|
搜索
搜 索
高等教育领域数字化综合服务平台
中国科大在分布式量子精密测量方面取得重要进展
项目成果/简介:中国科学技术大学教授潘建伟及其同事陈宇翱、徐飞虎等利用多光子量子纠缠在国际上首次实现分布式量子相位估计的实验验证，这为将来构建基于量子网络的高精度量子传感奠定基础。该成果于11月30日在国际学术知名期刊《自然·光子学》上在线发表。 分布式传感是一种可用于同时执行远程空间多个节点上精密测量任务的重要手段，在日常生活、科学研究和工程等领域有着广泛的应用。例如，该项技术可用于桥梁、飞机等大型结构的应力场分布和温度场分布的有效监测。随着量子技术的不断发展，传感技术也迈进了量子化时代。量子网络作为量子信息和量子计算的重要组成，在执行各类远程多节点任务中起着重要作用。当对多个空间分布的参量进行测量时，分布式量子传感能够实现超越经典统计极限的测量精度。然而，分布式量子传感面对的一个重要问题是：如何选择并制备能够实现对多个参量最优的测量精度的量子纠缠态。研究表明，对于某类分布式的最大纠缠态，理论上能够达到最优测量精度，即海森堡极限。 研究团队设计了最优的测量方案，基于多光子量子纠缠，通过操纵六光子干涉仪，实验演示了多个独立的相移及其平均值测量。实验结果显示，利用分布式纠缠态进行测量，其精度可以超越经典传感器的理论极限。基于光子纠缠和相干性组合的方案，研究团队进一步实验演示了多个空间相移的线性组合测量（参数数量总个数达到21个），与仅利用粒子纠缠的方案对比，该组合式方案不仅能够增加可测量参数数量，还能提高测量精度。 该项工作成功实现了多参量分布式量子传感的原理性实验验证，评估了不同纠缠结构情况下的测量精度，验证了纠缠结构对测量精度的增强效果，扩展了资源利用率和可测量的参量数量，朝分布式量子传感的实际应用迈出了重要一步。《自然·光子学》杂志的审稿人对该工作给予高度评价，称赞这是一项“重要的里程碑工作”（constitutes a significant milestone）。
中国科学技术大学
2021-04-11
防治储粮害虫的药剂及其在防治储粮害虫中的应用
本发明涉及一种防治储粮害虫的药剂及其在防治储粮害虫中的应用，属于生物农药技术领域。本发明一种防治储粮害虫的药剂，属于植物源杀虫剂，易分解，不污染环境，对人畜安全；其有效成分钻叶紫菀总挥发油，对害虫具有多种作用机理，不易使害虫产生抗药性，可长期使用；所述药剂灭虫后失去活性，不会积累在害虫体内，保护了生态环境；其制备方法简单易行，原料成本低，适合大规模生产，可广泛用于储粮害虫的防治。
中国农业大学
2021-04-11
新型纳米晶种材料及其在轻合金中的应用
轻量化和绿色制造是实现航空航天和交通运输等领域节能减排的重要手段，铝合金是其轻量化首选，但传统铝合金服役性能不能满足高端制造业发展的要求，制造过程也存在高污染、高能耗、质量不稳定等问题。以新思路、新原理、新材料、新工艺克服关键共性难题，突破铝合金力学性能瓶颈、取代落后工艺是必然选择。
本项目以多相熔体原子团簇演变调控为突破口，发明系列纳米晶种材料，提出纳米晶种技术，已成为大幅提升铝合金的综合性能和加工工艺性能的创新手段。
传统铸造铝硅合金生产中通常添加磷盐、赤磷或磷铜合金调控共晶及过共晶Al-Si合金中的初晶硅相的尺寸、形貌及分布，但存在磷量不可控、变质效果及产品质量不稳定、P2O5污染严重的问题。生产中通常采用传统Al-Ti-B及Al-Ti-C细化剂铝合金基体的α-Al枝晶，但是因Si“中毒”及Zr “中毒”，对含Si或含Zr铝合金几乎失去细晶强化作用。基于以上难题，山东大学发明了用于调控初晶硅相的Al-P系纳米晶种材料及用于铝合金晶粒细化的强效AlTiC-B系纳米晶种材料。
Al-P系纳米晶种：①节能减排：与传统工艺相比，避免了P2O5有毒气体排放，简化工序，节能降耗。②产品质量提升：实现了初晶硅尺度及构型高效调控，铝活塞铸件抗拉强度提升0%，体积稳定性和可靠性显著提高。③高纯化：可将铝熔体中Ca、Na、Sr含量分别由22 ppm、14ppm、14 ppm降低至1 ppm以下。
