教育|每秒运算千亿次的光子计算机，真的能实现吗？( 二 )
离散型到底有什么用？举个简单的例子来说 ， 在日常生活中看到的某一个物质是磁性的 ， 缩到零维的纳米尺度之后 ， 它可能变成导电的或者变成绝缘的；一个可能完全不发光的、黑乎乎的物质 ， 当它缩小到零维空间的时候 ， 它变成了发光材料、五彩斑斓 。
这就是从三维变成零维结构之后 ， 所谓光、热、电等等一系列的物性相互之间的转化 。
因为我们这里讨论的是微纳光学 ， 所以我们希望去探索量子点到底有什么样的光学性质 ， 马上我会给大家做一组实验 。
在做实验之前 ， 我先给大家变一个魔术 ， 一个简单的魔术 。
大家可以看到我这里有一瓶水 ， 对吧？这是一瓶水 ， 没有什么奇特的 ， 就是一瓶水 。 但是我会用我的意念让它产生一些变化 。
在场年轻的学生朋友们 ， 你们觉得我用意念之后它会产生什么变化？那我数一下3 2 1 ， 我用意念让它产生一些变化──来！3 2 1！是不是蓝色的光？
其实刚才给大家卖了一个关子 ， 这也不是什么普通的水 ， 这个就是我们说的量子点 ， 里面有纳米颗粒 。
大家可能看不到 ， 我的右手拿着一个手电筒 ， 其实就是一个泵浦的光 ， 当量子点被紫外光或者高能量的光泵浦了之后 ， 它就会呈现了不同的颜色 。
现在我给大家做一组简单的小实验 ， 看看量子点如何呈现不同的色彩 。
我们会将一系列硒化镉量子点融在有机溶液（甲苯）中 ， 可能这些溶液看起来像白水一样的、或者有淡淡的一些颜色 。
当我们将这些量子点放在紫外光中 ， 它就会呈现出不同的色泽 ， 这个原理是什么？
我们通过分散纳米尺度 ， 不同原子大小、不同尺度的纳米颗粒 ， 会呈现出不同的色泽 。
大家可以看到这当中不同的颜色 ， 这就是量子点奇妙的地方 ， 这也是我们刚才提到的“量子限域效应” 。
硒化镉量子点（甲苯溶液）那么 ， 我问大家一个简单的问题：我们现在有三个标准的颜色 ， 三基色 。 把红绿蓝三个颜色的溶液分别打开 ， 我将这三种不同尺寸的纳米颗粒混在一起 ， 大家觉得会有什么样的变化？
我现在给大家展示一下 ， 它变成青色了 ， 有没有？我们做到最后 ， 它变成了白色 ， 这也就是白色led ， 或者说是白光的发光原理 。
我们把三基色（三种不同尺寸的量子点）融合在一起 ， 它会成为未来的照明系统 ， 可能会是我们利用的一个方向 。
不同的尺寸的硒化镉量子点 ， 给了我们不同的色彩 。
另外还有砷化铟量子点 ， 看着像一个个黄豆颗粒似的 ， 这就是砷化铟 。
这是非常典型和常见的两个量子点的例子 。
右侧的这个量子点 ， 它会被我们大范围的应用到光电通讯中 ， 可以用于制备激光器和探测器 ， 因为它是在红外发光 。 目前来说 ， 大家所使用的宽带、所有的光纤通讯中使用的探测器和激光器 ， 很大比例都是使用这种量子点完成的 ， 所以它也是我们光通讯中一个非常重要的材料 。
量子点的应用
来具体的说一说量子点到底有什么应用 。
三个应用方向：第一 ， “显示” 。 大家看到了色彩斑斓的颜色；第二个方向就是“光通信” ， 我们前面简单提及的这个方向 ， 我后面会详细讲析解释一下 。 最后一个就是“量子计算” 。
首先说一下显示方向 。 左图中 ， 我们将量子点和传统显示屏结合在一起；右图是屏幕制作完成之后所呈现的不同色彩 ， 这样的屏幕色彩饱和度极其的高 ， 有非常好的色泽度、显示度 ， 而且它的功耗很低 ， 也就意味着如果做成手机屏后 ， 未来你的电池可能会用两天、会用三天 。
这个专利已经被三星购买了 ， 在开始大幅的量产 ， 所以这是量子点最直观的一个应用 。
然后介绍一下中长期的应用方向──光通信 。
说到光通信 ， 我就不得不说一说现在的电子通讯 。 上个世纪到现在 ， 大家从用笔、用纸的年代 ， 到现在用电脑到iPad到智能手机 ， 彻底地改变了人类的生活方式 ， 这都归功于Gordon Moore--摩尔先生 ， 他发明了摩尔定律 ， 是英特尔的创始人之一 。
他在1970年提出了摩尔定律 ， 即电子芯片当中最小的单元──晶体管──每18个月它的总数量会翻一番 ， 其性能也会增加一倍 。
所以我们的电脑从286、 386的时代开始 ， 一直到奔腾的I 、II、III、IV ， 直到2010年摩尔定律都保持了它非常成功的预言 。
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