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項目成果/簡介:1）提出冷原子實現(xiàn)和探測相對論狄拉克粒子的理論,并預(yù)言可觀測相應(yīng)的拓撲相變，被斯坦福、ETH和Nice大學(xué)的實驗觀察到。2）揭示了幾何相位和量子相變的內(nèi)在定量聯(lián)系。3）是國際上最早研究冷原子幾何相位誘導(dǎo)規(guī)范勢的少數(shù)理論組之一，提出實現(xiàn)原子自旋霍爾效應(yīng)理論，并被NIST實驗實現(xiàn)。冷原子相對論效應(yīng)和誘導(dǎo)規(guī)范勢已逐步成為當(dāng)前量子模擬的新熱點研究。4）提出了非絕熱和非常規(guī)幾何量子計算理論，解決了原絕熱理論不易在實際體系中實現(xiàn)的困難，已被7個獨立實驗驗證。發(fā)表的20 篇核心論文中，PRL10 篇，被Nature、Science、PRL等SCI 論文他引1137次，8篇代表論文他引602次。

1）提出冷原子實現(xiàn)和探測相對論狄拉克粒子的理論,并預(yù)言可觀測相應(yīng)的拓撲相變，被斯坦福、ETH和Nice大學(xué)的實驗觀察到。2）揭示了幾何相位和量子相變的內(nèi)在定量聯(lián)系。3）是國際上最早研究冷原子幾何相位誘導(dǎo)規(guī)范勢的少數(shù)理論組之一，提出實現(xiàn)原子自旋霍爾效應(yīng)理論，并被NIST實驗實現(xiàn)。冷原子相對論效應(yīng)和誘導(dǎo)規(guī)范勢已逐步成為當(dāng)前量子模擬的新熱點研究。4）提出了非絕熱和非常規(guī)幾何量子計算理論，解決了原絕熱理論不易在實際體系中實現(xiàn)的困難，已被7個獨立實驗驗證。發(fā)表的20 篇核心論文中，PRL10 篇，被Nature、Science、PRL等SCI 論文他引1137次，8篇代表論文他引602次。

本方法以丙三醇作為溶劑及碳源快速制備大量粒徑小于 10 nm 的碳量子點。這種碳量子點的熒光量子產(chǎn)率能夠達到 30 %左右。制 備好的碳量子點,不需要任何提純即可與成膜性較好的高聚物混合得 到熒光碳量子點薄膜。而且這種碳量子點毒性低，水溶性好，熒光量 子產(chǎn)率高，在細胞及活體成像方面表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。總之，該制備方 法簡單易行，材料來源廣泛且廉價，產(chǎn)率大。所得的熒光碳量子點具 有熒光量子產(chǎn)率高、易成膜、低細胞毒性且耐光漂白等性質(zhì)，已經(jīng)作 為生物成像劑用于細胞的熒光共聚焦成像

要實現(xiàn)三維量子霍爾效應(yīng)，就需要達到所謂的極端量子極限條件（Extreme Quantum Limit）。這個實驗條件要求異常苛刻，如果選用常用的金屬銅塊作為研究對象，要施加超過3000特斯拉的磁場才能進入極端量子極限態(tài)，而這是當(dāng)前的實驗條件無法提供的。因此，三維量子霍爾效應(yīng)方向的研究一度處于幾乎停頓的狀態(tài)。 為了滿足這項苛刻的條件，張立源團隊巧妙地選用了高品質(zhì)的五碲化鋯（ZrTe5）晶

以丙三醇作為溶劑及碳源快速制備大量粒徑小于 10 nm 的 碳量子點。這種碳量子點的熒光量子產(chǎn)率能夠達到 30 %左右。制備 好的碳量子點,不需要任何提純即可與成膜性較好的高聚物混合得到 熒光碳量子點薄膜。

本發(fā)明公開了一種改性密胺樹脂香精微膠囊整理劑的制備及應(yīng)用，首先以苯乙烯-馬來酸酐共聚物為乳化劑，香精為囊芯，低甲醚化密胺樹脂為壁材，制備得到改性密胺樹脂香精微膠囊，再以其為原料制備了一種改性密胺樹脂香精微膠囊整理劑。最后，提供了這種改性密胺樹脂香精微膠囊整理劑的應(yīng)用方法。本發(fā)明效果為采用一種簡便環(huán)保的制備方法得到改性密胺樹脂香精微膠囊，其固含量可達30%-35%，相比市售其他香精微膠囊產(chǎn)品固含量可提高10%-15%，對香精包裹率可達90%-95%，且具有良好的穩(wěn)定性。同時，以這種香精微膠囊為原料制備的改性密胺樹脂香精微膠囊整理劑能與織物纖維粘接效果良好，織物留香時間長，靜置留香可達6個月，水洗3次后香氣無明顯變化。

本發(fā)明公開了一種面向計算過程的四邊形單元實時加密-減密方 法，用于提高基于四邊形單元的板料沖壓有限元模擬的計算效率。本 發(fā)明包括四邊形單元加密方法和四邊形單元減密方法兩部分，其中四 邊形單元加密方法包括步驟(1)：初始加密判斷；步驟(2)：補充加密判 斷；步驟(3)：單元分割，四邊形單元減密方法包括步驟(1)：減密判斷； 步驟(2)：單元合并。將本發(fā)明應(yīng)用于板料沖壓有限元模擬，能實時調(diào) 整有限元計算過程中的網(wǎng)格密度，

