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有关大规模硅基集成高维光量子芯片的工作
利用大规模集成硅基纳米光量子芯片技术,实现对高维度光量子纠缠体系的高精度和普适化量子调控和量子测量。 (图一)基于硅纳米光波导的大规模集成光量子芯片(可实现对高维量子纠缠体系的高精度、可编程、且任意通用量子操控和量子测量)       集成光学量子芯片技术,基于量子力学基本物理原理,使用半导体微纳加工工艺实现单片集成光波导量子器件(包括单光子源、量子操控和测量光路,以及单光子探测器等),可以实现对量子信息的载体单光子进行处理、计算、传输和存储等。集成光学量子芯片具有集成度高、稳定性高、性能好、体积小、制造成本低等诸多优点。因此,该技术被普遍认为是一种实现光量子信息应用的有效技术手段。      利用硅基纳米光波导技术实现的光量子芯片具有诸多独特优点,例如与传统微电子加工工艺兼容、可集成度高、非线性效用强、以及工作波长与光纤量子通信兼容等。然而,迄今为止光量子芯片的复杂度仅限于小规模的演示,如集成少数马赫-曾德干涉仪对光子态进行简单操控。因此,我们迫切需要扩大集成量子光路的复杂性和功能性,增强其量子信息处理技术的能力,从而推进量子信息技术的应用。       相干且精确地控制复杂量子器件和多维纠缠系统是量子信息科学和技术领域的一项难点。相对于目前普遍采用的二维体系量子技术,高维体系量子技术具有信息容量大、计算效率高、以及抗噪声性强等诸多优点。最近,多维度量子纠缠系统已分别在光子、超导、离子和量子点等物理体系中实现。利用光子的不同自由度,如轨道角动量模式、时域和频域模式等,可以有效编码和处理多维光量子态。然而,实现高保真度、可编程、及任意通用的高维度量子态操控和量子测量,依然面临很多困难和挑战。       针对上述问题,英国布里斯托尔大学、北京大学、丹麦技术大学、德国马普研究所、西班牙光学研究所和波兰科学院的科研人员密切合作,并取得了突破性进展。研究团队提出并实现了一种新型的多路径加载高维量子态方式,即每个光子以量子叠加态的形式同时存在于多条光波导路径,从而实现了一个高达15×15的高维量子纠缠系统。通过可控地激发16个参量四波混频单光子源阵列,可以制备具有任意复系数的高维度量子纠缠态。通过单片集成通用型线性光路,可对高维量子纠缠态进行任意操控和任意测量。因此,该多路径高维量子方案具有任意通用性。与此同时,团队充分利用集成光路的高稳定性和高可控性,实现了高保真度的高维量子纠缠态,如4、8和12维度纠缠态的量子态层析结果分别为96、87% 和 81%保真度,远超其他方式制备的高维量子纠缠态性能。       更重要的是,团队通过硅基纳米光子集成技术,实现了目前集成度最复杂的光量子芯片(图一所示),单片集成550多个光量子元器件,包括16个全同的参量四波混频单光子源阵列、93个光学移相器、122个光束分束器、256个波导交叉结构以及64个光栅耦合器,从而达到对高维量子纠缠体系的高精度、可编程、且任意通用量子操控和量子测量。       研究进一步利用该高维光量子芯片技术,验证高维度量子纠缠系统的强量子纠缠关联特性,包括普适化贝尔不等式和EPR导引不等式等,证明量子物理和经典物理定律的重要区别。例如,对4维度量子纠缠态,实验观察得到了2.867±0.014的贝尔参数,不仅成功违背经典物理定律61.9个标准差,而且超过普通二维纠缠体系的最大可到达值的2.8个标准差。研究还首次实现高维量子系统的贝尔自检测和量子随机放大等新功能,例如,对3维度最大纠缠态和部分纠缠态的自检测保真度约为76%,对14维以下纠缠态均实现了量子随机放大功能。
北京大学 2021-04-11
.基于三维数字化信息管理系统的健康管理和3D打印云平台
基于三维数字化信息管理系统的健康管理和3D打印云平台 卫生行业信息化建设已经走过了二十多个年头,IT 技术的应用越来越成为卫生行业前进必不可少的助推器,IT 技术的应用正在走向如何利用信息化技术提高医疗质量减少医疗差错,如何利用信息化技术进行医疗服务的创新,如何将分散的医疗资源整合,为人民提供更安全更完整的医疗服务。基于远程影像会诊(
南京大学 2021-04-14
一种高精度的航空发动机叶片自动三维测量方法和系统
