在發(fā)展過程中相關(guān)技術(shù)的影響。通過本論文相關(guān)資料的查找學(xué)習(xí)，也使本人對移動通信技術(shù)有了一定的深入了解，為后面進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí)做好基礎(chǔ)準(zhǔn)備。

1移動通信技術(shù)發(fā)展歷程

1G技術(shù)是發(fā)展于上世紀(jì)80年代，采用的通信技術(shù)是模擬通信，而且也僅支持語音通話業(yè)務(wù)，這其中典型的有美國高級移動電話系統(tǒng)AdvancedMobilePhoneSystem(AMPS)和歐洲的北歐移動電話NMT，以及日本電信電話株式會社NTT等。由于模擬通信安全性能差，且傳輸方式只能以半雙工方式進(jìn)行，所謂半雙工是指同一時刻只能一方發(fā)送信號到另外一方，這與后面發(fā)展的全雙工完全沒法相比，全雙工是雙方可以同時發(fā)送信號到對方，所以1G技術(shù)很快就被2G技術(shù)所取代。正是由于模擬移動通信技術(shù)的局限，很快2G技術(shù)就得到了發(fā)展，典型的有歐洲的GSM，現(xiàn)在我們生活周圍仍然也有使用，這種先進(jìn)的數(shù)字移動通信技術(shù)采用了分塊子系統(tǒng)的管理方式實現(xiàn)了系統(tǒng)數(shù)字化傳輸。在此基礎(chǔ)之上又發(fā)展了我們所熟知的GPRS技術(shù)，有的資料將其化為2.5G技術(shù)，這主要是考慮到比GSM技術(shù)更先進(jìn)，給移動網(wǎng)絡(luò)帶來了高速、高帶寬的多媒體數(shù)據(jù)傳輸。但2G使用過程中，人們發(fā)現(xiàn)其傳輸速度上還難以達(dá)到人們的期望，這時候順應(yīng)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了3G技術(shù)，相比2G技術(shù)，3G技術(shù)主要體現(xiàn)在大幅提升了語音和數(shù)據(jù)的傳輸速度，有了3G技術(shù)的發(fā)展，讓人們體驗到了視頻電話、電視電話、電子商務(wù)等全新的體念，這期間也促進(jìn)了智能終端技術(shù)的發(fā)展，尤其是以智能手機(jī)為代表的產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展。當(dāng)然這里面也有很多標(biāo)準(zhǔn)，其中TD-SCDMA是我國自行制定的3G標(biāo)準(zhǔn)，在國內(nèi)外得到了大量采納。前幾年4G概念也逐步被提出到應(yīng)用，我國在4G移動通信是走在前列的，其主要是實現(xiàn)了寬帶接入和分布網(wǎng)絡(luò)，主要包括寬帶無線接入、寬帶無線局域網(wǎng)、移動寬帶系統(tǒng)和交互式廣播網(wǎng)絡(luò)，可以實現(xiàn)任何地方用寬帶接入互聯(lián)網(wǎng)，如我們現(xiàn)在應(yīng)用最多的就是Wi-Fi接入，移動智能終端技術(shù)與業(yè)務(wù)得到了快速發(fā)展，智能手機(jī)、平板電腦、移動POS機(jī)等各式各樣的智能終端的出現(xiàn)和使用，進(jìn)一步體現(xiàn)了移動通信技術(shù)帶來日新月異的變化。

2移動通信技術(shù)對生產(chǎn)生活的影響

本文作者：余振新汪河洲工作單位：中山大學(xué)激光與光譜學(xué)研究所

1995年5月22一26日,在美國馬里蘭州巴爾的摩召開的第15屆“激光與光電子學(xué)(CLEO)”和第5屆“量子電子學(xué)與激光科學(xué)(QELS)”會議,是世界規(guī)模最大的激光一光電子一量子電子學(xué)領(lǐng)域的重要的國際會議。本會議一個特別新的內(nèi)容是激光在生物學(xué)與醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。同時,還舉辦了一個龐大的技術(shù)展覽會,展覽了許多與生物醫(yī)學(xué)有關(guān)的新產(chǎn)品。會上千余篇,內(nèi)容主要側(cè)重固態(tài)與半導(dǎo)體激光器、非線性光學(xué)、超短脈沖激光光源、激光在醫(yī)學(xué)生物學(xué)中的應(yīng)用等。這些論文反映了近年來激光科學(xué)技術(shù)的進(jìn)展,現(xiàn)分述如下。