北京大學(xué)物理學(xué)院“極端光學(xué)創(chuàng)新研究團隊”王劍威研究員和龔旗煌院士領(lǐng)導(dǎo)的課題組，與英國、丹麥、奧地利和澳大利亞的學(xué)者合作，實現(xiàn)了硅基集成光量子芯片上的多體量子糾纏和芯片-芯片間的量子隱形傳態(tài)功能，為芯片上光量子信息處理和計算模擬的應(yīng)用，奠定了堅實的基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果于近日發(fā)表在國際頂級物理期刊Nature Physics(https://www.nature.com/articles/s41567-019-0727-x)。 集成光量子芯片技術(shù)，結(jié)合了量子物理、量子信息和集成光子學(xué)等前沿學(xué)科，通過半導(dǎo)體微納加工制造高性能且大規(guī)模集成的光量子器件，實現(xiàn)對光量子信息的高效處理、計算和傳輸?shù)裙δ堋Ｆ渲校霉杌矫婀獠▽?dǎo)集成技術(shù)的光量子芯片具有諸多獨特優(yōu)勢，包括集成度高、穩(wěn)定性好、編程操控性優(yōu)越和可單片集成核心光量子器件等，因此被認為是一種實現(xiàn)光量子信息應(yīng)用的重要手段之一。 A. 硅基量子隱形傳態(tài)和多光子量子糾纏芯片的示意圖，左上角為集成量子光源的電子顯微鏡圖；B. 量子隱形傳態(tài)的量子線路圖；C. 量子糾纏互換的量子線路圖；D. GHZ糾纏制備的量子線路圖 北京大學(xué)研究團隊與布里斯托爾大學(xué)、丹麥科技大學(xué)、奧地利科學(xué)院、赫瑞-瓦特大學(xué)和西澳大利亞大學(xué)科研人員密切合作，在硅基光量子芯片技術(shù)和應(yīng)用方面取得了突破性進展。研究團隊發(fā)展了一種基于微環(huán)諧振腔的高性能集成量子光源，通過硅波導(dǎo)的強四波混頻非線性效應(yīng)，實現(xiàn)了光子全同性優(yōu)于90%、無需濾波后處理的50%觸發(fā)效率的單光子對源，達到了對4組微腔量子光源陣列的相干操控，片上雙光子量子糾纏源的保真度達到了92%。團隊實現(xiàn)了關(guān)鍵的可編程片上雙比特量子糾纏門，可以按照功能需要切換貝爾投影測量和量子比特焊接操作，通過量子態(tài)層析實驗確認了高保真的雙比特糾纏操作。 研究團隊在單一硅芯片上實現(xiàn)了高性能量子糾纏光源、可編程雙比特量子糾纏門，以及可編程單量子比特測量的全功能集成，進而實現(xiàn)了三種核心量子功能模塊——芯片上四光子真糾纏、量子糾纏互換、芯片-芯片間的高保真量子隱形傳態(tài)。通過對兩對糾纏光子對進行量子比特焊接操作，團隊實現(xiàn)并判定了四比特Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) 真量子糾纏的存在；通過對兩對糾纏光子中各一個光子進行貝爾投影操作，實現(xiàn)了量子糾纏互換功能，使來自不同光子源的光子間產(chǎn)生了量子糾纏；利用兩個芯片間的量子態(tài)傳輸和量子糾纏分布技術(shù)，實現(xiàn)了兩個芯片間任意單量子比特的量子隱形傳態(tài)，達到了近90%的隱形傳態(tài)保真度。 團隊研制的硅基多光子量子芯片尺寸僅占幾平方毫米，比傳統(tǒng)實現(xiàn)方法小了約5-6個數(shù)量級，不僅達到了器件的微型化，同時具備了單片全功能集成、器件編程可控、系統(tǒng)性能優(yōu)越等特點，其中量子隱形傳態(tài)保真度優(yōu)于已報道的其它物理實現(xiàn)方法。多體量子糾纏體系的片上制備與量子調(diào)控技術(shù)，為片上量子物理基礎(chǔ)研究和片上光量子信息處理傳輸、量子計算模擬的應(yīng)用提供了重要基礎(chǔ)。

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。自旋回波章動實驗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，并且得到與實驗數(shù)據(jù)一致的結(jié)果，進一步驗證了 Gd2@C79N 的 22 個躍遷非常適合用于量子操作。

1. 痛點問題 量子計算機是基于量子力學(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，量子計算機在解決某些特定問題時相對于經(jīng)典計算機具有指數(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指標(biāo)方面表現(xiàn)優(yōu)異，是最有可能實現(xiàn)量子計算機的平臺之一。應(yīng)用于離子阱量子計算機的量子計算尋址裝置是離子阱量子計算機必不可少的部件。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)進行實時操控。 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，可實現(xiàn)離子型量子計算機內(nèi)任意量子比特進行尋址操控并消除了尋址操控系統(tǒng)引入的誤差；可實現(xiàn)對量子計算機上任意量子比特進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。