高灵敏度铷原子磁力仪

高灵敏度磁力仪作为测量极其微弱磁场的重要工具,不论在生物医学、空间与地球物理、工业检测还是军事方面都有着广泛应用。目前使用的超高灵敏度磁力仪主要有超导量子干涉器件（SQUID）磁力仪和原子磁力仪等。但是超导量子干涉磁力仪装置复杂、对工作环境要求高。     

二维新型量子体系的设计、物性探测及调控研究进展

作为一种典型的受限小量子体系,二维量子体系具有丰富的物理规律和新奇的物理效应,是探索低维物理和开展量子调控的理想材料体系。本文重点介绍新型小量子体系的理论研究和计算模拟,二维新型材料体系的构筑、物性探测与调控,新型理论计算方法和前沿实验技术的开发等方面的研究进展。在理论方面,发现二维材料激发态的普适性规律,揭示拓扑/超导体系中的演生超对称,发展第一性原理非线性光学计算方法;在实验方面,在铁基超导薄膜的制备和量子序的研究、准晶石墨烯的电子结构和石墨烯的手征对称性破缺的实现、氧化物薄膜及二维材料的离子调控等方面取得重要进展,并发展高分辨扫描超导量子干涉器等。这些原创性科学研究加深了人们对复合二维量子体系丰富量子态和新奇物理现象的理解,增强了我国在小量子体系制备、物性探测与调控方面的国际影响力。     

玻尔与超导物理学

丹麦物理学家玻尔对超导问题的研究，虽然相对鲜为人知，但对于玻尔研究和超导物理学史研究来说，却是颇有意义的课题。该文根据有关材料，特别是一些茂于丹麦玻尔文献馆的若干未公开发表的材料，就玻洋在本世纪３０年代和５０年代对超导的研究探索作一简要的考察。     

拓扑量子材料、物性与器件研究

形形色色的拓扑量子新材料和新物态丰富了人们对物质世界的认识,也为量子调控提供了广阔的天地。来自于中国科学院物理研究所、北京大学、北京理工大学和北京计算科学研究中心的研究团队期望通过五年的努力,设计、合成出新颖的性能优越的拓扑量子材料,发现一些重要的拓扑量子新现象,制备出具有潜在应用价值的新型拓扑电子学原型器件。项目执行两年多来,研究人员们设计并合成了三重简并点半金属等新型量子材料,在拓扑量子材料中发现了一些新奇的电子输运、磁电和热电性质,制备并初步研究了Fu-Kane理论所建议的、用于寻找马约拉纳零能模的拓扑超导量子器件。     

量子纠缠及其哲学意义

20世纪90年代以来,兴起了量子信息论,量子纠缠从理论走向实践.量子纠缠是量子信息与量子隐形传态的关键.量子纠缠是一个特殊的超空间、非定域的量子关联.它涉及非定域性、内部时空、个体性、纠缠资源、相互作用、对称性、同一性等一系列重大的哲学问题,拓展出新的哲学意义.     

北京大学科技园重点成果

北京大学信息科学技术学院量子电子学研究所，经过多年的努力创新，已经掌握制造现代工业核磁共振分析仪的关键技术，多项产品技术达到国际先进水平，并获得国家专利。该所自行研制的光电子技术相关产品，包括各种波段的高精密半导体激光器、宽带飞秒激光器、多功能光镊、小型核磁成像仪、各种精密锁相器与光电调制器、工业遥控与遥测设备等，已具备产业化条件，形成50～100台／年，产值2000万元的市场规模。     

“量子隐形传态”的概念及技术发展

量子隐形传态是学术界关注的新焦点。随着量子隐形传态技术不断取得突破,量子通信过程中的信息传输能力和可靠性有望获得极大提升。文章详细阐述了量子隐形传态的实现过程,介绍了量子隐形传态的最新研发成果、专利申请以及应用方向。     

