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在 雙金屬氮雜富勒烯 Gd2@C79N 的分子結(jié)構(gòu)和量子比特行為這一體系中可以實(shí)現(xiàn)對任意疊加態(tài)的操控，并可應(yīng)用于 Grover 算法中。直流磁化率測試表明，碳籠上氮原子取代引入的自由基轉(zhuǎn)移到內(nèi)部釓離子之間，并與兩個釓離子發(fā)生強(qiáng)的鐵磁耦合（耦合常數(shù) JGd-Rad = 350 ± 20 cm-1 ），使體系呈現(xiàn)出 S = 15/2 的高自旋基態(tài)。連續(xù)波電子順磁共振（ cw-EPR ）測試在 0-6000 G 磁場范圍內(nèi)觀測到了 22 個躍遷，通過自旋哈密頓量的擬合可以確定 Gd2@C79N 中豐富的多能級結(jié)構(gòu)。脈沖 EPR （ pulse EPR ）則可以通過自旋回波（ spin echo ）信號研究體系中的退相干行為。在 5 K 溫度下， 2-6000 G 磁場范圍內(nèi)，高自旋 Gd2@C79N 仍然具有微秒量級的退相干時間， 如此長的退相干時間使得對任意自旋疊加態(tài)的操控成為可能。自旋回波章動實(shí)驗(yàn)證明了體系中多樣性拉比循環(huán)（ Rabi Cycle ）的存在，拉比頻率則可由旋轉(zhuǎn)波近似的方法從 22 個躍遷推演計算，并且得到與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)一致的結(jié)果，進(jìn)一步驗(yàn)證了 Gd2@C79N 的 22 個躍遷非常適合用于量子操作。

1. 痛點(diǎn)問題 量子計算機(jī)是基于量子力學(xué)原理的通用計算設(shè)備，其基礎(chǔ)邏輯單元是遵守量子力學(xué)原理的量子比特。基于其并行計算的特性，量子計算機(jī)在解決某些特定問題時相對于經(jīng)典計算機(jī)具有指數(shù)級的加速，在未來的基礎(chǔ)科學(xué)研究、量子通訊及密碼學(xué)、人工智能、金融市場模擬、氣候變化預(yù)測、藥物模擬、新材料發(fā)現(xiàn)等需要強(qiáng)大算力的領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景。目前國際上已出現(xiàn)眾多的量子計算商業(yè)項(xiàng)目，例如美國的IonQ、霍尼韋爾、谷歌、IBM、亞馬遜、微軟等，以及國內(nèi)的騰訊、阿里巴巴、百度、華為、字節(jié)跳動等公司。 目前有若干種物理平臺有望實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量子計算，其中離子阱量子計算平臺在衡量量子計算性能的各項(xiàng)指標(biāo)方面表現(xiàn)優(yōu)異，是最有可能實(shí)現(xiàn)量子計算機(jī)的平臺之一。應(yīng)用于離子阱量子計算機(jī)的量子計算尋址裝置是離子阱量子計算機(jī)必不可少的部件。量子計算尋址裝置的功能是利用操控激光對任意空間位置、任意數(shù)量的量子比特的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時操控。 2. 解決方案 本成果的量子計算尋址裝置提出了一種全新的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)量子比特的尋址，該系統(tǒng)采用兩個尋址單元協(xié)同操作以實(shí)現(xiàn)一維量子比特尋址操控。而利用多個尋址單元及相應(yīng)的控制手段可實(shí)現(xiàn)二維與三維量子比特尋址操控。本發(fā)明增加了尋址操控系統(tǒng)的信道容量，可實(shí)現(xiàn)離子型量子計算機(jī)內(nèi)任意量子比特進(jìn)行尋址操控并消除了尋址操控系統(tǒng)引入的誤差；可實(shí)現(xiàn)對量子計算機(jī)上任意量子比特進(jìn)行任意比特量子邏輯門操作；可根據(jù)離子量子比特在空間分布及量子態(tài)來優(yōu)化尋址系統(tǒng)并動態(tài)反饋，可靈活實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的量子算法及量子糾錯。 合作需求 尋求量子計算方向的企業(yè)開展業(yè)務(wù)合作。

用于量子保密通信、近紅外探測成像、高速量子光通信、激光雷達(dá)探測。 針對單光子探測需求，提取關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，通過多次半導(dǎo)體器件仿真優(yōu)化，最終得到外延結(jié)構(gòu)設(shè)計。結(jié)合 13 所 自主外延生長技術(shù)與精準(zhǔn)的鋅擴(kuò)散方案，最終實(shí)現(xiàn)較為成功的 GM-APD 芯片。該芯片已經(jīng)成功達(dá)到量子保密通信中單光子探測需求，并在安徽問天量子技術(shù)有限公司的產(chǎn)品中得到應(yīng)用。 

