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“秸稈還田”是增加土地有機碳含量提高土地持續生產能力及節省人力物力的有效方法。但是此法達到預期效果的時間周期長，而且容易造成耕地問題保水性變差等一系列問題。據調查，我國僅因氮肥流失造成的損失每年在400億元以上，且部分地區由于施肥不當已引起嚴重的環境污染。 數據顯示：若將土壤有機質含量提高1%的話，相當于土壤從空氣中凈吸收了306億噸CO2。每增加0.1個百分點的土壤有機質含量就可釋放600-800千克/公頃的糧食生產潛力。如果將秸稈經過熱解炭化轉化為生

本發明的固支梁Ｔ型結直接加熱式微波信號檢測儀器由傳感器、模數轉換、ＭＣＳ５１單片機和液晶顯示四大模塊組成，傳感器由六端口固支梁耦合器，通道選擇開關，微波頻率檢測器，微波相位檢測器，直接加熱式微波功率傳感器級聯構成；六端口固支梁耦合器的第一端口到第三端口、第四端口以及第一端口到第五端口、第六端口的功率耦合度相同，信號經第一端口輸入，并由第二端口輸出直接加熱式微波功率傳感器，由第四端口和第六端口輸出微波相位檢測器，由第三端口和第五端口輸出通道選擇開關；通道選擇開關的第七端口和第八端口接直接加熱式微波功率

1 成果簡介 微波耦合加熱移動物體的過程，在數學與物理的建模上，通常認為是極其復雜的過程，普通人員很難掌握，另外，模擬仿真計算還極其耗時。為解決此問題，我們利用運動的相對性原理和不同物理量(電磁場、溫度場和流場)在不同坐標系之間轉換，提出了一種計算微波耦合加熱移動物體的數值計算方法。此法具有操作過程簡易，計算精度高且耗時少的特點，理論上，此計算方法還適用于微波耦合電磁攪伴器時的加熱過程計算。 2 關鍵技術 從物理場的角度而言，微波加熱是一個典型的多物理場問題，主要涉及的是電磁場與溫度場能量的轉換與傳導，以及流場（如周圍空氣）與加熱物之間的共扼傳熱。 在現代工業與科研中，廣泛應用微波加熱。如《Science》和《nature》，分別在 2016 與 2018 年，刊登了利用微波制作石墨烯技術。但由于微波最大的缺陷，就是加熱的不均勻性，又極大地影響了微波的應用。為了改善加熱的均質性，通常使加熱物運動，如旋轉或采用磁攪伴器。微波治療腫瘤，被國際醫學界稱為綠色療法，腫瘤細胞死亡最可能萎縮和死亡在 42.5℃～43.5℃之間，溫度低了則治療腫瘤無效，而溫度高了，又會損傷周圍健康器官，由于在人體上操作，故要非常謹慎的，所以又限制了微波應用。若能有一種快速預測的計算方法，能立即得到加熱的溫度場分布，則是一個非常有意義的事！ 針對移動物體的微波加熱，傳統模型計算極其復雜，只有少量專業研究人員會計算，一般人員很難掌握，同時計算又極其耗時。本方法在此方面進行了大膽的探索。 3 知識產權及項目獲獎情況 發表了一篇 SCI 論文，專門論述了該方法，詳見：PU GUANGYi, PU CHENG XI, J. WANG, C. F. SONG, “A method for coupled microwave heating process and heat transfer simultaneously of moving objects,” Journal of Food Processing and Preservation, vol. 42, no.1,e13468, 2018. DOI: 10.1111/jfpp.13468. 4 項目成熟度 該方法計算工作量小，計算方便，且精度高，適合加熱運動物體或電磁攪拌裝置，或同時加熱運動物體及有電磁攪拌的情況。現在 CAD 與 CAE 技術發展非常迅速。所以，理論上可以直接利用這些商業軟件進行建模與計算。 5 投資期望及應用情況； （1） 微波治療腫瘤方面。由于微波能夠穿透到腫瘤內部，直接“殺死”腫瘤細胞，理論上，遠比高能射線如γ射線效果好，且對人體副作用小。先前沒有廣泛使用，原因之一是不好控制加熱的不均勻性。若能在治療之前，先預先計算出加熱物溫度場分布，即預測出溫度場的分布，則可以控制微波直接“殺死”腫瘤細胞。 （2） 石墨烯的過程制作。 （3） 食品及其他工業與科研的應用。 

