2013那些可圈可點的技術:量子通信 3D打印
當地時間2013年12月12日，荷蘭阿姆斯特丹史基浦機場，荷蘭梵高博物館利用高科技制作3D打印版梵高畫作。這些復制畫幾可亂真，只有專家能辨別其中差異。梵高博物館希望通過出售這批復制畫，籌集資金用于博物館裝修和研究。
互聯網金融、微信、打車軟件……一個個熱詞串聯起來就是2013的科技印象，但記者在即將逝去的年末想要和您分享的，遠不止于這些。下面的這些技術并不會隨著掛歷的下崗而消失，相反，它們對您生活的影響將愈來愈甚。
48幀技術
2月22日，大片《霍比特人：意外之旅》國內上映。與魔戒不同的是，《霍比特人》從拍攝、剪輯、后期處理到放映，三部曲全面采用了48幀技術。
因為傳統的24幀就是1秒有24個畫面， 48幀技術就是1秒有48個畫面。同樣是拍攝下雨，你在24幀的電影中看到的是雨滴，但在48幀版本看到的可能就是雨點；同樣是拍攝打戲，在24幀版本看到的武打動作有拖尾，48幀即十分清晰，畫面的流暢度和清晰度大幅提升。在3D狀態下看，24幀率帶來的頻閃(動態模糊)非常明顯。因此，48幀版本通常制作于3D基礎之上。
以電影協會資深的元老們為代表，還有不少不太懂技術的觀眾，紛紛表示對48幀技術不看好。
智慧城市
智慧城市是在新一代信息技術和知識經濟加速發展的背景下，以互聯網、物聯網、電信網、廣電網、無線寬帶網等網絡組合為基礎，以信息技術高度集成、信息資源綜合應用為主要特征，以智慧技術、智慧產業、智慧服務、智慧管理、智慧生活等為重要內容，致力于解決城市社會中人、政府、經濟、文化、移動性、環境等關鍵問題的城市發展新模式。
智能系統在智慧城市中發揮著重要的技術支持作用，從信息的獲取、處理、決策到控制等各方面，無處不蘊含著智能系統的概念。
智能監控、智能機器人、智能交通、智能電網、智能樓宇等多方面、多功能、多層次的智能系統的交織構成了最終的智慧城市。
穿戴式技術
近年來，隨著移動互聯網的發展、技術進步和高性能低功耗處理芯片的推出等，部分穿戴式設備已經從概念化走向商用化，關于穿戴式設備的報道不斷傳出，谷歌、蘋果、微軟、索尼、奧林巴斯等諸多科技公司也都開始在這個全新領域的深入探索。移動互聯網來勢洶涌，改變了整個科技產業和創業環境，第三方硬件設備+智能終端App+云服務，創造出一些全新商業模式，讓市場逐漸刮起一波可穿戴式設備潮。
有市場機構預測，2017年，可穿戴式無線設備市場將由2011年的2077萬臺增長到1.695億臺。谷歌眼鏡是目前穿戴式設備最被廣為討論的例子。
超材料
超材料到底是什么？我們從其特征就能做出判斷：
具有新奇人工結構的復合材料；具有常規（或傳統）材料不具備的超常物理性質；超常物理性質主要由新奇的人工結構決定；新奇的人工結構包括單元結構（人工原子和人工分子）和單元結構集合而成的復合結構兩個層次。
隱身衣是近年來出鏡率最高的超材料應用，電磁超材料是迄今為止超材料技術研究最為集中的方向，典型的超材料還包括左手材料、光子晶體和非正定介質等，聽起來都非常“科幻”。我國政府對超材料技術予以了高度關注，分別在863計劃、973計劃、國家自然科學基金等科技計劃中予以立項支持。
在電磁黑洞、超材料隱身技術介質基超材料，以及聲波負折射等基礎研究方面，已取得原創性成果。
抬頭顯示系統
如果您的朋友里有換新車的，也許您會看到在他的風擋玻璃上有車速、方向等信息顯示，這種很炫的功能叫做抬頭顯示（HUD系統），可將有關信息顯示在前風擋玻璃的駕駛員平視范圍上，且顯示位置、顯示亮度可調，這樣可以避免低頭看儀表，從而縮短眼球對前方的視覺盲區時間，對減少因低頭走神引起的交通事故有著重要的價值。從視覺效果上，HUD酷似透明顯示技術，但與其又有本質的區別。
