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　　2024年8月19日，中國科技大學(xué)放出消息，該校薛向輝教授所帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊在量子激光雷達(dá)系統(tǒng)方面，取得了開創(chuàng)性進(jìn)步。

　　該研究成果已在8月15日成功登上全球頂級期刊，并且除了相關(guān)理論體系外，我國科研團(tuán)隊還搞定了基于該理論的樣機(jī)。

　　自此，基于上轉(zhuǎn)換量子干涉原理的測風(fēng)激光雷達(dá)系統(tǒng)再也不是未經(jīng)事實論證的“紙上談兵”，它是可以變?yōu)楝F(xiàn)實的，可以應(yīng)用于現(xiàn)代激光雷達(dá)系統(tǒng)的實際生產(chǎn)。

　　如今，我國已然成為全球激光雷達(dá)領(lǐng)域的開拓者，很難想象在21世紀(jì)初，我國也是那個被“大市場”排除在外的人。

　　在討論“量子干涉原理”“測風(fēng)激光雷達(dá)”等一下專業(yè)名詞之前，我們先來聊一聊，什么叫做“激光雷達(dá)”。

　　當(dāng)操作員開啟發(fā)射裝置后，發(fā)射器向固定方向發(fā)射短脈沖激光束，部分激光束在接觸到目標(biāo)表面后發(fā)生反射，反射回來的射線再被傳感器捕捉。

　　計算機(jī)再根據(jù)激光束從發(fā)射到反射之間的時間，確定目標(biāo)物距離，根據(jù)激光束反射偏差角，確定目的物的角度信息。

　　由于結(jié)構(gòu)簡單、測量精確，激光雷達(dá)在我們的實際生活中有著相當(dāng)高的出現(xiàn)頻率。

　　比如說近期在武漢大火的“蘿卜快跑”自動駕駛出租車，就是利用激光雷達(dá)對車流量及車路現(xiàn)狀進(jìn)行實時感知，測定前方障礙物并及時更改路線。

　　既然是朝陽產(chǎn)業(yè)，必然會有不少科研人員在激光雷達(dá)領(lǐng)域深耕，為什么說我國科研人員的研究成果，極可能改變了整個激光雷達(dá)領(lǐng)域的發(fā)展進(jìn)程呢？

　　簡單來說，它會向同一目標(biāo)物發(fā)射多個光子，通過不同光子的反射情況確定目的物的空間三維坐標(biāo)。

　　“多人協(xié)同作戰(zhàn)”看似是在提高測量精確度，實際上是為了彌補(bǔ)單光子測量技術(shù)的不足，如果單個光子就可以提供準(zhǔn)確且可靠的信息，為什么要選擇效率更低的多光子激光雷達(dá)呢？

　　這種激光雷達(dá)擁有不遜色于多光子激光雷達(dá)的靈敏度，還能以更高的工作效率、更低的功率水平完美完成任務(wù)。當(dāng)測試精度要求更高、目的物面積更大時，單光子激光雷達(dá)無疑是更好的選擇。

　　現(xiàn)行的大面積地圖測繪儀、高精度測量無人機(jī)等等，普遍采用的都是單光子激光雷達(dá)技術(shù)。

　　它可以非常詳細(xì)地對廣域地形進(jìn)行測繪，無論是居民區(qū)、森林、高山還是流水，都可以在它的地圖上得到三維完美體現(xiàn)。

　　在不可抗力面前，它可以及時觀測災(zāi)區(qū)動向，盡早排除不穩(wěn)定因素，為幸存者找到更安全、更可靠的暫時棲身之所。

　　如果數(shù)據(jù)庫足夠，它甚至可以為救災(zāi)人員規(guī)劃救災(zāi)路線，星空體育官網(wǎng)并且對救援隊伍的實施行動進(jìn)行有效跟蹤，確保有生戰(zhàn)力盡可能地留存。星空體育官網(wǎng)

　　既然單光子激光雷達(dá)已經(jīng)能夠做到如此地步，中科大的科研項目又進(jìn)行了哪些突破呢？

　　薛向輝教授團(tuán)隊并沒有執(zhí)著于光子數(shù)量簡化，他們另辟蹊徑在光子數(shù)量上，在測量精度上重新做起了加法。

　　HOM干涉和高階量子擦除是薛向輝團(tuán)隊的重點研究項目，是不是感覺有些云里霧里的，高階量子是什么東西的？它為什么要擦除呢？

　　今天咱們暫且不討論那些高深的物理學(xué)現(xiàn)象，大家只需要知道，HOM干涉現(xiàn)象目前的最廣泛用途就是區(qū)分量子現(xiàn)象以及驗證經(jīng)典物理學(xué)。

　　我國科學(xué)家就是通過這種量子干涉現(xiàn)象，開發(fā)并驗證出了一種全新的雙光子干涉大氣激光雷達(dá)系統(tǒng)。

　　它與單光子激光雷達(dá)一樣，靈敏度夠高、測量效率夠優(yōu)秀、儀器平均功率也始終維持在較低區(qū)間。

　　而最為重要的是在量子擦除技術(shù)的參與下，該雷達(dá)系統(tǒng)的帶寬將無限放大，從目前的實驗室數(shù)據(jù)來看，它曾經(jīng)創(chuàng)下過17 GHz帶寬的光學(xué)信號。