1 成果簡介 微波耦合加熱移動物體的過程，在數學與物理的建模上，通常認為是極其復雜的過程，普通人員很難掌握，另外，模擬仿真計算還極其耗時。為解決此問題，我們利用運動的相對性原理和不同物理量(電磁場、溫度場和流場)在不同坐標系之間轉換，提出了一種計算微波耦合加熱移動物體的數值計算方法。此法具有操作過程簡易，計算精度高且耗時少的特點，理論上，此計算方法還適用于微波耦合電磁攪伴器時的加熱過程計算。 2 關鍵技術 從物理場的角度而言，微波加熱是一個典型的多物理場問題，主要涉及的是電磁場與溫度場能量的轉換與傳導，以及流場（如周圍空氣）與加熱物之間的共扼傳熱。在現代工業與科研中，廣泛應用微波加熱。如《Science》和《nature》，分別在 2016 與 2018 年，刊登了利用微波制作石墨烯技術。但由于微波最大的缺陷，就是加熱的不均勻性，又極大地影響了微波的應用。為了改善加熱的均質性，通常使加熱物運動，如旋轉或采用磁攪伴器。微波治療腫瘤，被國際醫學界稱為綠色療法，腫瘤細胞死亡最可能萎縮和死亡在 42.5℃～43.5℃之間，溫度低了則治療腫瘤無效，而溫度高了，又會損傷周圍健康器官，由于在人體上操作，故要非常謹慎的，所以又限制了微波應用。若能有一種快速預測的計算方法，能立即得到加熱的溫度場分布，則是一個非常有意義的事！ 針對移動物體的微波加熱，傳統模型計算極其復雜，只有少量專業研究人員會計算，一般人員很難掌握，同時計算又極其耗時。本方法在此方面進行了大膽的探索。 3 知識產權及項目獲獎情況 發表了一篇 SCI 論文，專門論述了該方法，詳見：PU GUANGYi, PU CHENG XI, J. WANG, C. F. SONG, “A method for coupled microwave heating process and heat transfer simultaneously of moving objects,” Journal of Food Processing and Preservation, vol. 42, no.1,e13468, 2018. DOI: 10.1111/jfpp.13468. 4 項目成熟度 該方法計算工作量小，計算方便，且精度高，適合加熱運動物體或電磁攪拌裝置，或同時加熱運動物體及有電磁攪拌的情況。現在 CAD 與 CAE 技術發展非常迅速。所以，理論上可以直接利用這些商業軟件進行建模與計算。 5 投資期望及應用情況 （1） 微波治療腫瘤方面。由于微波能夠穿透到腫瘤內部，直接“殺死”腫瘤細胞，理論上，遠比高能射線如γ射線效果好，且對人體副作用小。先前沒有廣泛使用，原因之一是不好控制加熱的不均勻性。若能在治療之前，先預先計算出加熱物溫度場分布，即預測出溫度場的分布，則可以控制微波直接“殺死”腫瘤細胞。 （2） 石墨烯的過程制作。 （3） 食品及其他工業與科研的應用。 