由南方科技大學(xué)和中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)共同完成的題為“Three-dimensional quantum Hall effect and metal-insulator transition in ZrTe5”的研究論文，實(shí)驗(yàn)證實(shí)了哈佛大學(xué)理論物理學(xué)家Bertrand Halperin在1987年給出的關(guān)于三維電子氣體系中量子霍爾效應(yīng)的理論預(yù)測。南科大物

 網(wǎng)絡(luò)與信息安全是我國的戰(zhàn)略發(fā)展重點(diǎn)之一，針對網(wǎng)絡(luò)與通信系統(tǒng)在數(shù)據(jù)安全傳輸方面的緊迫需求，獨(dú)辟蹊徑地利用連續(xù)變量量子密碼技術(shù)，解決了量子密鑰分配系統(tǒng)中“輸出密鑰率低”、“多信號融合性差”、“抗干擾能力弱”、“實(shí)際安全性差”等工程應(yīng)用中的核心技術(shù)問題，極大地推動了量子保密通信技術(shù)在實(shí)際系統(tǒng)中的應(yīng)用。 量子保密通信有單光子和連續(xù)變量量子保密通信兩種實(shí)現(xiàn)方式，我們集中研究連續(xù)變量量子保密通信技術(shù)，在理論和實(shí)驗(yàn)研究方面取得了重要突破，先后完成了國際上最長安全傳輸距離(150公里)、國際上最高系統(tǒng)速率(100MHz)和CWDM環(huán)境下最高密鑰率(1Mbps@25km)的連續(xù)變量量子密碼通信實(shí)驗(yàn)，研制出國際上首套高速連續(xù)變量量子密鑰分配工程樣機(jī)(52kbps@50km)和國際首套智能量子黑客安全監(jiān)控系統(tǒng)原理樣機(jī)，為華為公司研制出了一套到達(dá)商用要求的連續(xù)變量量子密鑰分配工程樣機(jī)，并利用上海交通大學(xué)校園網(wǎng)完成了國際上首次連續(xù)變量量子密碼通信外場測試試驗(yàn)。 所取得的研究成果到達(dá)國際領(lǐng)先水平，受到了國內(nèi)外媒體、國家密碼管理局、華為公司等相關(guān)部門的高度關(guān)注，在網(wǎng)絡(luò)與信息安全領(lǐng)域產(chǎn)生了重要影響。國際最長安全傳輸距離的連續(xù)變量量子密鑰分配實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)(150km安全傳輸距離)國際最高速的連續(xù)變量量子密鑰分配實(shí)驗(yàn)框圖(100MHz系統(tǒng)時鐘)國際最高速的連續(xù)變量量子密鑰分配實(shí)驗(yàn)框圖(100MHz系統(tǒng)時鐘)國際上首套高速連續(xù)變量量子密鑰分配工程樣機(jī)（52kbps@50km，時鐘25MHz）國際上首套智能量子黑客安全監(jiān)控系統(tǒng)原理樣機(jī)

產(chǎn)品詳細(xì)介紹 贏翔微光量子環(huán)保教學(xué)系統(tǒng)是全新一代綠色班班通多媒體教學(xué)系統(tǒng)。微光量子環(huán)保教學(xué)系統(tǒng)是針對國內(nèi)教學(xué)的特點(diǎn)專門設(shè)計的一套日常教學(xué)和多媒體教學(xué)的解決方案。 產(chǎn)品主要相關(guān)特點(diǎn)：

長春博盛量子科技有限公司坐落在光電技術(shù)發(fā)達(dá)的長春市，公司地理位置優(yōu)越比鄰長春光機(jī)所，是一個新型的集研發(fā)，生產(chǎn)，銷售為一體的高科技光電技術(shù)企業(yè)。博盛量子公司員工和團(tuán)隊(duì)以光電技術(shù)學(xué),光學(xué),化學(xué)，計算機(jī)軟件學(xué)等專業(yè)多學(xué)科的老中青三代科技人員為主體，包括博士生導(dǎo)師、教授和科研人才，多名高級工程技術(shù)人員。 博盛量子擁有自主創(chuàng)新，自主研發(fā)的激光器、激光功率計、光源、太陽模擬器、光學(xué)晶體、高分辨率紅外激光卡、高精密濾光片、高密度激光護(hù)目鏡及可定制尺寸光學(xué)積分球等產(chǎn)品，為光電科學(xué)工作者提供一個較好的產(chǎn)品平臺。為了國家光電技術(shù)的發(fā)展，為了中華民族的光學(xué)前景，博盛公司員工義不容辭地承擔(dān)起光電革命的責(zé)任，在當(dāng)代光電技術(shù)學(xué)艱難攀登，在光電技術(shù)全球化激烈競爭中，艱苦奮斗，奮發(fā)圖強(qiáng)。博盛公司員工要以創(chuàng)新性的先進(jìn)實(shí)用技術(shù)、優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品、以自己的學(xué)識服務(wù)于我國光電技術(shù)學(xué)，服務(wù)于工作在光電技術(shù)行業(yè)的眾多辛勞的科研工作者，同時更要成為我國高技術(shù)光電產(chǎn)業(yè)的堅固基石和砥柱。