1半導(dǎo)體激光

十分引人注目的是半導(dǎo)體激光器件研究方面的成果。其中有關(guān)新材料及其處理過程,器件工作物理機(jī)制,器件的設(shè)計思想,器件工作向短波段的延拓等,都有很大的發(fā)展。光子帶隙、半導(dǎo)體量子電子學(xué)的理論和實驗研究逐步使量子阱異質(zhì)結(jié)激光器邁向?qū)嵱秒A段,并導(dǎo)致光學(xué)和光電子學(xué)用的量子阱器件以及超短脈沖半導(dǎo)體激光器和高速光探測器件的迅速發(fā)展。這對推動高速通訊的發(fā)展是十分重要的。垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)的功率轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)高于50%,闌值電流200拼A,工作體積7只7(拜m)2;半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)材料已經(jīng)可以制作出微腔激光器。一個10nm的腔體可產(chǎn)生1000nm波長的窄頻帶輻射?？梢妳^(qū),特別是藍(lán)綠波段半導(dǎo)體激光器研制令人鼓舞,一旦進(jìn)入實用階段,勢必劇烈改變小功率可見區(qū)激光器銷售市場的狀況,并將大大擴(kuò)展激光在科技和生活領(lǐng)域的使用范圍。長波可見段630nm,650nm和670nm的紅色激光二極管(LD)制作成本較前兩年已大大下降。目前可以預(yù)感到:在激光顯示、激光準(zhǔn)直、激光印刷、激光醫(yī)學(xué)生物學(xué)應(yīng)用等方面,半導(dǎo)體紅光激光二極管將會迅速占領(lǐng)氦氖激光器的原有市場,取而代之。與此有關(guān)的藍(lán)色發(fā)光二極管(LED)已開始以遠(yuǎn)較紅、黃、綠色發(fā)光二極管高昂的價格投放市場(隨著技術(shù)改進(jìn),將很快降低成本),形成了大型彩色顯示屏幕蓬勃發(fā)展態(tài)勢。在半導(dǎo)體激光領(lǐng)域,近年備受關(guān)注且影響著該領(lǐng)域進(jìn)一步發(fā)展的課題是半導(dǎo)體納米結(jié)構(gòu)和微腔以及在這類器件中的相干現(xiàn)象的研究。

2固體激光

迅速發(fā)展的另一領(lǐng)域是固體激光器。近兩年,明顯看到:纖維激光和波導(dǎo)固體激光,可調(diào)諧固態(tài)激光,特別是用半導(dǎo)體激光二極管陣列泵浦的“全固態(tài)化”固體激光器的實用化,將可以達(dá)到許多目的:相對廉價、穩(wěn)定性好、壽命長、波長可調(diào)諧范圍寬、脈沖寬度窄,還可以具有優(yōu)良的空間分布光束質(zhì)量等。因此,具有廣泛的應(yīng)用價值。它已開始取代優(yōu)質(zhì)、高功率的氣體激光器,用于微束打印和數(shù)據(jù)存儲。尤其值得一提的是:“全固態(tài)化”的欽寶石激光器,在連續(xù)操作時.波長可調(diào)諧范圍甚寬(從600~1100nm),功率很易達(dá)到瓦級水平。在鎖模脈沖運(yùn)轉(zhuǎn)時,可以產(chǎn)生自鎖模,脈寬達(dá)數(shù)十飛鈔,平均功率已達(dá)瓦級。如此一來,再配合非線性頻率變換辦法,可以把激光波段擴(kuò)展到很大的范圍。再加這類激光器的裝里有牢靠、調(diào)節(jié)簡便的優(yōu)點(diǎn),可以做成車載、機(jī)載系統(tǒng)。顯然,在不遠(yuǎn)的將來,有可能由它淘汰染料激光。

為擴(kuò)大學(xué)術(shù)交流的渠道，本刊特向從事通信領(lǐng)域科研、教學(xué)、技術(shù)開發(fā)、維護(hù)管理等方面的專家、學(xué)者、在校師生和相關(guān)技術(shù)人員征集稿件，熱誠歡迎廣大作者踴躍投稿。

征文范圍

(1)現(xiàn)代通信技術(shù)，包括量子通信、太赫茲通信、移動通信、衛(wèi)星通信、光通信、空間通信、水下通信、抗干擾通信等。(2)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，包括軟件定義網(wǎng)絡(luò)、認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)、下一代互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、移動自組織網(wǎng)、空間信息網(wǎng)絡(luò)、軍事通信網(wǎng)絡(luò)等。(3)網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)、包括信息加密、安全協(xié)議、安全認(rèn)證、檢測預(yù)警、可信網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)攻擊與防范、云計算與大數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)隱私與保護(hù)等。