中國科學技術大學教授潘建偉及其同事陳宇翱、徐飛虎等利用多光子量子糾纏在國際上首次實現分布式量子相位估計的實驗驗證，這為將來構建基于量子網絡的高精度量子傳感奠定基礎。該成果于11月30日在國際學術知名期刊《自然·光子學》上在線發表。 分布式傳感是一種可用于同時執行遠程空間多個節點上精密測量任務的重要手段，在日常生活、科學研究和工程等領域有著廣泛的應用。例如，該項技術可用于橋梁、飛機等大型結構的應力場分布和溫度場分布的有效監測。隨著量子技術的不斷發展，傳感技術也邁進了量子化時代。量子網絡作為量子信息和量子計算的重要組成，在執行各類遠程多節點任務中起著重要作用。當對多個空間分布的參量進行測量時，分布式量子傳感能夠實現超越經典統計極限的測量精度。然而，分布式量子傳感面對的一個重要問題是：如何選擇并制備能夠實現對多個參量最優的測量精度的量子糾纏態。研究表明，對于某類分布式的最大糾纏態，理論上能夠達到最優測量精度，即海森堡極限。 研究團隊設計了最優的測量方案，基于多光子量子糾纏，通過操縱六光子干涉儀，實驗演示了多個獨立的相移及其平均值測量。實驗結果顯示，利用分布式糾纏態進行測量，其精度可以超越經典傳感器的理論極限。基于光子糾纏和相干性組合的方案，研究團隊進一步實驗演示了多個空間相移的線性組合測量（參數數量總個數達到21個），與僅利用粒子糾纏的方案對比，該組合式方案不僅能夠增加可測量參數數量，還能提高測量精度。 該項工作成功實現了多參量分布式量子傳感的原理性實驗驗證，評估了不同糾纏結構情況下的測量精度，驗證了糾纏結構對測量精度的增強效果，擴展了資源利用率和可測量的參量數量，朝分布式量子傳感的實際應用邁出了重要一步。《自然·光子學》雜志的審稿人對該工作給予高度評價，稱贊這是一項“重要的里程碑工作”（constitutes a significant milestone）。

項目成果/簡介:中國科學技術大學教授潘建偉及其同事陳宇翱、徐飛虎等利用多光子量子糾纏在國際上首次實現分布式量子相位估計的實驗驗證，這為將來構建基于量子網絡的高精度量子傳感奠定基礎。該成果于11月30日在國際學術知名期刊《自然·光子學》上在線發表。 分布式傳感是一種可用于同時執行遠程空間多個節點上精密測量任務的重要手段，在日常生活、科學研究和工程等領域有著廣泛的應用。例如，該項技術可用于橋梁、飛機等大型結構的應力場分布和溫度場分布的有效監測。隨著量子技術的不斷發展，傳感技術也邁進了量子化時代。量子網絡作為量子信息和量子計算的重要組成，在執行各類遠程多節點任務中起著重要作用。當對多個空間分布的參量進行測量時，分布式量子傳感能夠實現超越經典統計極限的測量精度。然而，分布式量子傳感面對的一個重要問題是：如何選擇并制備能夠實現對多個參量最優的測量精度的量子糾纏態。研究表明，對于某類分布式的最大糾纏態，理論上能夠達到最優測量精度，即海森堡極限。 研究團隊設計了最優的測量方案，基于多光子量子糾纏，通過操縱六光子干涉儀，實驗演示了多個獨立的相移及其平均值測量。實驗結果顯示，利用分布式糾纏態進行測量，其精度可以超越經典傳感器的理論極限。基于光子糾纏和相干性組合的方案，研究團隊進一步實驗演示了多個空間相移的線性組合測量（參數數量總個數達到21個），與僅利用粒子糾纏的方案對比，該組合式方案不僅能夠增加可測量參數數量，還能提高測量精度。 該項工作成功實現了多參量分布式量子傳感的原理性實驗驗證，評估了不同糾纏結構情況下的測量精度，驗證了糾纏結構對測量精度的增強效果，擴展了資源利用率和可測量的參量數量，朝分布式量子傳感的實際應用邁出了重要一步。《自然·光子學》雜志的審稿人對該工作給予高度評價，稱贊這是一項“重要的里程碑工作”（constitutes a significant milestone）。

