日新月異：科技之美Chapter13知識目標(biāo)1.了解當(dāng)今科技領(lǐng)域的重大成果。2.了解我國科技的發(fā)展現(xiàn)狀。能力目標(biāo)1.能夠正確看待科技在生活中的應(yīng)用。2.能夠正確看待我國科技發(fā)展取得的成就與存在的不足。素質(zhì)目標(biāo)1.能夠?yàn)槲覈目萍汲删透械阶院篮万湴痢?.能夠樹立為我國科技發(fā)展貢獻(xiàn)力量的理想。高速鐵路貳航天活動壹人工智能肆量子通信叁目錄物聯(lián)網(wǎng)伍壹航天活動一、航天飛行器（一）飛行器的分類航空器：在大氣層內(nèi)飛行的飛行器航天器：在大氣層之外的空間飛行的飛行器火箭：靠火箭發(fā)動機(jī)提供推進(jìn)力的飛行器導(dǎo)彈：依靠制導(dǎo)系統(tǒng)控制其飛行軌跡的飛行武器一、航天飛行器（二）常見航天器介紹1.無人航天器（1）人造地球衛(wèi)星簡稱人造衛(wèi)星，是由運(yùn)載火箭發(fā)射到一定高度，獲得必要的速度，沿一定軌道環(huán)繞地球，基本上按天體力學(xué)規(guī)律運(yùn)行的一種航天器。一、航天飛行器（2）空間探測器又稱深空探測器，是對月球、行星和行星際空間進(jìn)行探測的航天器。一、航天飛行器2.載人航天器（1）載人飛船衛(wèi)星式載人飛船登月載人飛船它們提供航天員在外層空間生活和工作條件，并能安全返回地面。載人飛船可以獨(dú)立進(jìn)行航天活動，也可以作為往返于地面和航天站（或月球）之間的“渡船”。一、航天飛行器（2）航天站可供多名航天員長期生活的航天器。運(yùn)行原理與環(huán)繞地球的衛(wèi)星式載人飛船類似，其主要區(qū)別是，后者運(yùn)行時間很短，一般僅能一次使用后返回地面。（3）航天飛機(jī)可以重復(fù)使用，往返于地面和近地軌道之間運(yùn)送有效載荷或在軌道上完成規(guī)定活動的航天器。一般可設(shè)計(jì)成飛機(jī)形式，由運(yùn)載火箭送入軌道，返回地面時可像飛機(jī)那樣著陸。二、航天活動沿革我國西漢時期/歐洲的中世紀(jì)有人模擬鳥類進(jìn)行過飛行活動的嘗試。18世紀(jì)起航空飛行器技術(shù)不斷發(fā)展。20世紀(jì)以來航空飛行器的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)實(shí)現(xiàn)了全方位、大幅度的提升。二、航天活動沿革20世紀(jì)初

世界航天理論的先驅(qū)者、蘇聯(lián)科學(xué)家齊奧爾科夫斯基，美國物理學(xué)家戈達(dá)德等研究并闡明了利用火箭進(jìn)行航天的基本原理，提出了現(xiàn)代液體火箭的設(shè)想。1926年

戈達(dá)德研制的世界第一枚液體火箭試飛成功。第二次世界大戰(zhàn)期間

納粹德國集中力量研制大型液體火箭，其研究客觀上為戰(zhàn)后發(fā)展航天運(yùn)載工具、遠(yuǎn)程導(dǎo)彈奠定了基礎(chǔ)。二、航天活動沿革1957年

蘇聯(lián)和美國先后成功地發(fā)射洲際彈道導(dǎo)彈，之后又發(fā)生了一系列重大的航天活動。1957年10月

蘇聯(lián)成功發(fā)射世界第一顆人造地球衛(wèi)星。1961年

蘇聯(lián)宇航員加加林乘坐“東方”1號飛船進(jìn)入太空，繞地球飛行108分后安全返回地面，開創(chuàng)了世界載人航天的新時代。二、航天活動沿革1969年美國阿姆斯特朗和奧爾德林乘坐“阿波羅”11號飛船登月成功。1970年至1989年蘇聯(lián)和美國的航天器在金星、火星、木星等太陽系大行星上登陸。20世紀(jì)60年代以來70年代后各種衛(wèi)星向多用途、高可靠、長壽命、低成本的方向發(fā)展并取得了顯著的效益。三、我國航天事業(yè)的成就（一）20世紀(jì)我國航天事業(yè)發(fā)展概況