本发明公开了一种高精度的航空发动机叶片自动三维测量方法, 包括以下步骤:1)配准:将设计模型所处的设计坐标系与工件实体所 处的测量坐标系进行配准;2)路径规划:通过数据处理装置规划距离 传感器在测量过程中的运动路径,以使工件实体上的被测区域一直处 于距离传感器的测量范围内;3)自动测量:距离传感器对工件实体的 正面区域和反面区域进行采样,得到工件实体的完整表面轮廓。本发 明使用距离传感器作为测量终端,可以获得被测区域
华中科技大学 2021-04-14
利用冷冻电镜三维重构技术解析流感病毒聚合酶调控RNA合成机制
首次系统性地研究了流感病毒聚合酶与不同RNA启动子的相互作用机制,阐明了RNA启动子结合构象在合成不同RNA时所发挥的作用。团队还提出了聚合酶合成RNA起始阶段的工作模型,推动了人们对流感病毒聚合酶调控不同RNA合成机制的理解,为抗病毒药物开发提供了新靶点。 为了深入研究流感病毒聚合酶合成RNA的分子机制,研究人员利用冷冻电镜三维重构技术,解析了D型流感病毒聚合酶与不同RNA启动子结合
南方科技大学 2021-04-14
一种非易失性三维半导体存储器的栅电极及其制备方法
本发明公开了一种非易失性三维半导体存储器的栅电极及其制 备方法;栅电极包括 n 个依次成阶梯状排列的栅电极单元,每个栅电 极单元为柱状结构,由连通电极和包围在连通电极周围的绝缘侧壁构 成;所述连通电极的上表面用于连接栅层,下表面用于连接字线。本 发明适用于在字线等前道工艺完成后制备连接栅层的电极结构。此电 极结构呈阶梯状连接不同堆叠层且相对应的栅层,对叠层中非相对应 的栅层与栅电极之间通过绝缘层隔离
华中科技大学 2021-04-14
一种非易失性高密度三维半导体存储器件及其制备方法
本发明公开了一种非易失性高密度三维半导体存储器件及其制 备方法,包括由多个垂直方向的三维 NAND 存储串构成的存储串阵列; 每个三维 NAND 存储串包括半导体区域以及围绕半导体区域的四层包 裹结构;半导体区域包括沟道以及分别与沟道两端连接的源极和漏极; 源极与漏极串联连接;沟道为方柱形结构;四层包裹结构从里到外依 次为隧穿电介质层、电荷存储层、阻隔电介质层以及控制栅电极;阻 隔电介质层在不同的方向具有不同的厚度,
华中科技大学 2021-04-14
技术需求、区块链应用技术、地震体数据三维建模、大数据、ARM的智能终端研究
1、区块链应用技术与实践 2、地震体数据三维建模技术 3、大数据算法研究与应用 4、基于ARM的智能终端研究与应用
山东胜软科技股份有限公司 2021-06-15
一种兼顾近场和远场性能的三维摄像声纳系统换能器阵列的稀疏优化方法
本发明公开了一种兼顾近场和远场性能的三维摄像声纳系统换能器阵列的稀疏优化方法,包括以下步骤:根据三维摄像声纳系统中近场数字波束形成算法的类型,确定三维摄像声纳系统的聚焦距离误差参数;利用聚焦距离误差参数确定近场稀疏优化能量函数;采用全局寻优算法,求解使近场稀疏优化能量函数达到最小的稀疏换能器阵列Q1;对Q1中开启的换能器进行二次稀疏优化,求解使远场稀疏优化能量函数达到最小的稀疏换能器阵列Q2;当声纳系统工作在近场状态时,使用Q1进行聚焦波束形成;当声纳系统工作在远场状态时,使用Q2进行远场波束形成。本发明能够在有效降低系统硬件复杂度的同时,保证系统在不同探测距离下都具备稳定的探测性能。
浙江大学 2021-04-11
中国科学技术大学实现具有聚集可调双发射性质的三维手性分子碳纳米环
具有聚集诱导发射(AIE)和聚集诱导猝灭(ACQ)效应的双发射有机材料在文献中很少报道,通过调控这类有机分子的聚集程度可以实现多色荧光发射。中国科学技术大学杜平武教授课题组合成了首个具有聚集可调双发射性质的手性双环分子,并与杨上峰教授课题组合作,通过AIE效应实现了圆偏振发光性质(CPL)的增强。
中国科学技术大学 2022-07-11
一种基于CZT变换和剪除分裂基快速傅里叶变换的三维摄像声纳波束形成方法
本发明公开了一种基于CZT变换和剪除分裂基快速傅里叶变换的三维摄像声纳波束形成方法,包括以下步骤:分别计算每个换能器接收到的声波中,与载波频率fk对应的第k个DFT变换系数;利用所得变换系数,构建矩阵C;对应方位角方向,对矩阵C的每一列,进行一维离散卷积运算,得到P×N的矩阵MD;对应仰视角方向,对矩阵MD的每一行,进行一维离散卷积运算,得到P×Q的矩阵ME;利用矩阵ME,构建矩阵MF;计算矩阵MF中每个元素的模,得到三维摄像声纳波束。本发明在FFT运算过程中识别和去除不必要的运算操作,有效降低了三维摄像声纳波束形成方法所需的运算量。
浙江大学 2021-04-11
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