現(xiàn)階段所設(shè)計的存算一體器件單元結(jié)構(gòu)如圖 1 所示： 器件的基本結(jié)構(gòu)由波導(dǎo)和功能層（由下到上分為加熱層、電極層、保護(hù)層、相變材料（硫系化合物）層）所構(gòu)成。擬通過在當(dāng)前流行的絕緣層上硅(SOI)光子平臺上集成四氮化三硅光波導(dǎo)的方式實(shí)現(xiàn)器件的光學(xué)讀取功能，即在非常厚的硅襯底層上生長一層絕緣層二氧化硅和波導(dǎo)層，然后在基片上通過光刻、顯影、刻蝕等工藝制備四氮化三硅波導(dǎo)。功能層主要用于實(shí)現(xiàn)器件的電學(xué)寫入功能。加熱器層的主要用途是與相變材料層形成電接觸，通過較小的接觸面積使接觸處的熱量集中，從而可以在較小的電壓或電流下使相變材料發(fā)生相變。因此需要加熱器層具備較好的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能，同時在近 C 波段具有較低的光損耗，可采用石墨烯。電極層可用于提供相變材料器件單元所需要的編程電脈沖。當(dāng)前擬采用硒摻雜的相變材料合金（如 GSST）作為器件的核心功能層的相變材料。該材料在通信/非通信波段顯示了極低的光損耗和更高的品質(zhì)因數(shù)，且相變前后在通信 C 波段具有足夠大的光學(xué)常數(shù)反差，可在更惡劣的高溫環(huán)境下進(jìn)行操作，適用于硅基光子器件應(yīng)用。 采用的主要技術(shù)手段包括： ① 依托于相變材料的電致和光致相變特性，通過電學(xué)編程、光學(xué)讀取的方法實(shí)現(xiàn)器件的存儲、算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算功能：  存儲功能的實(shí)現(xiàn)：擬利用相變材料晶態(tài)低透過率和非晶態(tài)高透過率分別代表二進(jìn)制中的‘1’和‘0’，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲（編程）功能。例如在電極兩端施加合適的電脈沖，所產(chǎn)生電流流經(jīng)加熱層時，生成的熱量主要集中在加熱層和相變材料層接觸處，使得接觸處的相變材料發(fā)生相變，實(shí)現(xiàn)存儲功能。在完成上述編程操作后，從器件波導(dǎo)輸入端輸入讀取連續(xù)光。由于相變材料功能層對光強(qiáng)的吸收能力在編程和非編程區(qū)域間存在著顯著的差異，因此當(dāng)輸入光經(jīng)過波導(dǎo)后，其能量會因?yàn)橄嘧儾牧暇幊虆^(qū)域的吸收而發(fā)生改變，進(jìn)而顯著改變輸出光強(qiáng)能量。所以通過測量輸入輸出光強(qiáng)的能量之比（即透過率），可實(shí)現(xiàn)對先前編程區(qū)域的讀取。  算術(shù)和邏輯功能的實(shí)現(xiàn)：通過調(diào)整編程電脈沖的幅度和寬度可以動態(tài)調(diào)控相變材料的相變程度，使得器件的中間透過率值可用于代表不同的數(shù)值，實(shí)現(xiàn)多級存儲功能。所以擬采用輸入脈沖數(shù)量對應(yīng)加數(shù)的方法實(shí)現(xiàn)標(biāo)量加法計算。同時由于所設(shè)計器件的讀取連續(xù)光輸出功率可視為讀取連續(xù)光輸入功率和器件透過率的乘積，因此可采用將輸入功率和透過率作為被乘數(shù)和乘數(shù)的方法實(shí)現(xiàn)基本乘法運(yùn)算。除此之外還可以將器件功能層的初始狀態(tài)設(shè)置為非晶相，把晶化脈沖幅值和不足以產(chǎn)生晶化的脈沖幅值分別作為輸入邏輯‘1’和‘0’；同時設(shè)定一個判定閾值并與編程后器件透過率的變化率進(jìn)行對比，把高于和低于閾值的透過率變化率分別作為輸出邏輯 ‘1’和‘0’；通過合理選擇編程脈沖有望實(shí)現(xiàn)各種邏輯功能輸出。 ② 基于器件透射率可調(diào)特性驗(yàn)證其實(shí)現(xiàn)神經(jīng)突觸的可行性。并依托所設(shè)計人工突觸構(gòu)建人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片，實(shí)現(xiàn)圖像、語音和文本識別功能：  突觸可塑性是大腦記憶和學(xué)習(xí)的神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)，也是人工類腦器件需要實(shí)現(xiàn)的首要功能。為實(shí)現(xiàn)突觸可塑性，擬把相變材料和波導(dǎo)之間的耦合區(qū)域視為仿生神經(jīng)突觸，左右兩端電極分別代表突觸前和突觸后，分別施加在兩端電極上的電脈沖則作為突觸前和突觸后刺激。通過調(diào)節(jié)從左右兩端電極輸入耦合區(qū)域的電脈沖時間差對耦合區(qū)域的光透過率進(jìn)行連續(xù)調(diào)控，進(jìn)而依托于上述存算理論模型和實(shí)物器件仿真和實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)仿生神經(jīng)突觸的脈沖時序依賴可塑性（Spike-Timing-Dependent-Plasticity, STDP)。  將不同波長的光脈沖序列輸入所設(shè)計的突觸單元, 經(jīng)過相變材料的作用，脈沖強(qiáng)度發(fā)生變化，對應(yīng)于乘法器。進(jìn)而借助于微環(huán)結(jié)構(gòu)，將不同波長的脈沖導(dǎo)入進(jìn)同一波導(dǎo)中，該功能類似加法器。相加后的脈沖光強(qiáng)較小時，讀取光與微環(huán)發(fā)生共振，在輸出端口沒有光強(qiáng)輸出。當(dāng)光強(qiáng)達(dá)到一定的閾值后，讀取信號不再和微環(huán)發(fā)生共振，而是傳播到輸出端口。這一過程類似神經(jīng)元脈沖信號的激發(fā)，實(shí)現(xiàn)了非線性激活函數(shù)的功能。利用上述的單個神經(jīng)元結(jié)構(gòu)，驗(yàn)證其監(jiān)督式機(jī)器學(xué)習(xí)和非監(jiān)督式機(jī)器學(xué)習(xí)。對于監(jiān)督式機(jī)器學(xué)習(xí)，權(quán)重的數(shù)值通過外部管理器設(shè)置；對于非監(jiān)督式機(jī)器學(xué)習(xí)，不再需要外部管理器來設(shè)置權(quán)重值，而是通過輸出光脈沖進(jìn)行反饋控制，調(diào)整權(quán)重值。在單個神經(jīng)元結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，更復(fù)雜的光學(xué)脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，證明該結(jié)構(gòu)的可擴(kuò)展性。擬設(shè)計的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的每一層結(jié)構(gòu)包括三個功能單元，即收集器、分發(fā)器和神經(jīng)突觸結(jié)構(gòu)。收集器將上一層不同波長的光脈沖信號收集到同一根波導(dǎo)中，分發(fā)器將光脈沖分發(fā)給多個神經(jīng)元，神經(jīng)突觸結(jié)構(gòu)則產(chǎn)生光脈沖信號，輸入給下一層結(jié)構(gòu)。基于上述結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)圖片、語音和文本的識別。 創(chuàng)新性分析：①首次研究了一款基于“電學(xué)編程、光學(xué)讀取”模式的光電混合存算一體化器件。與傳統(tǒng)電學(xué)存算一體化器件相比,擬研發(fā)的器件可以進(jìn)行長距離的信息傳輸，具有傳輸帶寬高、信號間延遲低、損耗低、抗干擾、集成密度高等優(yōu)點(diǎn)。②采用硒(Se)摻雜的相變材料作為存算一體化器件的核心功能材料。與采用其他相變材料的存算一體器件相比，以硒參雜的相變材料作為功能材料的存算一體器件有望展現(xiàn)出極低的光損耗。③提出了一種基于“電學(xué)脈沖刺激、光學(xué)權(quán)重調(diào)節(jié)”的人工神經(jīng)突觸。該突觸器件有望成為未來通用型人工神經(jīng)突觸，填補(bǔ)了光電混合型人工突觸的技術(shù)空白。 先進(jìn)性分析：①所提出的光電混合工作模式使得該存算一體化器件不但具有傳統(tǒng)集成電路的高密度特性，且兼具光通信技術(shù)的寬頻帶、低延遲、抗干擾的優(yōu)越性能。②所采用硒參雜的相變材料不但繼承了傳統(tǒng)材料具有的快速相變轉(zhuǎn)化速度、低功耗和穩(wěn)定性強(qiáng)等特性，且本身在通信波段非晶態(tài)透明的同時還保持了相變前后足夠大的光學(xué)性能差異的特點(diǎn)。③所設(shè)計的突觸繼承了人工電子突觸和全光突觸的優(yōu)點(diǎn)，具有高集成度、低功耗、超快響應(yīng)時間、穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 獨(dú)占性分析：根據(jù)已取得成果正在撰寫專利，以獲得該關(guān)鍵技術(shù)的獨(dú)有權(quán)。 

