國(guó)際首次！我國(guó)科學(xué)家開(kāi)拓未來(lái)通信的新“邊疆”

作者 史湘綺 李傳福

近日，中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)，在青海省海西州雪山牧場(chǎng)亞毫米波天文觀測(cè)基地，成功實(shí)現(xiàn)了基于超導(dǎo)接收技術(shù)的高清視頻信號(hào)公里級(jí)太赫茲無(wú)線通信傳輸。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)不僅是國(guó)際上首次將高靈敏度超導(dǎo)接收機(jī)技術(shù)應(yīng)用于遠(yuǎn)距離太赫茲無(wú)線通信系統(tǒng)，同時(shí)也創(chuàng)下了0.5THz頻段以上最遠(yuǎn)距離的太赫茲無(wú)線通信傳輸紀(jì)錄。

太赫茲通信技術(shù)，被譽(yù)為未來(lái)通信的“新邊疆”，它位于微波與光波之間，具有穿透力強(qiáng)、帶寬極寬等特性，是未來(lái)通信領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一。此次實(shí)驗(yàn)的成功，不僅標(biāo)志著我國(guó)在太赫茲通信技術(shù)領(lǐng)域取得了重大突破，也為未來(lái)空間通信、天文觀測(cè)、醫(yī)療成像等多個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐。

在這次實(shí)驗(yàn)中，科研團(tuán)隊(duì)面臨了巨大的挑戰(zhàn)。由于太赫茲信號(hào)在傳輸過(guò)程中衰減嚴(yán)重，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸一直是業(yè)界的難題。為了克服這一難題，團(tuán)隊(duì)成員們?cè)诤０?000多米的青藏高原上，通過(guò)太赫茲超導(dǎo)接收機(jī)成功接收到了距離1.2公里處傳輸?shù)母咔逡曨l信號(hào)，而發(fā)射端信號(hào)發(fā)射強(qiáng)度僅有10微瓦，相當(dāng)于手機(jī)基站發(fā)射強(qiáng)度的一百萬(wàn)分之一。

這一成就的背后，是我國(guó)科研人員近30年的技術(shù)積累和不懈探索。從20世紀(jì)90年代開(kāi)始，我國(guó)科研人員就已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行太赫茲天文探測(cè)技術(shù)的相關(guān)研究。在這個(gè)過(guò)程中，我國(guó)在超導(dǎo)探測(cè)器技術(shù)方面取得了國(guó)際前沿的地位，為此次實(shí)驗(yàn)的成功奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)研究員李婧形象地比喻說(shuō)，微波通信相當(dāng)于兩車(chē)道的道路，而太赫茲通信因?yàn)榫哂懈鼘挕⒏S富的頻譜資源，相當(dāng)于把車(chē)道增加到了六車(chē)道或者八車(chē)道。而超導(dǎo)探測(cè)技術(shù)的意義就在于它的靈敏度很高，相當(dāng)于在更寬車(chē)道的道路上，跑的車(chē)性能更好了，幾乎沒(méi)有損耗，所以可以跑得更遠(yuǎn)。

此次實(shí)驗(yàn)的成功，不僅展示了太赫茲通信技術(shù)的巨大潛力，也為我國(guó)在未來(lái)通信技術(shù)領(lǐng)域的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中贏得了先機(jī)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用場(chǎng)景的不斷拓展，太赫茲通信有望在不遠(yuǎn)的將來(lái)，為我們的生活帶來(lái)革命性的變化。無(wú)論是在高速數(shù)據(jù)傳輸、遠(yuǎn)程醫(yī)療、安全監(jiān)測(cè)還是天文觀測(cè)等領(lǐng)域，太赫茲通信技術(shù)都將展現(xiàn)出其獨(dú)特的魅力和價(jià)值。