征稿要求

(1)技術(shù)新穎，內(nèi)容翔實，文字精煉。(2)引用的數(shù)據(jù)要有充分依據(jù)。正確使用標(biāo)點(diǎn)符號、名詞、術(shù)語。量符號和量單位請按照法定的量和單位的名稱、符號和書寫規(guī)則書寫。(3)文章需附題目的英文翻譯和工作單位的英文名稱，4~5個中、英文關(guān)鍵詞，200字左右中、英文摘要。(4)請給出所有作者的作者簡介。簡介內(nèi)容如下：姓名、出生年、性別、學(xué)位、職稱及現(xiàn)在主要從事的研究方向。(5)雜志是黑白印刷，不能區(qū)分顏色，請勿用彩色圖，灰度請按25%、50%、75%等比例增減；圖稿繪制請用“Word圖片工具”；圖中中文用宋體六號，除中文外的字符全部用TimesNewRoman體，字號為六號。(6)參考文獻(xiàn)擇主要的列出（除綜述性文章外最多不超過6條），按照出現(xiàn)的次序列在文末，并在文中對應(yīng)位置以右上角方括弧中的數(shù)字表示。中文參考文獻(xiàn)采用中英文格式。由于雜志要自引，請在文獻(xiàn)中添加1條通信技術(shù)的文獻(xiàn)。(7)來稿自投送之日起兩個月內(nèi)請不要另投其他刊物。稿件經(jīng)審閱通過后，請按照修改意見修改論文。但請放心，編者將充分尊重作者的原意和風(fēng)格。未被錄用的稿件恕不退還，作者請自留底稿。(8)來稿請注明作者的真實姓名、工作單位、通信地址、電話以及作者的個人簡介。(9)如有國家基金，請給出基金名稱和基金編號，基金名稱采用中英文格式，并將基金批準(zhǔn)函復(fù)印件（國家級的）寄到我部。(10)稿件一經(jīng)錄用，即寄贈當(dāng)期刊物。

地址：四川成都市高新區(qū)創(chuàng)業(yè)路8號《通信技術(shù)》編輯部郵編：610041

一、光纖通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展和傳輸流量提高的需求，傳輸系統(tǒng)供應(yīng)商都在技術(shù)開發(fā)上不懈努力。富士通公司在150km、1.3μm零色散光纖上進(jìn)行了55x20Gbit/s傳輸?shù)难芯?，實現(xiàn)了1.1Tbit/s的傳輸。NEC公司進(jìn)行了132x20Gbit/s、120km傳輸?shù)难芯?，實現(xiàn)了2.64Thit/s的傳輸。NTT公司實現(xiàn)了3Thit/s的傳輸。目前，以日本為代表的發(fā)達(dá)國家，在光纖傳輸方面實現(xiàn)了10.96Thit/s(274xGbit/s)的實驗系統(tǒng)，對超長距離的傳輸已達(dá)到4000km無電中繼的技術(shù)水平。在光網(wǎng)絡(luò)方面，光網(wǎng)技術(shù)合作計劃(ONTC)、多波長光網(wǎng)絡(luò)(MONET)、泛歐光子傳送重疊網(wǎng)(PHOTON)、泛歐光網(wǎng)絡(luò)(OPEN)、光通信網(wǎng)管理(MOON)、光城域通信網(wǎng)(MTON)、波長捷變光傳送和接入網(wǎng)(WOTAN)等一系列研究項目的相繼啟動、實施與完成，為下一代寬帶信息網(wǎng)絡(luò)，尤其為承載未來IP業(yè)務(wù)的下一代光通信網(wǎng)絡(luò)奠定了良好的基礎(chǔ)。

(一)復(fù)用技術(shù)

光傳輸系統(tǒng)中，要提高光纖帶寬的利用率，必須依靠多信道系統(tǒng)。常用的復(fù)用方式有：時分復(fù)用(TDM)、波分復(fù)用(WDM)、頻分復(fù)用(FDM)、空分復(fù)用(SDM)和碼分復(fù)用(CDM)。目前的光通信領(lǐng)域中，WDM技術(shù)比較成熟，它能幾十倍上百倍地提高傳輸容量。

(二)寬帶放大器技術(shù)

