1.设计独立的量子芯片操控层与量子芯片读取层，利用三维芯片结构提升量子芯片的线路密度与集成度； 2.设计新的量子比特操控信号调制方法，提高量子逻辑门操作的保真度。 3. 开发兼容于超导量子芯片的工艺材料与立体封装工艺技术。 4.设计能实现更大增益-带宽积特征参数的约瑟夫森量子参数放大器结构。 5.利用大规模硬件同步技术以及基于 PXI 等高速扩展架构的集成技术。 6.在逻辑控制板中原位实现量子芯片读取信息的处理。 7.利用 FPGA 实现量子算法序列到量子比特操控信号序列的实时生成与组合，使得用户可以在直接在量子编译器层面对量子芯片进行编程操作。 

本成果提供了一种以光寻址电位传感器（LAPS）为核心、基于现代电子学的光电化学型生化分析平台，具有阵列式、光可寻址、无标记等优点。同时，该成果作为一个测试平台，可将多种生物化学响应过程移植于其上，具有应用灵活的优势，例如，与噬菌体展示技术结合，将特异于转移肿瘤细胞的噬菌体固定于芯片表面，实现了对转移乳腺癌肿瘤细胞（MDAMB231）无标记检测，如图1所示；与基于左旋多巴（L-dopa）的表面仿生活化策略相结合，对免疫球蛋白（IgG）探针固定、免疫响应进行了全程监测，并将其推广至甲胎蛋白（AFP）、癌

本发明公开了一种芯片位置和倾角检测装置，包括光源组件、光路传输组件、摄像组件以及自准直仪，其中光源组件由分别对应于芯片和基板的第一、第二光源构成；光路传输组件由第一、第二和第三半透半反棱镜以及第一、第二反射镜共同构成，由此在同一光路系统中实现对芯片和基板位置的检测；摄像组件由具备不同视野的第一和第二摄像单元构成，其中第一摄像单元用于采集芯片或基板的大视野图像，根据 MARK 点实现初步定位，第二摄像单元用于采集其具体位置图像；自准直仪用于获取代表芯片水平倾角信息的法线倾斜量。本发明还公开了相应的检测

本发明公开了一种适于顶针快速更换的芯片剥离装置，包括顶 针头机构、传动机构、顶起驱动机构、Z 向升降机构和二自由度位置 调整机构，其中顶针头机构配合安装在传动机构上，并可实现顶针的 快速更换；传动机构安装在顶起驱动机构上，用于传递顶针顶起驱动 力同时与顶针头机构相配合实现顶针罩内腔的真空度；顶起驱动机构 安装在 Z 向升降机构上，用于提供顶针顶起剥离芯片的驱动力，并对 顶针的顶起高度进行反馈控制；Z 向升降机构则安装在二自由度位置调整机构上并由其执行 X、Y 向的位置调整之后，再将安装于自身其 他组

Ø  成果简介：超分辨率图像重建技术是近年来发展迅速的图像处理新技术，其目的是超越成像传感器、成像和信道的分辨极限，利用所获低分辨率图像，实现高分辨率图像的重建。超高分辨率图像增强与显示芯片项目利用超分辨率图像实时处理技术，实现从一幅或多幅低分辨率视频图像处理获得高分辨率图像，在图像被放大的同时增强图像更多的细节，提高图像的清晰度和分辨率，实现摄像传感器的低分辨率与显示器高分辨率之间的匹配，解决目前图像获取与显示分辨率不匹配的瓶颈问题，在现有图像获取技术的基础上提高显示器的画面质

