国产量子计算机控制系统诞生

<正>量子计算机是一个复杂的系统,除了核心芯片外,操作控制系统也是重要的核心器件之一。郭光灿院士团队基于对半导体及超导量子比特的长期研究,近期成功研制出一套精简、高效的量子计算机控制系统,可以实现对量子芯片的操控并发挥其性能优势。量子计算机是当前国际学术界的研究热点领域,控制     

量子芯片研制有新进展

正中国科学技术大学郭光灿院士团队,近期在半导体量子芯片研制方面首次实现了半导体体系中的三量子比特逻辑门操控,为未来研制可扩展、可集成化半导体量子芯片迈出坚实一步。国际应用物理学权威期刊《物理评论应用》日前发表了该成果。     

当前医学科学发展的几个重大前沿领域及其意义

科学发展的前沿领域常常代表一个时期内科学发展的主流和方向，往往起着带动全局的重大作用，并对人类社会发展和科学本身产生重要而深远的影响。当前，由于生物医学的发展异常迅猛，研究领域十分宽广，不断出现新的研究领域和新的研究方向，有的正处于重大突破的前夜。因此，关注和研究当前医学科学发展中的前沿热点领域，加强科研管理的战略性导向，对推动我国医学科学的发展，具有十分重要的意义。     

低维量子材料的研究进展

许多新奇的量子效应可以在一些特殊的材料中被观察或者观测到，这一类材料是量子效应的载体，被称为量子材料。对量子材料的研究正在引领新的技术革命，是多个研究领域的前沿热点方向。由于低维材料中电子与电子之间的关联性和电子明显的限域效应，其中存在着丰富且奇妙的量子效应或者行为。文章主要从材料中的量子效应出发介绍了影响量子材料基本特性的几种机理，并着重介绍了几种低维量子材料(拓扑绝缘体、石墨烯、硅烯、锗烯)的发展历程、发展现状和目前所面临的挑战。     

纳米量子器件研究的若干前沿问题

纳米量子器件是目前纳米物理学与纳米电子学领域中最重要的研究方向。人们预测，该领域中的任何一项具有实质意义的突破性进展，都极有可能在全球范围内触发一场新的信息技术革命。所调纳米量子器件，是指基于各种量子力学现象，如量子尺寸效应、量子隧穿效应、库仑阻塞效应、光学非线性效应以及量子信息处理等设计并制作的固态纳米电子器件、光电子器件、集成电路乃至量子计算机等。本将着重介绍目前纳米量子器件研究中的若干活跃前沿以及我们应采取的对策。     

利用超导传输线谐振腔可获得量子点团簇态等......

基于量子力学的特性, 量子信息有望以崭新的原理和方法, 开拓出后摩尔时代的新一代信息技术, 成为国际上竞争激烈的研究领域. 中国科技大学量子信息重点实验室郭光灿研究小组提出一种有效的方法, 利用超导传输线腔产生空间分离双量子点团簇态. 当双量子点分子的能级与超导传输线腔的全波频率都满足特定条件时, 在量子点门电极施加交变电场脉冲可一步完成团簇态的制备. 另外, 他们发现即使考虑双量子点分子系统的主要噪声源, 仍然可以一步制备高保真度的团簇态. 相关研究论文发表在2008年12月5日Physical Review Letters, 101: 230501上. ......     

让光子在空间起舞:星地量子通信的原理与应用

正量子通信是一种以量子为信息载体,并利用其特性来实现信息传递的全新通信方式。它具有绝对保密和高效率等优点,近年来已迅速成为国际信息科学的研究热点,中国也正在该领域悄然崛起。随着当今世界信息技术的迅猛发展,以微电子技术为基础的信息技术即将达到物理极限,而以量子效应为基础的量子通信,则正在逐步成为引领未来科技发展的重要领域,即将开启一次新的技术革命。量子通信是一种利用量子力学基本原理、量子系统特有属性以及量子测量方法来实现信息传递的通信技术。目前     

