馬 勇，謝顯中

(重慶郵電大學 光電工程學院， 重慶 400065)

量子信息是計算機、信息科學與量子物理相結合而產生的新興交叉學科，量子信息技術已經成為世界各國實施高新技術戰(zhàn)略競爭的焦點之一。量子信息技術通過對光子、電子和冷原子等微觀粒子系統(tǒng)及其量子態(tài)進行精確的人工調控和觀測，借助量子疊加和量子糾纏等獨特物理現(xiàn)象，以經典理論無法實現(xiàn)的方式獲取、傳輸和處理信息。以量子計算、量子通信和量子測量為代表的量子信息技術在信息安全、通信網絡、人工智能、空間探測、生物醫(yī)療等諸多領域將產生基礎共性乃至顛覆性的重大影響。

太赫茲是電磁波譜最后的處女地，具有獨特的優(yōu)越性及極重要的應用。太赫茲頻段(0.1～10 THz)具有攜帶信息豐富，亞皮秒量級脈寬、高時空相干性、低光子能量，穿透性強、使用安全性高、定向性好、帶寬高等特性，太赫茲波譜、成像以及通信技術在國防、國土安全、天文、醫(yī)療、生物、計算機、通信等科學領域有著巨大的應用前景。

太赫茲信息技術與量子信息技術同為信息技術的重要發(fā)展方向，兩者同時又和新型半導體材料、光子器件、微納系統(tǒng)等研究領域有大量的交叉。為共同探討量子信息與太赫茲技術面臨的新機遇與挑戰(zhàn)，展現(xiàn)當前研究人員在太赫茲光譜與成像技術、用于太赫茲通信和量子通信的核心光電器件等相關領域的最新研究進展,重慶郵電大學學報(自然科學版)在2021年第33卷第2期組織出版了“太赫茲與量子通信專題”。經過嚴格的同行評議，專題共收錄6篇文章,主題涵蓋長波紅外與太赫茲輻射光源、太赫茲成像技術、太赫茲調制與濾波器件及量子保密通信中光纖光柵等方面的內容。

“太赫茲快速成像技術研究進展”簡要介紹了傳統(tǒng)的點掃描太赫茲成像技術，分析了影響太赫茲成像速度的原因,綜述了包括快速掃描成像、太赫茲單像素成像、太赫茲波電光調制二維成像、二維太赫茲波探測器陣列(太赫茲相機)直接成像等太赫茲成像技術及其優(yōu)缺點。

“非氧化物晶體應用于長波紅外光源的研究進展”總結了基于非氧化物晶體的中紅外相干光源(特別是5 μm以上的長波紅外光源)的研究現(xiàn)狀，比較了不同種類非氧化物晶體的優(yōu)缺點和應用發(fā)展?jié)摿Γ欣跒殚L波紅外光源性能的優(yōu)化和改進提供設計方案，并對基于非線性頻率變換方法的中紅外光源未來發(fā)展前景做了展望。

“太赫茲成像和光譜在醫(yī)療領域的應用綜述”主要對太赫茲技術在生物醫(yī)學和中醫(yī)藥學的應用分別進行闡述，分析了其在人體皮膚組織、腫瘤、骨密度、癌癥以及中草藥方面應用的現(xiàn)狀和發(fā)展，并在此基礎上，提出此階段所面臨的各種問題，并對今后太赫茲發(fā)展做出展望。上述的研究進展為太赫茲成像和光譜技術在醫(yī)療領域的應用奠定了基礎。

“基于超材料的太赫茲角度濾波器研究”提出了一種基于超材料的太赫茲低通角度濾波器，并通過理論計算和仿真分析了該器件的性能，所提出的太赫茲角度濾波器在角度波譜分析、雷達數(shù)據(jù)處理、隱私保護、高信噪比檢測器等領域具有重要的應用前景。

“高性能電控太赫茲幅度調制器研究”介紹了一種由高諧振強度的四開口圓環(huán)超材料結構和高電子遷移率晶體管(high electron mobility transistor，HEMT)復合結構構成的電控太赫茲幅度調制器，并通過理論計算和仿真分析了該器件的性能。該調制器可在無線通信和實時成像等領域具有潛在的應用價值。

“量子保密通信中光纖光柵的波長穩(wěn)定性研究”從工藝角度，提出了采用特殊光纖涂覆層材料對常規(guī)的光纖光柵加以改進，并制作了基于新工藝的雙金屬溫度補償光纖光柵樣品。研究了溫度和應力等因素對光纖光柵中心波長的影響，分析了光纖光柵溫度補償?shù)脑砗头椒āＭㄟ^高溫加速老化的方法，監(jiān)測了所制作的新工藝光纖光柵樣品在等效3年時間內中心波長變化情況，同時對比測試了原有工藝的部分樣品。分析了所制作的光纖光柵在特定傳輸距離時應用于量子保密通信中的濾波特性。

“太赫茲與量子通信專題”主要面向太赫茲及量子通信相關領域的研究人員,反映該領域的前沿進展,希望能夠對相關領域的研究工作有所促進。