在临床和科研中，识别细胞类型是癌症诊断、血液分析等的重要内容，项目拟开发一套基于细胞类型解卷积算法，并与基因芯片结合，建成细胞类型分析设备。 在血细胞检测、免疫力评估、癌症诊断、干细胞移植、肿瘤微环境分析等临床应用中，必然要判断样本中的细胞类型和丰度。目前，临床使用的方法(染色、流式细胞等)存在：细胞类型判断不准、过分依赖抗体、流程复杂等缺陷。单细胞转录组测序(如Drop-Seq、10X genomics等)由于细胞泄露等原因，检测基因不全，导致对细胞类型的判断有误，且需要新鲜样本，实验较复杂，后续分析复杂。 因此，在临床和科研中，亟需一种能快速、简洁、准确地分析样本中所有细胞类型及其丰度的方法和设备。项目将开发一种基于解卷积的细胞类型识别算法，并和基因芯片技术结合，集成为细胞类型分析设备。只通过一组基因的表达水平，判定样本中所有细胞类型及其丰度；且可根据组织类型定制芯片，扩展应用。该设备可用于临床和科研中关于血液疾病、癌症、免疫分析等，成本低、操作简单、准确性好。

1 成果简介随着我国经济的高速发展和人民生活水平的提高，环境污染、疾病监测、食品安全等民生热点日益受到人们的关注。如何对上述问题进行简单、快速的监控，将一些危害降至最低，保障人民生活和生产，这就需要一种可实时实地检测、操作简便的多应用传感器件。 表面等离子体波（ SPP）传感器是一种基于光学检测的传感器件，被广泛用于药物筛选、食物检测、环境监测和细胞膜模拟等方面。相对于目前常见的化学、电子、力学等传感器，SPP 传感器拥有实时检测、无需标记、对被检测物无损害、探测方法简单等众多优点。为了降低成本、 稳定性能、减小体积，集成型 SPP 传感器件的成为了现今研究热点。然而现有的集成型 SPP 传感器件普遍存在灵敏度低，探测范围小等问题，限制了其应用的推广。 课题组从 2006 年开始合作从事集成型 SPP 传感器件研究，在清国家 973 项目、自然科学基金重点项目、教育部清华大学自主研究项目等项目资助下， 创新性提出一种基于 SPP-介质波导异质垂直耦合器的可集成生化传感芯片，并对传感芯片的传感特性和应用进行了深入研究和探索。芯片的特点和性能如下：可集成，芯片体积小，可与便携设备集成；可批量生产，价格低廉；灵敏度较传统的集成型 SPP 传感器件高出一个数量级；可实现对传感区域的精确或者大范围调节；可实现对纳米量级大小的物质的探测；传感性能稳定，应用领域广泛。上述优点表明该芯片可以工厂大批量生产经营，也可以用于实验室的科研研究，在化学，生物，医学等多 个领域均有应用价值。查新表明，国内外目前尚未发现有相似原理的器件。 图 1 (a) 集成型 SPP 传感芯片与一元硬币尺寸对比图 (b) 传感芯片的显微镜照片2 应用说明可集成型 SPP 生化传感芯片在实验室经多次验证，可以实现对折射率液体以及纳米级薄层物质的高灵敏探测，并初步应用于对双酚 a（简称 BPA，一种塑料生长常用原料，每年生产将近 2700 万吨含 BPA 的塑料类物质， BPA 具有胚胎致畸性和致毒性）的检测。实验结果表明，该芯片对于 BPA 的探测极限浓度可以达到 0.1ng/ml （欧盟公布食品准则中水含有BPA 的最高浓度为 1ng/ml）。3 效益分析由于目前国内尚无同类产品， 而且此产品在疾病检验，环境监测，药品鉴别等多个领域具有应用价值， 因此本仪器具有较大的市场推广空间。本传感芯片价格低廉，使用简便，对样品无二次污染，性能稳定，甚至对纳米量级的生化小分子探测均具有高灵敏度，相对于其他类型的传感器件， 具有明显的经济和技术优势。