本發(fā)明公開了一種空間多自由度定位裝置及其空間位置解算方法。所述裝置包括底板平臺、第一三維轉(zhuǎn)臺、第二三維轉(zhuǎn)臺、第一轉(zhuǎn)臺底座、第二轉(zhuǎn)臺底座、伺服電機(jī)、絲杠和導(dǎo)軌，導(dǎo)軌鋪設(shè)在底板平臺上，第一三維轉(zhuǎn)臺安設(shè)在第一轉(zhuǎn)臺底座上，第一轉(zhuǎn)臺底座固定在底板平臺的一端，第二三維轉(zhuǎn)臺安設(shè)在第二轉(zhuǎn)臺底座上，第二轉(zhuǎn)臺底座可以沿導(dǎo)軌做靠近或遠(yuǎn)離第一轉(zhuǎn)臺底座的運(yùn)動，兩個目標(biāo)物體分別固定在第一三維轉(zhuǎn)臺和第二三維轉(zhuǎn)臺上。所述空間位置解算方法根據(jù)本發(fā)明裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過固定在夾具上兩物體間期望的空間位置姿態(tài)關(guān)系解算出裝置上每個運(yùn)動部件的運(yùn)動量。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)空間中兩個物體之間的復(fù)雜相對位置姿態(tài)的定位。