HUD可以說是投影顯示技術的一個變相應用。而且，汽車并不是這種技術的最初受益者，飛機才是。
鹽堿地原土改良
在鹽堿地上種東西并不難，挖坑、換土，短期內肯定能種活。但那不叫治理，真正的難在低成本和成活率。治理鹽堿地有三個原則，一不能破壞生態環境，二要低成本，三要實現本地土壤改良的穩定和可持續性。
鹽堿地原土改良技術形成了一套采用現代節水灌溉工程改良、化學改良及生物改良相結合的集成鹽堿地綠化技術模式，并逐步實現了三個技術創新點：原土土壤改良、二級排鹽系統和節水滴灌洗鹽。
對于農業經濟持續健康發展、生態環境保護乃至國土治理，找到合適的鹽堿地處理技術，其迫切意義不言自明。
氫能燃料電池
氫能燃料電池技術一直被認為是利用氫能，解決未來人類能源危機的途徑之一，甚至被某些專家視為終極方案，是氫能經濟中的核心技術。
按照燃料種類可分為氫氣和重整氫燃料電池。通常情況下，按照燃料電池內部電解質的種類進行劃分，可分為磷酸燃料電池（PAFC）、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池（SOFC）、堿性燃料電池(AFC)和質子交換膜燃料電池(PEMFC)。因電解質非固態且具腐蝕性，AFC、PAFC、MCFC的市場接受度較差。目前，PEMFC和SOFC最為市場接受。
在氫能燃料電池領域，美國、日本處于世界領先地位，德國次之。加拿大、英國、韓國、中國等處于第二集團，是氫能經濟的有力挑戰者和追隨者。
關鍵技術、示范應用和產業化差距導致我國氫能燃料電池技術發展面臨嚴峻挑戰。
大數據技術
隨著各類數字化文化資源信息的不斷產生，各類數字化文化資源庫的不斷建立與完善，在客觀上為我們建立了一個龐大的、具有大數據特征的數據庫和資源庫。這為我們進一步利用大數據分析等先進的信息技術手段，實現對這些文化資源信息的整合、梳理、分析、凝練，提供了前所未有的基礎和條件。
其中，基于數字化的歷史文化資源大數據是有計劃地對各類歷史文化資源數字化所形成的大數據信息。
大數據分析技術在歷史文化分析研究的成果，對于我們進一步加深對中華民族文明發展的歷史，認知、辨識中華文化“基因”、延續文脈，明確我國文化建設應加強保護、傳承和對外傳播的重點內容，制定國家文化發展戰略具有重要的意義。
對這類數據的有效管理和充分挖掘、利用，或許是大數據及其分析技術最為重要的應用角度和需求。
3D打印
3D打印其實是一個通俗、形象的概念，在學術界一般被稱為増材制造、堆積制造、增量制造或快速原型制造。現在，這一技術是指基于離散材料逐層堆積的成形原理，依據產品三維CAD模型，通過軟件與數控系統將特制材料逐層堆積固化，制造出實體產品的數字化制造技術。
我國自上世紀90年代初，便在國家自然科學基金委和國家科技部的支持下開始研究該項技術，相比較其他制造領域，我國3D打印技術與國外基本上同步啟動、同步發展。
未來5年，我國可重點圍繞高端工業產品和大眾個性化消費產品兩大類對象，加強3D打印有關的基礎理論與成形微觀機理、設計方法、關鍵工藝技術研究、高性能高精度高效率工藝裝備研制，以及相關標準規范制定。
這是一項融合了計算機軟件、材料、機械、控制、網絡信息等多學科知識的綜合性系統性的技術。
垃圾無氧還原裂解轉化
如何做到把垃圾變成能源？城市生活垃圾無氧還原裂解轉化技術，即通過對有機物適度加熱，使組成有機物的大分子鏈段在一定壓力、溫度、時間及添加劑作用條件下發生斷裂而轉化成可再利用的可燃氣、裂化油、固體炭等“三態” 初級能源物質。
這就如同成千上萬年前的生物質，經過長期地下裂變而形成地球上的煤、石油、天然氣。該技術的基本研究思路是讓生活垃圾找到“回去”的路。即任何有機垃圾物質，無論是“葷”的、“素”的還是“人造”的，已沒有使用價值，不過，它們都是由基本有機分子合成而來，只是其各自的合成條件和環境不盡相同。按照有機物質基本合成反應規律，都應存在合成反應的逆條件。如能有效地找到該類逆條件，有機物的大分子都應該能被降解。