评“量子信息技术纵览”

量子信息科学诞生于20世纪80年代,在90年代初期Shor提出量子并行算法之后获得飞速的发展,迄今方兴未艾.我国量子信息的发展源于20世纪90年代初期,当时只有中国科学技术大学一个研究组致力于此方向研究.在量子信息领域,国内学者最早(1997年)发表在Physical     

半导体介观体系的物理

介观物理是凝聚态物理中的一个新的发展方向，本文介绍了几种典型半导体介观体系中的电子输运性质。     

量子纠缠与时空结构

众所周知，自然界中存在着四种基本相互作用，分别为强相互作用、弱相互作用、电磁相互作用与引力相互作用。然而，前三者可以在量子力学的框架下自洽，只有特殊的引力相互作用尚未与其他相互作用统一。因此，追求引力的量子化是现代物理学最迫切和首要的目标。物理学家们发现，可以利用量子场论的方法来研究引力理论。在这过程中，我们发现量子纠缠、几何以及时空定域性之间的关系，这似乎暗示了通往量子引力的研究方向。通过量子纠缠，我们希望进一步探索量子引力领域，为引力的量子化找到一个突破口，从而发现时空的本质。文章简要回顾量子纠缠熵的历史发展，并讨论纠缠熵与几何之间的关系。     

磁性分子的量子相干操控

在量子信息科技的发展中,以电子自旋作为信息载体的分子基材料因其突出的可设计性和可扩展性而被寄予厚望.基于系综的量子信息材料研究在分子设计和量子操控策略方面已有较多积累.本文从分子基量子比特的构效关系和分子设计、分子基多能级量子位的研究现状和应用潜力、多功能磁性分子等角度介绍了近年来国内外分子基量子信息材料研究的概况,并总结了该领域已取得的成果和现状,展望了今后实现突破的潜在方向和技术路线要求.我们认为,分子基量子信息材料的发展需要走向单自旋表征和操控的新阶段,并整合自旋化学与量子信息科技,以构建新的研究范式.     

超导与量子计算

基于量子力学态叠加性和纠缠性的量子计算，以其指数级增长的庞大计算空间和更高级的信息抽象能力，为计算提供了新的范式。这一新技术有可能解决一些经典计算无法解决的计算难题，同时解决经典计算的功耗问题。超导效应作为一种宏观量子效应，为量子态相干操控提供了绝佳的无损耗环境，而约瑟夫森结为构建量子比特提供了必要的能级分立性和非线性。经过二十余年的高速发展，基于超导量子电路的量子计算技术已经在退相干时间、量子态操控和读取、量子比特间可控耦合、中大规模扩展等关键技术上取得大量突破，成为构建通用量子计算机和量子模拟机最有前途的候选技术路线之一。文章就这一技术做一个简要的介绍和梳理，以令读者了解整个技术脉络为目标，尽可能不涉及复杂的符号和公式。最后，还简要讨论了超导量子计算发展的未来，并指出其中部分关键技术难点。     

石墨烯量子点在肿瘤诊断与治疗中的应用

传统的治疗方式存在诸多缺陷，促使肿瘤治疗的研究转向纳米技术方向。利用纳米技术能够开发和制备纳米尺寸的功能材料，并将其用于疾病治疗、诊断和成像剂等方面。石墨烯量子点作为兼具石墨烯片状结构和量子点发光性质的碳基纳米材料，具有低生物毒性、高荧光量子产生率、稳定的光致发光性和优异的生物相容性等优点，被广泛应用于催化、传感、生物成像、医学诊断以及肿瘤治疗等不同的领域，也因此成为生物医药材料的研究热点。结合石墨烯量子点的制备、性质和应用等，文章主要综述了石墨烯量子点在药物递送、光动力治疗、光热治疗以及荧光成像与示踪等肿瘤诊断与治疗方面的研究。     