1949年以前，我國科學(xué)家在空氣動力、火箭技術(shù)、燃燒理論、自動控制等方面都有卓越的貢獻(xiàn)，推動了有關(guān)學(xué)科的發(fā)展，為我國爭得了榮譽(yù)。

1949年10月，中華人民共和國的建立，為我國航空航天事業(yè)的蓬勃發(fā)展開辟了廣闊的前景。

1960年2月，我國自行研制的第一枚液體探空試驗(yàn)火箭發(fā)射成功。1960年至1970年，我國在多種類型導(dǎo)彈的研發(fā)、試射上實(shí)現(xiàn)突破。

1970年4月，我國“長征”1號運(yùn)載火箭發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅”1號成功；

1975年11月，我國用“長征”2號運(yùn)載火箭發(fā)射返回式人造衛(wèi)星成功，并按預(yù)定計(jì)劃返回地面；

1980年5月，我國首次向南太平洋預(yù)定海域發(fā)射大型運(yùn)載火箭成功；

1981年9月，我國首次用一枚運(yùn)載火箭（風(fēng)暴1號）將3顆不同用途的科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星（即一箭三星）送入軌道；

1982年10月，我國首次用潛艇從水下向預(yù)定海域發(fā)射運(yùn)載火箭獲得成功；

1984年4月，我國用“長征”3號運(yùn)載火箭發(fā)射第一顆地球靜止軌道試驗(yàn)通信衛(wèi)星“東方紅”2號成功。三、我國航天事業(yè)的成就三、我國航天事業(yè)的成就（二）21世紀(jì)我國航天事業(yè)代表性成就1.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BeiDouNavigationSatelliteSystem，簡稱BDS）是中國自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。由空間段、地面段和用戶段三部分組成，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時為各類用戶提供高精度、高可靠定位與導(dǎo)航、授時服務(wù)，并且具備短報(bào)文通信能力，定位精度為分米、厘米級別，測速精度0.2米/秒，授時精度10納秒。2020年7月31日上午，北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開通。三、我國航天事業(yè)的成就2.神舟系列載人飛船

神舟飛船是中國自行研制，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，達(dá)到或優(yōu)于國際第三代載人飛船技術(shù)的飛船。神舟飛船采用三艙一段設(shè)計(jì)，由返回艙、軌道艙、推進(jìn)艙和附加段構(gòu)成，由13個分系統(tǒng)組成。

2016年，載有兩名宇航員的中國第六艘載人飛船“神舟十一號”發(fā)射成功，創(chuàng)造了中國載人航天在軌飛行時間的新紀(jì)錄，實(shí)現(xiàn)了中國載人航天工程三步走中從第二步到第三步的過程，為中國空間站建造運(yùn)營和航天員長期駐留奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。三、我國航天事業(yè)的成就3.目標(biāo)飛行器

目標(biāo)飛行器是執(zhí)行對接任務(wù)的飛行器。在空間交會對接中至少涉及兩個飛行器，交會對接試驗(yàn)中的被動目標(biāo)叫“目標(biāo)飛行器”，入軌后主動接近目標(biāo)飛行器的飛行器稱作“追蹤飛行器”。

我國目前已成功發(fā)射的追蹤飛行器是神舟飛船，成功發(fā)射的目標(biāo)飛行器是“天宮一號”和“天宮二號”。三、我國航天事業(yè)的成就4.月球探測工程

2004年，中國正式開展月球探測工程，并命名為“嫦娥工程”?！版隙鸸こ獭狈譃椤盁o人月球探測”“載人登月”和“建立月球基地”三個階段。2020年11月24日，中國在中國文昌航天發(fā)射場，用“長征五號”遙五運(yùn)載火箭成功發(fā)射“嫦娥五號”探測器，火箭飛行約2200秒后，順利將探測器送入預(yù)定軌道，開啟中國首次地外天體采樣返回之旅。12月1日，“嫦娥五號”探測器成功在月球正面預(yù)選著陸區(qū)著陸。12月17日，“嫦娥五號”返回器攜帶月球樣品，采用半彈道跳躍方式再入返回，在預(yù)定區(qū)域安全著陸。“嫦娥五號”帶回的部分月壤在國家博物館展出三、我國航天事業(yè)的成就5.火星探測任務(wù)