AlTiC-B系纳米晶种：①解决了Si、Zr细化“中毒”等难题，有效调控基体相。②提升了Al-Cu系铝熔体的流动性，解决了热裂、浇不足等行业难题。③提升了铸件性能：与传统Al-Ti-B相比，使A356合金屈服强度提高15%，延伸率提高37%；使2024合金抗拉强度由398MPa提升至550MPa，延伸率由9.8%提升至15.5%。
获奖情况:2016年度山东省技术发明一等奖，纳米晶种合金系列产品与耐热高强轻金属材料的创制及应用2009年度山东省技术发明二等奖，硅-磷和铝-磷合金研制与发动机活塞材料强化新技术2005年度山东省科技进步二等奖，富磷富碳中间合金的研究与应用2004年度教育部技术发明二等奖，高效Al-P中间合金及其变质处理
山东大学
2021-05-11
5G无线机动组网及在垂直行业的应用
随着5G与垂直行业的结合日益紧密，5G专网受到了广泛关注。传统5G专网大多依赖现有的运营商网络设施，基站位置固定且建设成本高，无法满足部分垂直领域低沉本、快速、灵活的布网需求。例如在应急抢险救灾领域，在地面通信设施中断受损等情况下，需要短时间快速进行网络搭建，且网络的服务区域需随着救援人员的任务位置不断变化；在矿业开采领域，随着作业面的掘进，联网机械设备的位置也在变化，由此也需要调整基站的位置。另外，对于长距离覆盖的场景，单个5G基站由于覆盖距离受限，难以满足要求。 在上述需求驱动下，课题组提出了5G机动专网的概念，通过利用5G高速链路实现了5G基站和核心网间的无线连接（即无线回程），使基站部署位置不再受限于有线连接，与此同时，机动专网系统的基站和核心网具有便携、轻量的特点，成本低、易部署、机动性好。由于系统的接入链路和回程链路均基于5G制式，整个系统相比现有Mesh组网方案具有显著的高速率优势，可在多跳组网下有效支撑全景视频回传、无线增强现实、远程无人车操控、高清视频通话等业务。图1展示了系统使用的灵巧软基站、雾小站和轻量核心网，图2展示了一个具体的机动多跳传输方案和性能结果，图3展示了所提方案在应急通信和军事通信领域的应用前景。图 1 机动专网核心设备介绍图 2 机动组网系统拓扑图 3 机动组网系统应用前景
北京邮电大学
2021-04-10
新型铼功能材料在清洁能源生产中的应用技术
采用萃取及氧化/萃取工艺装置处理某石化公司催化裂化汽油，使其硫含量达欧 V 排放标准，同时提高燃油收率；优化功能材料的合成方法，降低成本，便于工业化应用；合成新的功能化的离子液体，提高萃取选择性，达到深度脱硫标准；将离子液体萃取与氧化技术耦合，研究氧化/萃取脱硫技术难点，如选择合适的氧化剂、制备高效的催化剂等；优化离子液体的回收再利用，减少废液的产生，进一步探索离子液体循环利用的新方法；完善工业化应用所必须的各种基础数据。克服传统加氢脱硫体系存在的温度高、压力大、副产品多等弊端，实现常温常压油品深度脱硫，催化剂循环利用。克服传统加氢脱硫体系存在的温度高、压力大、副产品多等弊端，实现常温常压油品深度脱硫等技术手段。
辽宁大学
2021-04-11
鼠源白介素在无血清培养中的高效表达及生产
2002年全球生物技术药品市场销售额约为200亿美元，且每年保持12%甚至更高的增长速度，预计2003年可达250亿美元，将占同期世界药品市场总销售额的10%以上。生物制药较之传统制药有众多优点：生产工艺简单，人力投入少；无环境污染；生产周期短.因此，目前生物制药的发展速度很快，生物药品在医药市场所占比例也越来越高。 白细胞介素是介导白细胞间及其他多种细胞间相互作用的一些淋巴因子，主要作用是维持和发挥人体免疫系统的功能，目前已发现18种，其适应症各有不同。我国白介素的研究开发与国外先进水平基本同步，随着癌症发病人数不断上升，重组白介素系列药品市场容量也在缓慢增长，白介素系列药品是国家一类新药，被国家科技部列为十五重大科技专项、同时也被列为国家技术创新计划项目，目前在全国重点地区典型医院用药中排名第91位。 在昆虫细胞－杆状病毒系统中，昆虫细胞感染后期所产生的多角体蛋白质占生产总蛋白的50％，因此研究者在控制杆状病毒的多角体蛋白启动子下，将目的基因取代多角体基因，以达到异源蛋白高水平表达的目的。 由于鼠源白介素IL-4在重组杆状病毒中进行表达，它的表达效率较高，因此这一新的技术在重组蛋白的生产中的应用空间和产业化前景是巨大的。该项目针对白介素IL-4生产的无血清培养基的开发，有利于产品的纯化，降低了生产成本。
