然而，传统外种子自由电子激光的谐波转换效率受到电子束团能散的限制，一般很难直接从商用外种子激光推进到X射线波段。科研人员提出的外种子自由电子激光新原理（Cooled-HGHG），采用具有横向梯度磁场的波荡器，将相对论电子的横向和纵向运动进行精确耦合，把电子束局部能散进行有效控制压缩，原理上克服了电子束能散的限制，从而大大提升了外种子自由电子激光的高次谐波转换效率。该新机制为全相干X射线自由电子激光装置的建设奠定了相关理论基础，并为相对论电子束的精确操控提供了一种全新的思路，在粒子加速器领域有着广泛的应用前景。
6、量子通信技术超越美国
量子通信因其超高速、超远距离传输以及绝对保密等优势，近二十年来迅速成为国际信息科学的研究热点。而中国在这一技术领域的研究可谓相当积极。上海交通大学教授王寿泰近日在出席“2012国际光纤通信论坛”时，详细介绍了中国在量子通信领域的进展。
在技术研究方面，中科院上海技术物理研究所王建宇等研究人员将自动交换光网络（ASON）引入量子通信网络中，研发出了一种兼容经典激光通信的“星地量子通信系统”。该系统最终能实现使用一套光学收发系统和跟踪瞄准系统，从而在星地之间同时进行量子通信和经典激光通信。据悉，“星地量子通信系统”已于2011年5月申请专利。
而此前上海交大也在不断尝试，利用平流层平台进行自由空间量子通信的研究。2011年8月，上海交大詹黎教授课题组首次实现了光信号长距离超光速的传输。而这一专利成果随后也被收录进国际顶级期刊《物理评论快报》。
此外王寿泰特别提到，中科院潘建伟院士是量子通信的领军人物。前几日获登国际权威学术期刊《自然》杂志的“量子隐形传送突破100公里”学术论文，就是由潘建伟团队研究并发表。该研究在国际上首次实现了百公里量级量子隐形传态与纠缠分发，《自然》称该项研究“有望成为远距离量子通信里程碑”。
在试验网方面，2012年2月17日，中科大、安徽量子通信技术有限公司宣布，其与合肥市合作的城域量子通信实验示范网建成并进入试运行阶段，成功实现了首个建成、首个使用的目标，合肥市因此成为我国乃至全球首个拥有规模化量子通信网络的城市。