2020年4月24日，國家航天局在2020年中國航天日線上啟動儀式上公布：中國行星探測任務(wù)被命名為“天問系列”，首次火星探測任務(wù)被命名為“天問一號”。7月23日12時41分，“長征五號”遙四運(yùn)載火箭托舉著我國首次火星探測任務(wù)“天問一號”探測器，在中國文昌航天發(fā)射場點(diǎn)火升空?！疤靻栆惶枴碧綔y器的成功升空，正式開啟了中國人自主探測火星之旅。四、開展航天活動的意義航空航天技術(shù)是高度綜合的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，它們綜合運(yùn)用了基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)的最新成就，應(yīng)用了工程技術(shù)的最新成果。航空航天技術(shù)的發(fā)展與軍事應(yīng)用密切相關(guān)，而其巨大進(jìn)展對國民經(jīng)濟(jì)和社會生活都產(chǎn)生了重大影響。航天技術(shù)和其他科學(xué)技術(shù)相結(jié)合，開拓了許多新的技術(shù)領(lǐng)域。貳高速鐵路一、高鐵基本知識一、高鐵基本知識（一）高鐵的核心系統(tǒng)

以我國高鐵為例，高鐵有六個主要“核心”系統(tǒng)，包括高速列車、軌道線路、牽引供電、通信信號、信息系統(tǒng)、高鐵車站、高鐵運(yùn)用維修系統(tǒng)一、高鐵基本知識（二）高速列車的組成和分類

高速列車由車體、司機(jī)室、轉(zhuǎn)向架、牽引系統(tǒng)、高壓系統(tǒng)、輔助供電系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、供排水與衛(wèi)生系統(tǒng)、車內(nèi)環(huán)境控制系統(tǒng)等系統(tǒng)或部件組成。按動力配置方式分為：動力集中型列車動力分散型列車二、國外高鐵發(fā)展歷程（一）日本新干線

日本是世界上最早建設(shè)高速鐵路的國家。四十多年來，日本成功研制了0系、100系、200系、300系、400系、500系、700系、800系、N700系和E1、E2、E3、EA、E5、E6等多種高速列車系列。如今，日本的高速列車時速最高320千米。

新干線作為世界高速鐵路技術(shù)的先驅(qū)者，主要特點(diǎn)包括線路中橋和隧道的比重較大，線路標(biāo)準(zhǔn)較高（均為修建的新線）、修建各試驗(yàn)段；車體以鋁合金結(jié)構(gòu)為主（輕量化），軸重輕；列車運(yùn)行密度高、定員多、旅客輸送量大；安全性高、準(zhǔn)時準(zhǔn)點(diǎn)；服務(wù)設(shè)施人性化以及換乘便利等。二、國外高鐵發(fā)展歷程（二）法國TGV和AGV

法國是歐洲最早研發(fā)高速鐵路、最早出口高速列車的國家。現(xiàn)今法國TGV/AGV的最高運(yùn)營速度為320千米/小時。法國高速列車的特點(diǎn)主要為車輛鉸接式連接、整體性能優(yōu)良、穩(wěn)定性和舒適度高、空氣動力學(xué)性能好。TGV列車采用獨(dú)具特色的動力集中配置（AGV列車為動力分散配置），密封性和舒適性好，輕量化、運(yùn)量也相對較?。浑娏髦剖胶托盘栂到y(tǒng)多樣化，可靠性和可維修性高，線路為旅客列車專用，部分修建新線、部分改造舊線等。二、國外高鐵發(fā)展歷程（三）德國ICE

德國ICE（InterCityExpress）城際快車在20世紀(jì)80年代開始研發(fā)，于1991年投入運(yùn)營，有ICE-V、1CE-1、1CE-2、ICE-3、ICE-M、ICE-4、ICE-T和ICESprinter等車型。

