给力！“天河二号”三大应用入选2019年度“中国光学十大进展”
导 读
近年来，依托“天河二号”，国家超算广州中心不断促进我国整体科研实力和创新水平的持续提升，收获了一系列具有创新性、突破性的科研成果。在光学研究领域，“天河二号”支持的“三高”量子纠缠光源研究、台式化高重频飞秒激光器研究、高质量硅基电光调制器研究三项成果成功入选“2019年度中国光学十大进展”。作为一年一度的评选活动，该评选综合考虑了候选成果的学术价值和应用价值，在国内光学领域具有广泛的影响力。
你知道“中国光学十大进展”吗？
“中国光学十大进展”推选活动由中国激光杂志社于2005年发起，旨在介绍我国科研人员在知名学术期刊上发表的与光学相关的具有重要学术、应用价值的论文，促进光学成果的交流与推广，至今已成功发布了十五届。由于成果本身突出的学术水平，以及评审专家的严格公正，这一奖项在学术界获广泛认可。
本届评选委员会由48位光学与光子学领域的权威专家组成，经过了首轮推荐、初评、终评三个环节，综合考虑候选成果的学术价值和应用价值，最终包括“天河二号”支持的3项应用在内的突出成果成功入选“2019年度中国光学十大进展”。
铛铛铛，接下来让我们一起去看看“天河二号”三大入选应用的具体信息吧！关键量子信息器件——“三高”量子纠缠光源研究
中山大学王雪华教授团队与其合作者，提出一种能克服光子侧向和背向泄漏、并能极大提高光子前向出射的新型微纳“射灯”结构，其单光子理论收集效率在较大的带宽中超过90%、最高可达95%，在国际上率先制备出同时具备“三高”——高亮度、高全同性、高纠缠保真度的量子纠缠光子对源。该成果发表在纳米领域国际顶级学术期刊《自然-纳米技术》上，标志着可扩展可集成量子光子学和信息处理的一个重要里程碑，《自然》杂志研究亮点（Research Highlight）栏目评价其是“能促进量子技术发展的一大进步”。
该项成果有望用于量子网络中，节点与节点的中继互联、终端与终端的通信互联。相比现有量子光源，该器件具有更高的光子产率和对光子数分裂攻击的抵抗性，可使量子通信网络更高速、更安全。
首次利用台式化高重频飞秒激光器驱动千特斯拉强磁场自组织放大
中科院上海光机所刘建胜研究员、田野研究员课题组利用一束飞秒预脉冲激光产生膨胀的高温稠密等离子体半球，然后再利用一束飞秒强激光驱动强流电子束诱导等离子体韦伯不稳定性的增长，实验获得了强度高达千特斯拉量级、自组织放大的强磁场阵列。研究结果开辟了利用小型化激光装置研究高能量密度物理及实验天体物理的新途径，可以更深入地研究和理解磁场的产生、放大、磁重联及天体现象的本质。该项研究成果发表在物理学国际顶尖期刊《物理评论快报》上。相关专家对该项工作给予了高度评价：“研究结果不仅在激光等离子体物理领域，而且在其它如天体物理等领域都有非常重要的意义。”
强磁场广泛存在于各种天体及天体演化过程中，利用该方案获得的超强磁场进一步拉进了地球人类与浩瀚宇宙的距离，为科研人员研究各种天体活动奠定了良好的基础。不仅如此，该结果在与强磁场相关的惯性约束聚变、核物理和材料科学等领域都有着重要的应用。
大带宽、低损耗、高效率、高集成度的硅基电光调制器
中山大学蔡鑫伦教授、余思远教授课题组与其合作者，通过在硅基芯片上异质集成铌酸锂薄膜材料，实现了高性能的硅基铌酸锂异质集成电光调制芯片，在光学损耗、调制带宽、半波电压和线性度等核心性能上突破了传统硅基电光调制技术的局限，具备完全的自主知识产权，在光纤通信、移动通信、数据互联和微波等关键信息技术方向上具有重要应用前景。该成果发表在光学领域国际顶级期刊《自然-光子学》上。由于卓越的学术成就，蔡鑫伦教授还荣获了2020年“广东青年五四奖章”。
该课题组成功研制了“高性能硅基电光转换芯片”，其生产工艺实现完全自主可控，目前已进入产业化阶段，相比于现有技术，该项成果可使未来的通信设备更高速、更省电而且成本也更低，将首先用于领衔“新基建”、支撑万物互联的的5G网络建设中，特别是5G基站的建设与部署，对于带动数字化转型升级具有非常重要的现实意义。
近年来，随着超级计算机的飞速发展，计算与模拟已经成为继理论与分析、实验与观察之后的第三大科学研究的技术手段，是人类认识客观世界规律和产生重大科学发现的重要工具，被称为是“科学加速器”。特别是在当今世界，基础科学研究很多的工作仅依靠实验很难在短时间内完成，所以需要依托“天河二号”超算系统上的计算模拟来大幅缩短研究周期、提升研究精度、提高工作效率，此次入选的三项“天河二号”应用就是超算加速科研产出的典型代表。
作为重大科技创新平台，国家超算广州中心多年来始终坚持技术、应用、服务三位一体，全方位支持大科学、大工程、新产业的发展。借助“天河二号”，超算中心不断促进我国整体科研实力和创新水平的持续提升，收获了诸多具有创新性、突破性的科学研究成果，为加速我国多领域研究赶超世界先进水平发挥了重要作用。未来，广州超算将进一步构建良好的、可持续发展的国产超算生态环境，全方位、多领域地支持各类科学研究，持续为我国科技创新跨越式发展提能加速！
“2019年度中国光学十大进展”入选列表：
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图文内容整理自网络
内容整理：岳苹、万园园
微信编辑：岳苹
初审：王栋
审核：万园园
审核发布：李奈青
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