中国科学家首次观测到三重简并费米子

<正>继"拓扑绝缘体"、"量子反常霍尔效应"、"外尔费米子"之后,最近中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)的科研团队在拓扑物态研究领域又取得了重大突破,首次观测到三重简并费米子,为固体材料中电子拓扑态研究开辟了新的方向。早在2016年4月,该所的翁红明、方辰、戴希、方忠就预言在一类具     

借用“平行宇宙”的算力——量子计算现状与展望#br#

量子力学自建立以来，被期待为未来技术进步的基石。目前，量子计算、量子信息处理、量子通信和量子测量等基于量子力学发展起来的技术备受关注。人们力图将理论的成果转化为应用，从而实现“第二次量子革命”。其中，量子计算机因其并行计算能力被证明一旦达到一定规模，其计算能力将远超传统计算机，甚至对目前广泛使用的传统加密算法产生威胁，也必将对社会各个领域产生深远的影响。文章从科普的角度介绍了量子计算的背景及原理，并基于发展现状对未来作了展望，最后探讨了量子计算与人工智能领域结合的可能性。     

随机分析前沿研究方向初探

<正> 1 随机分析领域的一些前沿研究方向 概率论与随机分析是一个迅速发展的学科,它在理论上是基础数学理论的一个有生命力的分支,同时它本身又在众多的学科领域有广泛的应用。目前概率论与随机分析比较重要的前沿研究方向有 (1)随机微分几何与无穷维随机分析。这是概率、几何、分析等不同学科分支相互交叉与渗透而产生的新兴研究方向,是国际概率论的一个重要研究热点。在这个研究方向存在有被国际学术带头人称为“长远目标”的重要课题,如环空间(loop space)上的无穷维     

大数据与量子计算

大数据技术的迅猛发展对计算效率提出了更高的要求.由于量子系统的独特性质,量子计算具有经典计算不具有的量子超并行计算能力,能够对某些重要的经典算法进行加速.人们发现,除了大数分解算法,量子计算的更多用途是对量子体系的仿真计算和在数据分析领域的应用.近年来,大数据和量子计算开始融合.虽然实际使用的量子计算机尚未建成,量子计算在大数据的应用在理论上已经取得了一些重要的进展.实验上也有了一些发展.本文首先介绍量子计算的基本原理和Grover量子算法.随后以量子机器学习作为切入点,介绍了量子计算在数据挖掘领域的应用.     

量子轨迹的反面

如果物理学家避免使用孤立系统的概念,那么,他们在量子领域和经典领域之间无人之地的探索将会省去许多混乱……     

智能制造研究热点及趋势分析

随着人工智能和信息科学技术在制造业的广泛应用,全球越来越多的科研学者将研究方向聚焦于智能制造领域.以Web of Science核心合集数据库1987～2017年收录的1370篇智能制造领域的研究文献为对象,利用VOSviewer分析工具,给出了智能制造的3个发展阶段,对智能制造领域研究的发展状况、相关国家的发文数量、研究热点技术以及趋势变化进行了分析.结果表明:智能制造在2013年后进入了飞速发展时期;智能制造的发展内涵主要经历了从数字化到网络化再到智能化的过程;智能制造中新兴的热点技术有云计算、大数据、物联网和信息物理系统(CPS)等.本文将为我国科研学者在今后智能制造领域的研究提供参考.     

创新就要挑战权威和定见

讲自主创新就要敢于挑战权威。科学发现往往来源于对原有理论体系的挑战,针对传统学说理论或技术上的不足,提出新的假设并予以证明。同时,科学更注重对新自然现象的观察和新规律的揭示,从而开辟新的方向和领域,创立新学说。这两者之间其实也并无严格界限。对此,我想结合自己的科研实践谈点看法。我是非常幸运的,走上医学科学道路不久就遇到基础研究与现实需求两方面的问题。上世纪70年代末在血液病房工作,许多白血病患者或者得不到有效缓解,或者缓解后很快复发,同时还遭受化疗的毒性,这一切呼唤着白血病治疗的新思路。在机理认识方面,已知作…