德國高速鐵路主要特點(diǎn)為高鐵線路與改造后的既有線連接成網(wǎng)，旅客列車及貨物列車混用；大量采用高新技術(shù)如“三相交流傳動技術(shù)”“計(jì)算機(jī)控制的機(jī)車牽引及列車控制技術(shù)”“輕型車體結(jié)構(gòu)”“低能耗噪聲空氣動力學(xué)”及“列車自動診斷系統(tǒng)”等；列車運(yùn)行控制系統(tǒng)更安全、牽引控制技術(shù)更成熟、車輛密封性更好；注重旅客體驗(yàn)、車內(nèi)設(shè)施檔次較高及模塊化標(biāo)準(zhǔn)高等。二、國外高鐵發(fā)展歷程（四）西班牙AVE和Talgo

西班牙高速列車分為AVE型列車和Talgo擺式列車兩種。

AVE型列車是通過技術(shù)轉(zhuǎn)讓從法國引進(jìn)的，原型為TGV-A，西班牙重新設(shè)計(jì)了列車的外部和內(nèi)部形狀，對編組、牽引系統(tǒng)、接觸網(wǎng)以及車內(nèi)設(shè)備等均進(jìn)行了修改。AVE列車時速可達(dá)300千米。具有高質(zhì)量、準(zhǔn)時、快捷舒適、安全及環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。

Talgo是輕型結(jié)構(gòu)鉸接聯(lián)結(jié)式列車組，是一種隨曲線情況而控制車體傾斜的旅客列車。最高運(yùn)行時速333千米。特點(diǎn)是自然側(cè)擺、重心低、安全性及穩(wěn)定性好。二、國外高鐵發(fā)展歷程（五）意大利ETR

通常認(rèn)為意大利于1970年開始修建第一條高速鐵路，即羅馬—佛羅倫薩高鐵，但是到1992年才完成最終工作。

意大利研發(fā)過ETR450、ETR460、ETR470、ETR480等擺式高速列車和非擺式高速列車ETR500和ETR5OOP等。

現(xiàn)今ETR的最高運(yùn)行速度為300千米/小時。其特點(diǎn)主要表現(xiàn)在：客貨混運(yùn)、利用原有線路和車站以及根據(jù)不同線路選擇不同車型的列車。

曲線較多且曲線半徑較小的線路選用擺式高速列車，反之用非擺式高速列車。二、國外高鐵發(fā)展歷程（六）韓國KTX

韓國KTX（KoreaTrainExpress）始建于1994年，于2004年4月開通。

KTX采用法國TGV-A型推拉式高速動車組，由法國阿爾斯通和韓國共同制造。

韓國的高速列車的時速設(shè)定為每小時350千米，實(shí)際運(yùn)營速度最高可達(dá)每小時300千米。三、中國高鐵發(fā)展歷程（一）萌芽階段（二）奠基階段（三）加速發(fā)展階段

新中國成立以后，我國基本建立了完善的鐵路系統(tǒng)工業(yè)體系，通過自主研發(fā)形成了較為完整的機(jī)車車輛產(chǎn)品系列。但旅客列車運(yùn)營速度緩慢，運(yùn)能嚴(yán)重不足。

“八五”國家科技攻關(guān)計(jì)劃。

“九五”期間成功研制列車核心零部件，完成了總體技術(shù)方案研究。研制出了“先鋒號”和“中華之星”兩個型號的動車組。1.多方引進(jìn)2.再創(chuàng)新3.全面創(chuàng)新4.多元化發(fā)展三、中國高鐵發(fā)展歷程擁擠的綠皮車廂曾是大多數(shù)人的首選“中華之星”動車組“復(fù)興號”高速列車CRH380高速列車三、中國高鐵發(fā)展歷程擁擠的綠皮車廂曾是大多數(shù)人的首選“中華之星”動車組“復(fù)興號”高速列車CRH380高速列車四、中國高鐵的成就目前，我國已建立了自己的高速列車家族。

中國高速列車批量運(yùn)營源于2002年12月建成的秦沈客運(yùn)專線，運(yùn)營速度為200千米/小時。

2007年4月18日第六次大提速，當(dāng)時最高運(yùn)營速度達(dá)到250千米/小時。

2008年8月1日京津城際高速鐵路開通運(yùn)營，創(chuàng)造了350千米/小時的世界最高運(yùn)營速度紀(jì)錄。中國的鐵路技術(shù)裝備水平駛?cè)胍粋€嶄新的時代。