摻餌光纖放大器(EDFA)是WDM技術(shù)實用化的關(guān)鍵，它具有對偏振不敏感、無串?dāng)_、噪聲接近量子噪聲極限等優(yōu)點(diǎn)。但是普通的EDFA放大帶寬較窄，約有35nm(1530～1565nm)，這就限制了能容納的波長信道數(shù)。進(jìn)一步提高傳輸容量、增大光放大器帶寬的方法有：(1)摻餌氟化物光纖放大器(EDFFA)，它可實現(xiàn)75nm的放大帶寬；(2)碲化物光纖放大器，它可實現(xiàn)76nm的放大帶寬；(3)控制摻餌光纖放大器與普通的EDFA組合起來，可放大帶寬約80nm；(4)拉曼光纖放大器(RFA)，它可在任何波長處提供增益，將拉曼放大器與EDFA結(jié)合起來，可放大帶寬大于100nm。

摘要：傳統(tǒng)的《大學(xué)物理》課程教學(xué)缺乏專業(yè)針對性、教學(xué)內(nèi)容陳舊、課程體系單一，已不能適應(yīng)應(yīng)用技術(shù)型人才培養(yǎng)的要求。針對《大學(xué)物理》課程教學(xué)中遇到的這些問題，本文從教學(xué)內(nèi)容、課程體系、教學(xué)方式和考核評價體系幾個環(huán)節(jié)進(jìn)行教學(xué)改革研究，以期促進(jìn)新形勢下《大學(xué)物理》課程的教學(xué)。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用技術(shù)型人才；轉(zhuǎn)型發(fā)展；大學(xué)物理課程；教學(xué)改革

國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級需要大量高素質(zhì)、多樣化的應(yīng)用型人才，向應(yīng)用技術(shù)型高校轉(zhuǎn)型是新建地方本科院校走向內(nèi)涵式發(fā)展的必然選擇和重大機(jī)遇。在向應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)轉(zhuǎn)型的背景下，各新建地方本科院校突出了“應(yīng)用型”辦學(xué)定位[1]。然而，目前多數(shù)新建地方本科院校仍然沿用傳統(tǒng)的大學(xué)物理教學(xué)模式，側(cè)重理論知識的教學(xué)，對不同專業(yè)未加以區(qū)分，在教材選用、教學(xué)內(nèi)容、授課方式和考核評價等方面仍采用同一標(biāo)準(zhǔn)。不同專業(yè)有不同的特點(diǎn)和人才培養(yǎng)目標(biāo)，對大學(xué)物理課的教學(xué)的需求也不盡相同，缺乏專業(yè)針對性的大學(xué)物理教學(xué)模式顯然已不適合新形勢下應(yīng)用型人才綜合素質(zhì)培養(yǎng)的要求。因此，如何將大學(xué)物理與各理工科專業(yè)有機(jī)結(jié)合，進(jìn)行具有專業(yè)針對性的大學(xué)物理課程教學(xué)模式改革的探索與實踐具有重要的意義。

1．目前大學(xué)物理課程設(shè)置中存在的問題

1.1大學(xué)物理課程與理工科各專業(yè)其它課程結(jié)合度差

目前，多數(shù)新建地方本科院校各理工科專業(yè)使用統(tǒng)一的大學(xué)物理教材,與各個具體的專業(yè)結(jié)合不夠緊密,專業(yè)針對性差。雖然大學(xué)物理是理工科各專業(yè)的公共基礎(chǔ)課，但各專業(yè)有各自的專業(yè)特色和要求，因此對大學(xué)物理課的要求也不盡相同[2]。大學(xué)物理課程缺乏專業(yè)針對性容易使學(xué)生產(chǎn)生物理無用論的錯覺，認(rèn)為學(xué)習(xí)物理對專業(yè)知識、課程的學(xué)習(xí)沒有幫助，學(xué)習(xí)積極性不高，學(xué)習(xí)效果差。

《計算機(jī)科學(xué)與探索》是由中國電子科技集團(tuán)公司主管、華北計算技術(shù)研究所主辦的國內(nèi)外公開發(fā)行的計算機(jī)學(xué)報級高級學(xué)術(shù)期刊,中國計算機(jī)學(xué)會會刊,工業(yè)和信息化部優(yōu)秀科技期刊,北大中文核心期刊,中國科學(xué)引文數(shù)據(jù)庫(CSCD)核心期刊,中國科技論文統(tǒng)計源期刊(中國科技核心期刊),并被“萬方數(shù)據(jù)——數(shù)字化期刊群”、“中國學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)絡(luò)出版總庫”、“英國《科學(xué)文摘(SA/INSPEC)》”、“美國《劍橋科學(xué)文摘(CSA)》”、“波蘭《哥白尼索引(IC)》”收錄。月刊,大16開。歡迎踴躍投稿。

