隨著“多光子糾纏干涉度量學”斬獲2015年度國家科學技術獎自然科學一等獎，“硅襯底高光效GaN基藍色發(fā)光二極管”拿下技術發(fā)明一等獎，相關產業(yè)的發(fā)展有望進一步提速。
在硅基領域，江西省規(guī)劃打造的千億LED產業(yè)中，硅基LED占據了半壁江山，多家上市公司參與其中;在量子通信領域，量子通信“京滬干線”有望于2016年完成驗收，上市公司已滲透量子點激光器、光器件等量子通信產業(yè)鏈。
兩項技術產業(yè)影響深遠
8日，2015年度國家科學技術獎評選結果揭曉。正如此前預測的，“多光子糾纏干涉度量學”獲得了自然科學一等獎，技術發(fā)明一等獎則花落“硅襯底高光效GaN基藍色發(fā)光二極管”。
中國科大院士潘建偉和他的團隊通過發(fā)展多光子糾纏干涉度量學，引領了我國量子通信的研究和應用。如果要實現(xiàn)復雜的多步驟量子計算或者多用戶的實時保密量子通信，必須實現(xiàn)多光子糾纏。潘建偉團隊在2004年就實現(xiàn)了五光子糾纏操縱，并首次達到量子糾錯必須的比特數(shù)目;后續(xù)又先后實現(xiàn)六光子糾纏、五光子十比特超糾纏、八光子糾纏等。而在密鑰分發(fā)上，潘建偉團隊實現(xiàn)了可升級量子中繼基本單位，使得量子通信實現(xiàn)了城際通信應用可能;其百公里量級的糾纏分發(fā)和量子隱形傳態(tài)奠定了星地量子通信的技術基礎。
“在量子通信領域，中國用了不到10年時間，從一個不起眼的國家發(fā)展成為世界勁旅，將領先于歐洲和北美。”早在2012年，《自然》雜志這樣評價潘建偉的研究。
潘建偉表示，希望通過3-5年努力，解決基于中繼量子通信的問題，初步開展星地量子實驗;通過10年左右的努力，構建高速率實用化的廣域化的網絡。
值得關注的是，有業(yè)內量子學領域專家表示，真實的量子系統(tǒng)是極為脆弱的，也非常容易在極短的時間內退化為普通的經典系統(tǒng)，使得原來的設計全部失效，目前普遍被看好的谷歌D-wave量子計算機“量子加速”并不明顯，就是因為從量子到經典的“退相干過程”太快，而阻止退化的問題可能十年內都無法解決;目前能夠切實進入應用領域并發(fā)揮效益的是量子精密測量。
“硅襯底高光效GaN基藍色發(fā)光二極管”(下稱“硅襯底技術”)的重大創(chuàng)新意義則在于：該項技術有望使得中國構建具有完全自主知識產權的LED技術路線和產業(yè)標準，對中國LED產業(yè)格局有望產生深遠影響。
在LED襯底三大技術路線上，美國人把持了碳化硅襯底，日本人壟斷了藍寶石襯底?；诠枰r底的良好導熱性、穩(wěn)定性，原材料成本低廉、可實現(xiàn)大尺寸晶圓和垂直結構器件等優(yōu)勢，硅基襯底技術被業(yè)界寄予厚望。“如果硅基襯底技術成熟，借助成熟的6吋和8吋集成電路生產線，LED產品價格有望降低一半。”業(yè)內人士表示。
硅襯底面臨的巨大技術難點是晶格適配和熱適配。上述項目主要參與人員孫錢在前人研究的基礎上，創(chuàng)新并利用多層AlGaN(氮化鎵異質結場效應晶體管)緩沖層技術，利用高溫外延生長時建立起來的壓應力抵消降溫過程中應熱膨脹系數(shù)的差異而引起的張應力，從而避免了氮化鎵薄膜中龜裂的產生，實現(xiàn)了高質量無裂紋的氮化鎵。
除LED照明領域外，接受采訪的業(yè)內人士均看好硅基氮化鎵在集成電路領域的廣泛應用。某LED上市公司研發(fā)人員表示，雖然公司暫未涉及硅基發(fā)光領域的研究，但非?？春霉杌壟cIC制程的結合，這可能將使得計算機CPU實現(xiàn)光子傳輸。一業(yè)內致力于該領域的人士則稱硅基氮化鎵在硅光子、傳感器、功率器件、RF射頻等領域都具有廣泛的應用需求。
多家上市公司布局掘金
通常從基礎研究走向應用尚需時日，但在量子通信領域，潘建偉團隊同步進行了應用研究實驗，其搭建的合肥城域量子通信網絡已投入使用，中科院主持的“量子科學實驗衛(wèi)星”先導專項也將于2016年上半年進行衛(wèi)星發(fā)射。同屬中科大主導的蕪湖量子政務網、濟南量子通信城域網也相繼投入了使用。
日前，神舟量子網絡技術有限公司CEO夏從俊表示，量子通信“京滬干線”有望于2016年完成驗收建設后用于商用量子保密通信;神州信息子公司、四創(chuàng)電子等均有中標該項目。
量子通信已被列為七大體現(xiàn)國家戰(zhàn)略意圖的重大科技項目之一。安信證券表示，在量子加密領域，國內潛在市場規(guī)?？蛇_500-1000億元。
在量子通信產業(yè)鏈上，衛(wèi)士通大股東中國網安已布局“量子密碼”相關研究;浙江東方旗下國貿東方與中科大量子通信技術團隊合作從事浙江量子保密通信固網建設和運營;中興通訊加盟了最近由中科院牽頭成立的中國量子通信產業(yè)聯(lián)盟;藍盾股份則與華南師范大學信息光電子科技學院共同籌建了量子密碼技術聯(lián)合實驗室。
在廣發(fā)證券看來，量子點激光器具有廣闊前景。華工科技在中小功率激光設備方面已有突破，而巨星科技在激光雷達應用于無人駕駛方面頗具優(yōu)勢。
在量子計算領域，國泰君安認為永鼎股份的超導材料是量子計算研發(fā)的核心應用材料。