中國高鐵起初以“和諧號”為主，中國近十多年來相繼推出CRH1型、CRH2型、CRH3型、CRH5型和CRH380型等高速列車型號。

2017年上線的“復(fù)興號”采用不同的速度等級，與“和諧號”相得益彰。五、未來的高鐵（四）標(biāo)準(zhǔn)化（一）綠色節(jié)能（五）更高速度（二）智能化（六）自動變軌距高速列車（三）人性化叁量子通信一、量子力學(xué)發(fā)展歷程（一）量子力學(xué)的產(chǎn)生背景

19世紀(jì)末開爾文《19世紀(jì)的烏云籠罩著熱和光的動力學(xué)理論》的報(bào)告指出經(jīng)典物理學(xué)的兩個未能圓滿解釋的基本問題，第一邁克爾遜—莫雷（Michelson-Morley）實(shí)驗(yàn)結(jié)果和以太漂移說相矛盾；第二觀測到的物理比熱總是低于經(jīng)典物理學(xué)中能量均分定理給出的值，其中尤以黑體輻射理論出現(xiàn)的“紫外災(zāi)難”最為突出。經(jīng)典物理學(xué)經(jīng)歷著前所未有的巨大危機(jī)，急需新的理論來補(bǔ)充，相對論和量子力學(xué)就是在這種背景下出現(xiàn)在歷史舞臺的中心。愛因斯坦提出的狹義相對論改變了牛頓力學(xué)中的絕對時空觀，指明了牛頓力學(xué)的適用范圍，即只適用于速度遠(yuǎn)小于光速的物質(zhì)的運(yùn)動，量子力學(xué)則涉及物質(zhì)運(yùn)動形式和規(guī)律的根本變革。經(jīng)典物理學(xué)只適用于描述一般宏觀條件下物質(zhì)的運(yùn)動，而對于微觀世界和一定條件下的某些宏觀現(xiàn)象，則只有在量子力學(xué)的理論上才能說明。一、量子力學(xué)發(fā)展歷程（二）量子力學(xué)的經(jīng)典理論1.黑體輻射與普朗克的能量子假說黑體是在任何條件下，對任何波長的外來輻射完全吸收而無任何反射的物體。理想黑體可以吸收所有照射到它表面的電磁輻射，并將這些輻射轉(zhuǎn)化為熱輻射，其光譜特征僅與該黑體的溫度有關(guān)，與黑體的材質(zhì)無關(guān)。1900年普朗克用一個與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)完全吻合的普朗克公式來描述黑體輻射。但是在詮釋這個公式時，通過將物體中的原子看作微小的量子諧振子，他不得不假設(shè)這些量子諧振子的總能量不是連續(xù)的，即總能量只能是離散的數(shù)值一、量子力學(xué)發(fā)展歷程2.光電效應(yīng)與愛因斯坦的光量子理論光電效應(yīng)是指物質(zhì)（包括金屬，以及非金屬的固體、液體或氣體）中的電子在吸收較短波長的電磁輻射（如可見光或紫外線）的能量后從物質(zhì)中發(fā)射出來的現(xiàn)象。從物質(zhì)中發(fā)射出來的電子稱為光電子。1905年，愛因斯坦認(rèn)為光是由離散能量包（后來叫作光子）組成的，而不是連續(xù)波。在此思想的啟發(fā)下，得出了光電效應(yīng)方程，與實(shí)驗(yàn)結(jié)果很吻合。在該式中，愛因斯坦擴(kuò)展了普朗克的黑體輻射理論，認(rèn)為光量子能量等于頻率乘以一個常數(shù)（即普朗克常數(shù)）。截止頻率以上的光子擁有的能量能激發(fā)出電子，產(chǎn)生光電效應(yīng)。愛因斯坦獲得了1921年諾貝爾物理學(xué)獎。一、量子力學(xué)發(fā)展歷程3.玻爾的舊量子論（1）原子能夠而且只能夠穩(wěn)定地存在于一些穩(wěn)定的狀態(tài)，即定態(tài)，這些狀態(tài)分別對應(yīng)于離散的能量，可稱為能級，原子狀態(tài)的變化，包括吸收或發(fā)射電磁輻射，只能在兩個定態(tài)之間躍遷。（2）原子在兩個定態(tài)間躍遷時，發(fā)射或吸收的電磁輻射的頻率可以用一個公式表示。（3）電子繞核運(yùn)動的角動量是量子化的。一、量子力學(xué)發(fā)展歷程4.德·布羅意的物質(zhì)波1923年，德·布羅意提出微觀粒子如電子、質(zhì)子或中子也具有波動性，即實(shí)物粒子也具有波粒二象性。他假定具有能量和動量的實(shí)物粒子，其呈現(xiàn)的物質(zhì)波的頻率和波長分別可以用公式來表示。實(shí)物粒子的波動性在1927年得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。物質(zhì)波的提出者德·布羅意于1929年榮獲了諾貝爾物理學(xué)獎。一、量子力學(xué)發(fā)展歷程5.波動力學(xué)和矩陣力學(xué)1926年薛定諤提出了波函數(shù)的波動方程（后來稱為薛定諤方程）。成功地說明了氫原子、諧振子等的能級和光譜規(guī)律，從而建立起來波動力學(xué)。同年，海森堡、玻恩和約當(dāng)也建立了矩陣力學(xué)。量子體系中各力學(xué)量（矩陣或算符）之間的關(guān)系用矩陣方程或算符方程表述，雖然形式上與經(jīng)典力學(xué)相似，但運(yùn)算規(guī)則不同。矩陣力學(xué)成功地解決了諧振子、轉(zhuǎn)子、氫原子等的離散能級、光譜線頻率和強(qiáng)度等問題。二、量子通信發(fā)展現(xiàn)狀20世紀(jì)70年代