量子实在:从量子力学到量子通讯

1935年为论证量子力学的完备性提出的EPR悖论开启了量子信息思想火花。20世纪80年代,由本奈特和多依奇等人研究、倡导和推进引发了量子信息研究的爆发。作为用量子力学机制处理信息问题的一种技术手段,量子信息技术同时也是对量子力学所描述的量子实在的技术性证明。信息技术的广泛使用不仅改变了普通人的生活,同时也对学者们理解我们存在的世界提供了技术方法和深刻的思想思路。从历史上考察这一技术的发展过程,有利于我们对这一新生技术的理解。     

铁基超导体LiFeAs中的马约拉纳零能模

马约拉纳零能模是一些拓扑非平庸的固体材料中的类似马约拉纳费米子的一种准粒子。这种准粒子服从非阿贝尔统计规律,其编织操作可用于构筑拓扑超导量子比特,从而实现具有本征容错特性的拓扑量子计算。铁基超导材料是一类理想的马约拉纳零能模承载平台。其较高的超导转变温度和较大的超导能隙使得在较高温度下观测纯净的马约拉纳零能模成为可能。然而铁基超导马约拉纳平台存在由于自掺杂带来的体态不均一、涡旋阵列无序且不可控以及拓扑涡旋占比低等问题。本文介绍铁基超导材料中马约拉纳零能模研究的历史与发展,重点阐述Li Fe As中马约拉纳零能模阵列的研究进展,并对其未来研究方向进行展望。     

应变自组装量子点材料与量子点激光器

半导体庆变自组装外延生长量子点结构是目前最有前途的量子点制备方法。本文简要叙述了半导体量子点结构的基本原理、制备和应用,讨论了改善量子点激光器性能的关键总是及进上步发展的趋势。     

新型量子功能体系的物性表征及其材料探索

超导是一个宏观量子现象,具有零电阻和完全抗磁双重特性。利用这些性质以及约瑟夫森效应,超导技术在电力、能源、交通、医疗、微弱信号检测等方面得到了广泛的应用。常规的超导电性起源于电子和声子间的耦合,由于电声子耦合常数的限制,传统的超导材料临界温度Tc很低,使得超导技术的应用仍受到极大的限制。1996年,铜氧化物中高温超导电性的发现掀起了全世界研究高温超导的热潮,2008年高温超导电性在铁基材料中的发现是超导领域近年来最重大的突破。中国科学家在高温超导材料探索领域做出了卓越的贡献,并因此两度摘得国家自然科学一等奖。高温超导电性不能被传统的电声子耦合理论解释,其机理问题涉及到复杂的微观量子多体相互作用,被誉为凝聚态物理中“皇冠上的明珠”。对高温超导机理的研究不仅能够加深人类对微观量子世界的认识,更为重要的是对于探索具有更高Tc的超导材料和超导技术更广泛的应用都有非常重要的指导意义。     

量子认知的研究回溯、核心应用领域与未来展望

量子认知是当代认知科学哲学体系中的一个新型的边缘分支学科,借助量子力学理论的数学方法对认知科学哲学领域中的现象构建模型,从而研究与描述人类认知,最为核心的应用领域是决策行为。近年来,一种基于量子理论的量子决策模型为解决传统决策模型难以解决的问题提供了新的思路。该模型打破了传统决策模型中经典概率理论的禁锢,为决策理论的发展指明了新的方向。然而,相较于其他较为成熟的认知科学哲学分支,量子认知的研究仍处于起步和发展阶段,还需要深入开展量子认知的基础理论研究、积极探索量子认知的神经生理基础、构建类量子贝叶斯网络以优化决策、发展量子博弈以拓宽量子认知疆域等。     

量子通信实用化现状分析与探讨

量子密钥分发和量子隐形传态不断取得的新突破,使量子通信实用化问题日益成为关注的焦点。本文简析了量子通信研究的发展历程,并对量子通信的实用化现状进行了概括：实用化量子密钥分发技术已近在眼前,但量子隐形传态的实用化仍尚需时日。针对认识和理解量子通信时的典型误区,本文做了简要澄清。根据量子通信实用化发展态势,为我国量子通信的发展提出了4点对策和建议     