　　17GHz帶寬又是什么概念呢？也就是說它的光學(xué)信號傳遞速度，每秒鐘達(dá)到了13公里。

　　你想讓你的自動駕駛系統(tǒng)擁有更高的刷新率嗎？你想讓你的自動駕駛管家擁有更快的反應(yīng)能力嗎？

　　薛向輝團(tuán)隊在外場實驗中得到的試驗數(shù)據(jù)，是以往常規(guī)激光雷達(dá)探測靈敏度的7倍，隨著該技術(shù)的不斷完善，它的探測靈敏度有望繼續(xù)增加，到時候又會是一幅怎樣的光景呢？

　　實驗室中的設(shè)備可以占據(jù)一個面積十幾平的小房間，而行走在馬路上的SUV前車蓋空間卻相當(dāng)有限，該款激光雷達(dá)想從實驗室走進(jìn)車間，依舊任重而道遠(yuǎn)。

　　對此，薛向輝團(tuán)隊選擇用事實說話，他們已經(jīng)完成了該項目的光纖集成和緊湊化設(shè)計，雖然尚有優(yōu)化空間，但依舊可見它未來的發(fā)展?jié)摿Α?

　　不過我們也不得不承認(rèn)，該款雙光子激光雷達(dá)想要真正地實現(xiàn)實用化，確實還有很長的路要走。

　　激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)作為20世紀(jì)七80年代興起的高科技產(chǎn)物，如今已然形成了較為清晰且明確的相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈。

　　上游產(chǎn)業(yè)普遍是激光探測器原材料，比如說稀有有色金屬、激光材料等等；中游產(chǎn)業(yè)則主攻雷達(dá)技術(shù)車規(guī)級激光雷達(dá)、測距級激光雷達(dá)都在此區(qū)間之中。

　　薛向輝團(tuán)隊所研制的雙光子量子干涉激光雷達(dá)樣機(jī)，目前處于激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)鏈中的中游領(lǐng)域，擁有較大的發(fā)展前景且擁有相當(dāng)廣博的利潤空間。

　　很難想象，如今在激光雷達(dá)領(lǐng)域做大做強(qiáng)的我們，想當(dāng)年也被其他國家狠狠勒過脖子。

　　從時間軸上來看，它與新能源電池、新能源汽車、無人機(jī)領(lǐng)域幾乎同時起步，在2017年到2023年期間直接開啟了發(fā)展二倍速。

　　這5年間，我國激光雷達(dá)行業(yè)共發(fā)生了129起融資，單獨2022年就發(fā)生了16起，總?cè)谫Y金額高達(dá)54億人民幣。

　　蛋糕一共就那么大，中國企業(yè)吃得越來越多，某些自詡強(qiáng)勢的西方大國自然看不下去了。

　　2024年1月底，我國激光雷達(dá)頭部企業(yè)禾賽科技成功登上了美國國防部的黑名單，他們給出的理由是“禾賽科技與中國軍工有著千絲萬縷的聯(lián)系?！?

　　嚴(yán)格意義上講，禾賽科技屬于半路出家，它當(dāng)年是搞激光氣體傳感器的，咱們家里的煤氣報警裝置，沒準(zhǔn)用的就是他們的技術(shù)。

　　不得不說，禾賽科技的領(lǐng)導(dǎo)人確實有幾分遠(yuǎn)見，他們很快就意識到了一個中國家庭可能只有一套房子，但是他們或許會有好幾輛車，這市場廣度不就上去了嗎？

　　2016年禾賽科技正式轉(zhuǎn)戰(zhàn)汽車激光雷達(dá)，沒想到這位半路出家的“和尚”竟然是為“掃地僧”，上來就攻堅L4級別無人駕駛，還真讓他們玩成了。

　　于是乎，擁有核心技術(shù)的禾賽科技，一不小心就成了全球激光雷達(dá)巨頭，市場占有率高達(dá)74%，其他公司根本看不到他的車尾燈。

　　后來禾賽科技發(fā)現(xiàn)，L4技術(shù)雖好卻不怎么賺錢，索性“滿級大佬轉(zhuǎn)戰(zhàn)新手村”，在L2領(lǐng)域嘎嘎亂殺，美國那些激光雷達(dá)公司根本就不是它的對手。

　　如今美國國防部想要搞一個莫須有的罪名，就將禾賽科技的努力全部抹殺，禾賽科技自然不會坐以待斃。

　　經(jīng)過三個多月的證據(jù)整理和資料收集，2024年5月美國國防部正式成為法院上的被告。

　　有意思的是，并非只有中國同胞在為禾賽科技站臺，不少媒體都表示用過中國生產(chǎn)的高級激光雷達(dá)之后，他們再也受不了美國公司生產(chǎn)的那些垃圾了。

　　最終面對國際與國外的雙重壓力，北京時間8月13日，美國國防部又將何塞科技從黑名單中拎了出來，我國公司成功贏下了這場市場保衛(wèi)戰(zhàn)。

　　禾賽科技只是一個縮影，我國的激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)那可真的是卷到不行，就連禾賽科技的老總都曾經(jīng)說過，目前階段他們只是想要活下來而已。

　　至于未來，激光雷達(dá)產(chǎn)業(yè)將走向何方？薛向輝團(tuán)隊的全新技術(shù)或許是一個不錯的方向。

　　信息來源： 中國教育網(wǎng)：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)在量子激光雷達(dá)系統(tǒng)研究方面取得重大突破 合肥日報：中國科大激光雷達(dá)團(tuán)隊實現(xiàn)量子測風(fēng)雷達(dá)技術(shù)重大突破

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