科學(xué)家提出將量子力學(xué)的基本原理用于通信領(lǐng)域。并未真正應(yīng)用。1984年

IBM的Bennett和Montreal大學(xué)的Brassard提出BB84量子保密通信協(xié)議。20世紀(jì)90年代

全世界對量子通信的研究不斷發(fā)展，在基于糾纏的量子通信協(xié)議與實(shí)驗(yàn)、基于單光子的量子通信協(xié)議與實(shí)驗(yàn)、基于連續(xù)變量的量子通信協(xié)議與實(shí)驗(yàn)、量子中繼與星地量子通信、量子通信網(wǎng)絡(luò)等方面都取得了成果。二、量子通信發(fā)展現(xiàn)狀2007年

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)實(shí)現(xiàn)了基于波分復(fù)用的四用戶量子通信網(wǎng)絡(luò)，最遠(yuǎn)通信距離達(dá)到42.6千米。實(shí)現(xiàn)了3個用戶的誘騙態(tài)量子通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了量子保密語音通信。2009年

在蕪湖建成了世界首個“量子政務(wù)網(wǎng)”，設(shè)置了4個全通主網(wǎng)節(jié)點(diǎn)和三個子網(wǎng)用戶節(jié)點(diǎn)及1個用于攻擊檢測的節(jié)點(diǎn)，長為15千米。2012年

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)宣布在合肥建立了46個節(jié)點(diǎn)的城域量子通信網(wǎng)絡(luò)，在北京建立了金融量子通信網(wǎng)絡(luò)。2016年8月16日

我國成功發(fā)射了“墨子號”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星。2020年12月4日

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)宣布該校潘建偉等人成功構(gòu)建76個光子的量子計(jì)算原型機(jī)“九章”。三、量子通信發(fā)展方向與展望量子通信研究方向（一）糾纏

對量子糾纏進(jìn)行更好的制備、操控、純化、轉(zhuǎn)換和應(yīng)用。（二）經(jīng)典和量子混合通信

包括對通過無噪聲/帶噪聲經(jīng)典信道的量子信息、通過無噪聲/帶噪聲量子信道的經(jīng)典信息的研究。（三）純量子通信

通過噪聲量子信道的量子信息。（四）量子密碼技術(shù)

量子秘密共享、量子位承諾、量子鑒別方案、量子簽名方案等。（五）量子通信的網(wǎng)絡(luò)化肆人工智能一、認(rèn)識人工智能（一）像人一樣行動的系統(tǒng)（二）像人一樣思考的系統(tǒng)（三）理性地思考的系統(tǒng)（四）理性地行動的系統(tǒng)二、人工智能的基礎(chǔ)神經(jīng)科學(xué)、心理學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)數(shù)學(xué)哲學(xué)計(jì)算機(jī)工程、控制論語言學(xué)三、人工智能的歷史1943年人工神經(jīng)元模型出現(xiàn)。1951年第一臺神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)建造成功。1956年人工智能誕生。1969年第一個成功的知識密集系統(tǒng)誕生。四、人工智能的現(xiàn)狀與未來自主規(guī)劃和調(diào)度