量子材料中的有序现象及其调控的研究进展

关联体系中多种量子有序态的竞争催生了极其丰富的物理性质和相图,对它们的研究将加深人们对量子材料中基本现象和规律的认识。而对量子序调控机制的研究,将有可能产生新的关键技术和新原理原型器件。本综述介绍了国家重点研发计划项目"关联体系多种量子有序态的竞争与调控"执行两年来,在量子材料的自旋量子纠缠序、向列序、电荷序、轨道序、超导序和拓扑序等多种量子有序态的机理与调控研究中取得的主要进展。着重介绍发现了多种基于有机-无机杂化结构的超导体系和一系列含稀土元素的新型铁基超导体,在自旋液体中发现分数化的激发,对FeSe_(1-x)S_x中向列序与超导序相互作用和Li_(0.8)Fe_(0.2)OHFeSe表面电子结构和超导电性的研究,对重费米子体系中电子的局域行为和巡游行为的相互作用的研究,以及实现了固体离子门电压的调控技术并得到了多种体系的相图等重要发现。这些研究成果加深了我们对量子序的认识,建立了研究和控制量子序的手段,也为未来量子序的应用打下了基础。     

我国基础研究发展现状及当前国际科学前沿热点分析——量子科学发展态势

本文从量子科学的广阔应用前景入手,分析了当前量子科学发展的现状,并提出了下一步推动我国量子科学发展的重点领域。     

计算复杂性、量子计算及其哲学意义

量子计算机具有超越经典计算机的能力。量子计算具有并行性和整体性,某些量子算法具有加速性。量子计算揭示了:数学与物理学之间的紧密关系,量子力学的波函数具有实在性。量子计算具有克服计算复杂性的能力。     

认准目标 及时支持

信息技术在当代社会起着重要作用,它的基础是以硅集成电路为核心的微电子技术.可是集成电路的发展在物理上和技术上都已逼近了极限,多年来,人们一直在探索新的发展途径.一条现实可行的道路是,仍然以硅和硅集成技术为基础,利用硅基纳米器件的量子效应,建立量子电子学或称纳米电子学.若同时把速度最快的光作为信号的载体与纳米电子学结合,可以发展成硅基纳米光电子集成.纳米电子学和纳米光电子集成将成为未来信息技术的基础.     

实验成功实现8光子纠缠态

多粒子纠缠态的实现是量子网络和量子计算研究的一个关键。迄今为止,科学家已经能够操控14个被捕获的离子。然而在量子信息科学领域,光子相对于其它系统具有不可比拟的优势。特别是,光子更容易传输量子比特,     

高性能单光子探测技术研究进展

"高性能单光子探测技术"项目针对光量子信息和量子调控,特别是广域量子通信网络对高性能单光子探测器(SPD)的需求,开展超导纳米线单光子探测器(SNSPD)、超导相变边缘单光子探测器(TES)、InGaAs/InP雪崩光电二极管(APD)以及上转换单光子探测器(UCD)研究。项目于2017年7月立项,项目执行期为5年,共包括4个课题。项目各课题研究工作正在按照计划有序推进,已顺利完成中期既定的任务和目标。SNSPD器件和APD及UCD等单光子探测器件性能已取得部分突破;特别是高效率SNSPD和小型化InGaAs/InP APD方面成果已经达到了国际领先水平。通过和专项其他项目承担单位合作,在应用演示方面取得了量子通信、光量子模拟、量子随机数和贝尔不等式验证等多项重大应用成果。部分器件指标及应用演示成果提前达到了项目结题考核指标。     

量子通信是什么?

"绝对安全"的通信是千百年来人类的梦想之一,量子通信系统的问世,重新点燃了建造"绝对安全"通信系统的希望。那么,究竟什么是量子通信呢?目前,量子通信尚无严格的定义。物理上,量子通信可以被理解为在物理极限下,利用量子效应实现的高性能通信。信息学上,则认为量子通信是利用量子力学的基本原理(如量子态不可克隆原理和量子态的测量塌缩性质等)或者利用量子态隐形传输等量子系统特有属性,以及量子测量的方法来完成两地之间的信息传递。