中国科学技术大学潘建伟教授及其同事张强、陈腾云与中国科学院上海微系统所和清华大学的科研人员合作，将可以抵御黑客攻击的远程量子密钥分发系统的安全距离扩展至200公里，创下新的世界纪录。11月7日出版的国际权威物理学期刊《物理评论快报》发表了这一重要成果。

量子密钥分发为安全信息加密提供了一个理论上绝对安全的解决方案。然而，现实系统的器件不满足理论假设的缺陷，会引入各种安全漏洞，从而导致黑客攻击。特别是“时间位移攻击”、“死时间攻击”和“强光致盲攻击”等针对探测系统的攻击，成为“量子黑客”的主要攻击点。2013年，潘建伟小组和加拿大一研究组分别在国际上首次实验实现了测量器件无关的量子密钥分发，完美解决了所有针对探测系统的攻击，被美国物理学会《物理》杂志评选为2013年度国际物理学领域的十一项重大进展。然而这些前期实验结果的传输距离仅为50公里左右，严重限制了该技术在实用化广域量子通信网络中的应用。测量器件无关的量子密钥分发到底能够走多远，成为量子通信研究领域中的一个重要课题。

经过一年多的实验探索，潘建伟小组通过发展高速独立激光干涉技术，结合中科院上海微系统所自主研发的高效率、低噪声超导纳米线单光子探测器，将该协议的安全距离突破至200公里，并将成码率提高了3个数量级。该工作被《物理评论快报》审稿人评论为“实用量子密钥分发的重要里程碑”和“物理和技术上的重大进展”，并被《物理评论快报》选为“编辑推荐”论文。欧洲物理学会下属网站《物理世界》也以“安全的量子通信传输到远距离”为题，对其进行了报道。

（本报记者佘惠敏 通讯员蒋家平）

照亮21世纪的蓝光

本报记者 沈 慧

万众瞩目的“2014年诺贝尔物理学奖”颁给了日本物理学家赤崎勇、天野浩和日裔美籍物理学家中村修二，以表彰他们发明了高效环保的光源蓝光LED。

何为LED？这个缩写词的原文是light-emitting diode，对应的中文是“发光二极管”。或许有些人还是不太明白。用中国科学院理论物理研究所专家李淼的话说，“LED就是电视遥控器上那个发出红外信号的灯。这种灯既不是传统的白炽灯，也不是现在流行的荧光灯（节能灯），而是一种半导体做成的灯。”

也许有人会问，为什么偏偏是蓝光LED获得殊荣，而不是其他颜色？其实，在蓝光LED诞生前，红光、绿光、黄光LED早已问世——1907年，科学家第一次在碳化硅里观察到电致发光现象；20世纪60年代末，通过在砷化镓基体上使用磷化物，第一个红光LED产生……但正如李淼指出的，“仅有红光、黄光和绿光无法制造出白光LED，LED的照明功能便不存在，必须找到三原色（红绿蓝）中的蓝色。”

当时，已有人提出氮化镓材料为完成LED色彩拼图的可能选择，但很多科学家并未研究下去，而是转向其他材料体系，比如氧化锌等。幸运的是，今年85岁高龄的赤崎勇彼时选择了坚持，在氮化镓研究中，他和学生天野浩首次实现了氮化镓的PN结，为利用氮化镓材料制造蓝色发光二极管奠定了基础。

解决蓝光LED实用化问题，让其走进千家万户的则是中村修二。1989年，中村修二开始倒腾二极管，彼时他只是一家名为“日亚化工”公司的技术员。1993年，还是一位硕士研究生的他成功制造出高品质的氮化镓，首次推出了LED照明产品。不久，白光LED很快出现。

尽管因为成本问题，LED灯的潜能如今还未完全释放，但这项伟大发明已使人类受益匪浅。

由于利用高亮度白色发光二极管的发光源进行发光，与白炽灯相比，LED灯发光效率更高。“普通白炽灯正常工作时消耗的电能仅有10%转化为光能，而LED灯能量利用率可以达到60%；需要的电压也很低，几个伏特就行了；而且，白炽灯的寿命一般为1000小时左右，LED寿命高达10万小时，基本能使用10年以上。”李淼说。

可别小瞧了这一盏LED灯。“照明是节能效果最明显、操作最简单的节能措施，2012年我国照明用电约6500亿千瓦时，若全社会实现LED产品替换每年可节电约3500亿千瓦时，相当于4座三峡水电站的发电量。”欧普照明股份有限公司董事长王耀海告诉记者。

正如瑞典皇家科学院在颁奖词中所言，“白炽灯照亮了20世纪，而LED灯将照亮21世纪。”