辦刊方針

堅持“雙百”方針,傳播計算機(jī)信息,把握行業(yè)動態(tài),探索計算機(jī)發(fā)展規(guī)律,開拓計算機(jī)科學(xué)技術(shù)發(fā)展新思路,促進(jìn)科技交流。報導(dǎo)范圍計算機(jī)(硬件、軟件)各學(xué)科具有創(chuàng)新性、前沿性、導(dǎo)向性、開拓性及探索性的科研成果?？莾?nèi)容提要高性能計算機(jī)、體系結(jié)構(gòu)、并行處理、計算機(jī)科學(xué)新理論、算法設(shè)計與分析、人工智能與模式識別、系統(tǒng)軟件、軟件工程、數(shù)據(jù)庫、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、信息安全、計算機(jī)圖形學(xué)與計算機(jī)輔助設(shè)計、虛擬現(xiàn)實、多媒體技術(shù)及交叉學(xué)科的相互滲透和新理論的衍生等(如：認(rèn)知科學(xué)、神經(jīng)信息學(xué)、量子信息學(xué)、生物信息學(xué)等)。

稿件類型

1.綜述•探索：就某學(xué)科領(lǐng)域的總結(jié)與展望,指明當(dāng)前研究熱點(diǎn)及可能的突破方向;具有可行性的探索性研究成果,有較強(qiáng)的思想性、前瞻性和開拓性。2.專題報導(dǎo)：通過一組文章就某新的研究方向、領(lǐng)域展開全面深入的報導(dǎo),對出現(xiàn)的新技術(shù)、新成果的評述分析,要求主題突出,角度準(zhǔn)確,內(nèi)容完整,有深度。3.學(xué)術(shù)研究：在理論研究中有創(chuàng)新內(nèi)容的研究成果。4.實踐創(chuàng)新：在研究與開發(fā)中,取得創(chuàng)新成績的有應(yīng)用價值的實踐成果,要求有方法、觀點(diǎn)、比較和實驗分析。

投稿要求

[論文關(guān)鍵詞]光纖通信技術(shù);趨勢;光纖到戶;全光網(wǎng)絡(luò)

[論文摘要]由于光纖通信具有損耗低、傳榆頻帶寬、容量大、體積小、重量輕、抗電磁干擾、不易串音等優(yōu)點(diǎn),備受業(yè)內(nèi)人士青睞,發(fā)展非常迅速,文章概述光纖通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,并展望其發(fā)展趨勢。

一、前言

1966年,美籍華人高錕(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham),預(yù)見了低損耗的光纖能夠用于通信,敲開了光纖通信的大門,引起了人們的重視。1970年,美國康寧公司首次研制成功損耗為20dB/km的光纖,光纖通信時代由此開始。光纖通信是以很高頻率(1014Hz數(shù)量級)的光波作為載波、以光纖作為傳輸介質(zhì)的通信。由于光纖通信具有損耗低、傳輸頻帶寬、容量大、體積小、重量輕、抗電磁干擾、不易串音等優(yōu)點(diǎn),備受業(yè)內(nèi)人士青睞,發(fā)展非常迅速。光纖通信系統(tǒng)的傳輸容量從1980年到2000年增加了近1萬倍,傳輸速度在過去的10年中大約提高了100倍。

二、光纖通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展和傳輸流量提高的需求,傳輸系統(tǒng)供應(yīng)商都在技術(shù)開發(fā)上不懈努力。富士通公司在150km、1.3μm零色散光纖上進(jìn)行了55x20Gbit/s傳輸?shù)难芯?實現(xiàn)了1.1Tbit/s的傳輸。NEC公司進(jìn)行了132x20Gbit/s、120km傳輸?shù)难芯?實現(xiàn)了2.64Thit/s的傳輸。NTT公司實現(xiàn)了3Thit/s的傳輸。目前,以日本為代表的發(fā)達(dá)國家,在光纖傳輸方面實現(xiàn)了10.96Thit/s(274xGbit/s)的實驗系統(tǒng),對超長距離的傳輸已達(dá)到4000km無電中繼的技術(shù)水平。在光網(wǎng)絡(luò)方面,光網(wǎng)技術(shù)合作計劃(ONTC)、多波長光網(wǎng)絡(luò)(MONET)、泛歐光子傳送重疊網(wǎng)(PHOTON)、泛歐光網(wǎng)絡(luò)(OPEN)、光通信網(wǎng)管理(MOON)、光城域通信網(wǎng)(MTON)、波長捷變光傳送和接入網(wǎng)(WOTAN)等一系列研究項目的相繼啟動、實施與完成,為下一代寬帶信息網(wǎng)絡(luò),尤其為承載未來IP業(yè)務(wù)的下一代光通信網(wǎng)絡(luò)奠定了良好的基礎(chǔ)。