找到逆條件并建立逆向工程體系，是實現將有機垃圾物質送“回家”的關鍵。
海底油氣管道缺陷內檢測
輸油輸氣管道堪稱經濟“命脈”，其安全性直接決定著能源生產效率，更關乎環境保護等社會影響。深埋于地下，缺陷檢測要不耽誤生產，工程造價昂貴……這些“命脈”尤其是海底輸油輸氣管道缺陷的在線檢測，是公認的世界難題。
清華大學油田電氣工程研究中心自主研發出“海底油氣管道缺陷內檢測器”，其實就是一個檢測機器醫生。在檢測一條管道線路時，從入口將這個“機器醫生”塞入，然后它會隨著油氣輸送的推力自動前行，不論幾十公里還是幾百公里，研究人員只要在出口等著它出來，然后通過調取存儲于內部的數據，就可以獲得一份自動生成的檢測報告。
在醫學領域中，穿行于血管內的膠囊機器人還只是實驗室里的話題，但在油氣“血脈”中，這一想法早已得到實現。
水泥乳化瀝青砂漿
高速列車的振動沖擊能量是如何被吸收掉的？鐵軌下究竟布置著怎樣的結構？以CRTS Ⅱ型板式無砟軌道為例，軌道板每塊長6.45米、寬2.55米、厚0.2米，被固定在混凝土基座上。
但是，這還不夠。施工人員會在軌道板和底座中間灌注一種叫做“水泥乳化瀝青砂漿”的物質。水泥乳化瀝青砂漿是板式無砟軌道結構彈性調整層的關鍵組成部分。它由乳化瀝青、水泥、混合材、細骨料、水、鋁粉及其他添加劑等原材料，經特殊工藝攪拌而成。砂漿凝固后不僅將二者緊密的連接在一起，也充當著彈性墊層的角色。
“剛柔并濟，以柔為主”是其力學特點。因為這種砂漿的流動度好、可工作時間長，有早期有膨脹、后期收縮小等特點，硬化成型后的水泥乳化瀝青砂漿可起到穩定軌道幾何精度和吸收振動沖擊能量的雙重作用。
經過近幾年的不斷創新，我國生產的乳化瀝青打破了國外對高速鐵路乳化瀝青砂漿關鍵技術的壟斷。
農產品無損快速檢測
農產品安全無損快速檢測技術也叫非破壞檢測和非接觸檢測。不同的物質成分具有不同的光譜特征波長，特征波長處的反射光譜強度能反映物質成分的含量，一般用可見光/近紅外光源照射被檢測物質后，再通過光譜解析建立的數學預測模型就可自動算出結果。
手持儀器對一塊牛肉進行簡單地照射后，分析儀就得出了數據。新鮮度、細菌總數、含水量、pH值、色澤，以及其他品質安全指標等。這樣，無論這塊牛肉是過期的、被污染的、注水的還是不符合食用標準的，都能被檢測出來。
農畜產品進行質量安全檢測，既保障著百姓日常飲食健康，也影響著農畜產品進出口貿易。
量子通信
在量子的世界中，對于一個微觀的粒子，測量過程本身將不可避免的給我們要測量的物體造成一個顯著的擾動，而且即使在原則上，我們也完全沒辦法把這一擾動減小到零；另一方面，觀測行為本身又會破壞粒子原來的狀態，讓你永遠不可能知道粒子本來的狀態是什么。這就是量子不可克隆原理：你不能夠復制一個未知的量子態，而不改變量子態本身。量子不可克隆原理是量子加密的基礎。如果我們把想要保密傳輸的信息，加載到一個個不可能被準確觀測和復制的量子態上，而任何的竊聽行為都會改變原本傳輸的數據，那么最后我們取一部分數據出來，檢查原本傳輸的信息是否被破壞，就能夠檢測到竊聽者是否存在。
整個量子通信中，具有短期內真實的應用潛能的就是量子保密通信，其中最有用的部分就是量子密鑰分發。
量子密鑰分發的實際產業化應用應該著眼于未來并注重定位，重點發展局域性的重點需求網絡，而不是強調現有網絡一樣的廣泛性和高功能效率。
(責任編輯：admin)
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