本发明公开了一种光电复合式水下湿插拔连接器，插座部分以及与之配合的插头部分；插头部分包括插头外壳，插头外壳里面设置有插头内腔，所述插头内腔中设置有贯穿其中并伸出所述插头内腔的电插针，电插针中段布置有与插座部分内部上下移动件配合的斜坡，电插针的后端中心贯穿设置插头光纤，电插针前端头部呈凸球状；插座部分包括能伸入所述插头外壳中的插座外壳，所述插座外壳里面设置有插座内腔，插座内腔里面设置有电连接部分和插座光纤部分；插座外壳和所述插头外壳上分别设置有穿通其的第一进水槽和第二进水槽，所述插头内腔和所述插座内腔中都充满绝缘油。本发明能够保证深水环境的可靠连接。

近几年，硅基集成电路的速度遭遇瓶颈、停滞不前，解决的办法之一是引入光子学器件，部分取代电子学集成电路中的信号处理和互联器件，这就要求光子学器件具有像电子学集成那样的小尺度和三维集成能力，同时具有和电子学集成兼容的制备工艺。这些要求使得光电混合集成面临巨大的挑战，是一个世界性的难题。 光学所张家森教授团队与信息科学学院彭练矛教授团队合作，提出了基于表面等离激元和碳纳米管的三维光电混合集成系统，该系统与现有的COMS制备工艺兼容，可以实现光子学和电子学的三维集成和互联，为解决集成电路的速度瓶颈提供了一种方法。他们演示了几种集成回路，包括在片光操控回路、波长和偏振复用回路和具有COMS信号处理电路的集成模块。Fig. 1. Integration of plasmonic-enhanced detector with carbon nanotube (CNT) complementary metal oxide semiconductor (CMOS) signal processing circuits. a, Schematic of the 3D integrated circuits, consisting of bottom-layer passive WFSAs and metal connection lines, in-between HfO2 dielectrics and Au cross-layer connection lines, and top-layer plasmonic receiver and CNT CMOS signal processing circuits. b, Output characteristics of the plasmonic-enhanced barrier-free-bipolar diode (BFBD) and the normal BFBD under the illumination at "λ" =1200 nm. c, Electric field pattern of the La=320-nm SA. d-e, Transfer (d) and output (e) characteristics of the CMOS. f, VTC curves of the CMOS (blue line) and the 3D integrated circuits (red line). Inset is the corresponding equivalent circuit diagram of the 3D integrated circuits. g-i, Statistical figures of merit of the deep-subwavelength modules, including photocurrent (g) and photovoltage (h) of the BFBD as well as on-state current of the CMOS (i). 这种三维集成系统的优点包括：1. 使用低温COMS兼容制备工艺，可以在单片集成回路中集成光子学模块、电子学信号处理系统和存储系统；2. 利用具有原子厚度的碳纳米管材料以及金属工艺，使得光子学集成和电子学集成在材料上兼容；3. 基于表面等离激元使得光子学器件尺度可以和电子学器件尺度相近，便于集成；4. 碳纳米管的工作波段可以覆盖整个通讯波段，这是硅材料无法做到的；5. 光电探测器工作于光伏模式，可以减小能耗。该工作是首次利用原子厚度材料实现三维光电混合集成，可以实现更小的尺寸、更快的速度和更多的功能，同时，有可能解决电子学集成回路在速度上的瓶颈。 上述实验结果近期发表于最新一期《自然 电子学》杂志。 相关文献：Yang Liu, Jiasen Zhang, and Lian-Mao Peng, Three-dimensional integration of plasmonics and electronics. Nature Electronics 1, 644-651 (2018).Yang Liu, Jiasen Zhang, Huaping Liu, Sheng Wang, and Lian-Mao Peng, Electrically-driven monolithic subwavelength plasmonic interconnect circuits. Science Advances 3, e1701456 (2017).

所属领域：新能源与节能环保成果介绍：针对化工行业高毒性、低阈值VOCs，研发新型光电催化氧化技术，大大提高VOCs的去除效率，减少污染物的排放。