利用大規模集成硅基納米光量子芯片技術，實現對高維度光量子糾纏體系的高精度和普適化量子調控和量子測量。 （圖一）基于硅納米光波導的大規模集成光量子芯片(可實現對高維量子糾纏體系的高精度、可編程、且任意通用量子操控和量子測量)       集成光學量子芯片技術，基于量子力學基本物理原理，使用半導體微納加工工藝實現單片集成光波導量子器件（包括單光子源、量子操控和測量光路，以及單光子探測器等），可以實現對量子信息的載體單光子進行處理、計算、傳輸和存儲等。集成光學量子芯片具有集成度高、穩定性高、性能好、體積小、制造成本低等諸多優點。因此，該技術被普遍認為是一種實現光量子信息應用的有效技術手段。      利用硅基納米光波導技術實現的光量子芯片具有諸多獨特優點，例如與傳統微電子加工工藝兼容、可集成度高、非線性效用強、以及工作波長與光纖量子通信兼容等。然而，迄今為止光量子芯片的復雜度僅限于小規模的演示，如集成少數馬赫-曾德干涉儀對光子態進行簡單操控。因此，我們迫切需要擴大集成量子光路的復雜性和功能性，增強其量子信息處理技術的能力，從而推進量子信息技術的應用。       相干且精確地控制復雜量子器件和多維糾纏系統是量子信息科學和技術領域的一項難點。相對于目前普遍采用的二維體系量子技術，高維體系量子技術具有信息容量大、計算效率高、以及抗噪聲性強等諸多優點。最近，多維度量子糾纏系統已分別在光子、超導、離子和量子點等物理體系中實現。利用光子的不同自由度，如軌道角動量模式、時域和頻域模式等，可以有效編碼和處理多維光量子態。然而，實現高保真度、可編程、及任意通用的高維度量子態操控和量子測量，依然面臨很多困難和挑戰。       針對上述問題，英國布里斯托爾大學、北京大學、丹麥技術大學、德國馬普研究所、西班牙光學研究所和波蘭科學院的科研人員密切合作，并取得了突破性進展。研究團隊提出并實現了一種新型的多路徑加載高維量子態方式，即每個光子以量子疊加態的形式同時存在于多條光波導路徑，從而實現了一個高達15×15的高維量子糾纏系統。通過可控地激發16個參量四波混頻單光子源陣列，可以制備具有任意復系數的高維度量子糾纏態。通過單片集成通用型線性光路，可對高維量子糾纏態進行任意操控和任意測量。因此，該多路徑高維量子方案具有任意通用性。與此同時，團隊充分利用集成光路的高穩定性和高可控性，實現了高保真度的高維量子糾纏態，如4、8和12維度糾纏態的量子態層析結果分別為96、87% 和 81%保真度，遠超其他方式制備的高維量子糾纏態性能。       更重要的是，團隊通過硅基納米光子集成技術，實現了目前集成度最復雜的光量子芯片（圖一所示），單片集成550多個光量子元器件，包括16個全同的參量四波混頻單光子源陣列、93個光學移相器、122個光束分束器、256個波導交叉結構以及64個光柵耦合器，從而達到對高維量子糾纏體系的高精度、可編程、且任意通用量子操控和量子測量。       研究進一步利用該高維光量子芯片技術，驗證高維度量子糾纏系統的強量子糾纏關聯特性，包括普適化貝爾不等式和EPR導引不等式等，證明量子物理和經典物理定律的重要區別。例如，對4維度量子糾纏態，實驗觀察得到了2.867±0.014的貝爾參數，不僅成功違背經典物理定律61.9個標準差，而且超過普通二維糾纏體系的最大可到達值的2.8個標準差。研究還首次實現高維量子系統的貝爾自檢測和量子隨機放大等新功能，例如，對3維度最大糾纏態和部分糾纏態的自檢測保真度約為76%，對14維以下糾纏態均實現了量子隨機放大功能。

本發明公開了一種控制 PbS 或 PbSe 量子點尺寸分布的方法，其 步驟包括：(1)首先在鉛的前驅物中注入較大尺寸的 CdSe(或者 CdS)量 子點，此時通過陽離子交換反應得到了較大尺寸 PbSe(或者 PbS)量子 點，(2)然后繼續注入較小尺寸 CdSe(或者 CdS)量子點，這時通過陽離 子交換反應會得到較小尺寸 PbSe(或者 PbS)量子點，(3)然后在奧斯特 瓦爾德熟化效應的作用下， PbSe(或者 PbS)量子點的尺寸分布會越來越 窄，從而控制了 PbSe(或者 PbS)量子點的尺

本發明公開了一種控制 PbS 或 PbSe 量子點尺寸分布的方法，其 步驟包括：(1)首先在鉛的前驅物中注入較大尺寸的 CdSe(或者 CdS)量 子點，此時通過陽離子交換反應得到了較大尺寸 PbSe(或者 PbS)量子 點，(2)然后繼續注入較小尺寸 CdSe(或者 CdS)量子點，這時通過陽離 子交換反應會得到較小尺寸 PbSe(或者 PbS)量子點，(3)然后在奧斯特 瓦爾德熟化效應的作用下，PbSe(或者 PbS)量子點的