在遠(yuǎn)離地球幾百萬千米的太空，NASA（美國航空航天局）的遠(yuǎn)程智能體程序成為第一個船載自主規(guī)劃程序，用于控制航天器的操作調(diào)度。遠(yuǎn)程智能體根據(jù)地面指定的高級目標(biāo)生成規(guī)劃，并且在規(guī)劃的執(zhí)行過程中監(jiān)控航天器的運(yùn)轉(zhuǎn)—當(dāng)發(fā)生問題的時候進(jìn)行檢測、診斷以及恢復(fù)。四、人工智能的現(xiàn)狀與未來博弈

IBM公司的深藍(lán)成為第一個在國際象棋比賽中擊敗世界冠軍的計(jì)算機(jī)程序。它在一次公開比賽中以3.5比2.5的分?jǐn)?shù)戰(zhàn)勝了加里·卡斯帕羅夫（GarryKasparov）。

2016年3月，阿爾法圍棋與圍棋世界冠軍、職業(yè)九段棋手李世石進(jìn)行圍棋人機(jī)大戰(zhàn)，以4比1的總比分獲勝，成為第一個擊敗人類職業(yè)圍棋選手、第一個戰(zhàn)勝圍棋世界冠軍的人工智能機(jī)器人。四、人工智能的現(xiàn)狀與未來自主控制

ALVINN計(jì)算機(jī)視覺系統(tǒng)被訓(xùn)練用于駕駛汽車沿車道行進(jìn)。它安置在CMU的NAVLAB計(jì)算機(jī)控微型汽車上，并用來導(dǎo)航穿越美國一行程2850英里（約為4586.5千米），其中98%的時間由這個系統(tǒng)掌控方向盤。另外2%的時間由人駕駛，幾乎都是在高速公路出口車道的地方。NAVLAB裝有傳送道路圖像給ALVINN的視頻攝像機(jī)，ALVINN在以前訓(xùn)練行駛獲得的經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上計(jì)算出最佳駕駛方向。四、人工智能的現(xiàn)狀與未來診斷

基于概率分析的醫(yī)學(xué)診斷程序已經(jīng)能夠在某些醫(yī)藥學(xué)領(lǐng)域達(dá)到專家醫(yī)師的水平。赫克曼（Heckerman）描述了一個案例：一個淋巴結(jié)病理學(xué)方面的權(quán)威專家嘲笑程序?qū)σ粋€特別困難的病例的診斷，程序的創(chuàng)造者建議他聽聽計(jì)算機(jī)對診斷的解釋，機(jī)器指出了影響它判斷的主要因素，并解釋了該病例中一些微妙的并發(fā)癥狀。最終，專家同意了程序的診斷。四、人工智能的現(xiàn)狀與未來后勤規(guī)劃

在1991年的波斯灣危機(jī)中，美國軍隊(duì)配備了一個動態(tài)分析和重規(guī)劃工具DART，用于自動的后勤規(guī)劃和運(yùn)輸調(diào)度。這項(xiàng)工作同時涉及50000個車輛、貨物和人，而且必須考慮起點(diǎn)、目的地、路徑并解決所有參數(shù)之間的沖突。AI規(guī)劃技術(shù)使得一個規(guī)劃可以在幾小時內(nèi)產(chǎn)生，而用舊的方法需要花費(fèi)幾個星期。美國國防部高級研究計(jì)劃局（DARPA）稱此一項(xiàng)應(yīng)用就足以補(bǔ)償DARPA在AI方面30年的投資。四、人工智能的現(xiàn)狀與未來機(jī)器人技術(shù)

現(xiàn)在很多外科醫(yī)生在顯微外科手術(shù)中使用機(jī)器人助手。HipNav是一個使用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)創(chuàng)建病人的內(nèi)部解剖三維模型的系統(tǒng)，然后系統(tǒng)利用機(jī)器人控制引導(dǎo)插入股骨假體。四、人工智能的現(xiàn)狀與未來語言理解和問題求解

PROVERB是一個可以解縱橫字謎的計(jì)算機(jī)程序。它使用了對可能的填充詞的約束、一個以前字謎的龐大數(shù)據(jù)庫