完成人簡介：樊君，西北大學(xué)教授，西北大學(xué)化工學(xué)院副院長， 陜西省化工過程實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心主任，指導(dǎo)博、碩士生研究方向包括反應(yīng)工程、碳一化工、納米材料、分離工程、精細(xì)化工產(chǎn)品開發(fā)研究等。 成果內(nèi)容：基于量子點(diǎn)的熒光探針分析對推動即時檢測（POCT）技術(shù)的發(fā)展具有十分重要的意義。本項(xiàng)目以制備功能型納米熒光探針為主，主要包括量子點(diǎn)熒光探針（QDs）和稀土摻雜上轉(zhuǎn)換納米顆粒（UCNPs），并利用制備的熒光探針實(shí)現(xiàn)了對生物活性分子的定量檢測。項(xiàng)目設(shè)計了基于熒光共振能量傳遞（FRET）的QDs熒光探針和基于CuMn雙摻雜的ZnS QDs比率熒光探針，分別實(shí)現(xiàn)了對生物活性分子多巴胺和葉酸的定量檢測（圖13），結(jié)果表明所制備的探針具有較高的選擇性和靈敏度，項(xiàng)目成果將為醫(yī)學(xué)檢測和POCT技術(shù)提供技術(shù)支持。   不同反應(yīng)時間得到的CdTe量子點(diǎn)在紫外燈下的實(shí)物圖及其吸收和發(fā)射光譜 成果優(yōu)勢： 量子點(diǎn)(quantum dots，QDs)是指顆粒半徑小于激子波爾尺寸半徑的納米晶粒，屬于三維尺度限域的零維納米材料，其尺寸一般在10nm以下。QDs有許多顯著地光學(xué)性質(zhì)：優(yōu)良的抗光漂白能力； 較寬的吸收光譜；發(fā)射光譜窄；較大的斯托克斯位移(Stokes shif)。 成果成熟度：中試階段。 轉(zhuǎn)化方式：技術(shù)轉(zhuǎn)讓等。 市場展望：本項(xiàng)目的研究結(jié)果對提高疾病診治水平，推動醫(yī)學(xué)科技前沿發(fā)展，形成經(jīng)濟(jì)新增長點(diǎn)，帶動大健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展等都將具有十分重要的意義。