武汉工程大学
2021-04-11
THz光纤扫描近场成像系统在癌症临床诊断中的应用
该诊断方法是基于癌症组织切片吸收常数的THz近场光纤扫描成像，系统传输的图像易于量化，且无需H&E染色，即可实现病理诊断自动化。因此，该系统在临床癌症检查中具有重要的潜在应用价值，有望在快速、简便、准确地鉴别胃癌上发挥重要作用，可以节约大量医院和人力资源的使用，具有重要的社会经济价值。
东南大学
2021-04-11
5G无线机动组网及在垂直行业的应用
随着5G与垂直行业的结合日益紧密，5G专网受到了广泛关注。传统5G专网大多依赖现有的运营商网络设施，基站位置固定且建设成本高，无法满足部分垂直领域低沉本、快速、灵活的布网需求。例如在应急抢险救灾领域，在地面通信设施中断受损等情况下，需要短时间快速进行网络搭建，且网络的服务区域需随着救援人员的任务位置不断变化；在矿业开采领域，随着作业面的掘进，联网机械设备的位置也在变化，由此也需要调整基站的位置。另外，对于长距离覆盖的场景，单个5G基站由于覆盖距离受限，难以满足要求。
在上述需求驱动下，课题组提出了5G机动专网的概念，通过利用5G高速链路实现了5G基站和核心网间的无线连接（即无线回程），使基站部署位置不再受限于有线连接，与此同时，机动专网系统的基站和核心网具有便携、轻量的特点，成本低、易部署、机动性好。由于系统的接入链路和回程链路均基于5G制式，整个系统相比现有Mesh组网方案具有显著的高速率优势，可在多跳组网下有效支撑全景视频回传、无线增强现实、远程无人车操控、高清视频通话等业务。图1展示了系统使用的灵巧软基站、雾小站和轻量核心网，图2展示了一个具体的机动多跳传输方案和性能结果，图3展示了所提方案在应急通信和军事通信领域的应用前景。
图 1 机动专网核心设备介绍
图 2 机动组网系统拓扑
图 3 机动组网系统应用前景
北京邮电大学
2021-05-09
物科院赵云山教授在《Advanced Functional Materials》发表研究论文
物科院赵云山教授在低维材料热电输运领域取得重要进展。热电材料通过将环境中废热直接转为有效可利用的电能，为当前能源危机提供了一种可持续、绿色便捷的能源补给途径，如何提高热电材料热电特性成为学者不断讨论和研究的话题。二维半导体材料作为后硅半导体时代重要部分，其具有较高载流子迁移率和较大的有效电子质量，其在热电领域中应用近年来也引起了广泛关注。在该工作中，研究人员报道了“能带工程”可以显著提高新型二维半导体材料PdSe2的热电特性，其功率因子可高达1.5 mWm-1K-2。通过退火处理可以降低接触电阻，同时能够有效去除杂质缺陷和有机物残余。研究人员把热电器件在480K环境中退火4个小时，发现PdSe2导电性提高了将近10倍，同时电子载流子迁移率达到210 cm2V-1S-1，最终热电因子提高了将近3倍。通过对比不同厚度的PdSe2样品热电特性，研究人员发现，越薄的PdSe2呈现出更好的导电和热电特性。第一性模拟计算证实，随着厚度降低，导带中有额外的能带出现，两个能级发生了简并，从而提供更多电子态密度和创造更多电子通道。考虑PdSe2晶格低对称性导致的较低热导率，研究人员预测室温下其ZT可达0.1，优越于目前报道的其他二维半导体材料。此研究证实，热退火处理和“维度工程”能显著提高材料的新型二维半导体PdSe2热电特性，从而为当前不断涌现的二维半导体材料在低维热电领域提供了新思路。该工作对于探索低维材料应用于物联网自供电领域具有深远意义。
南京师范大学
2021-02-01
苏友强组在卵子质量研究领域又取得新突破
卵子就好比一粒种子，其质量好坏直接决定着女性的生殖结局，卵子质量低下是导致女性不孕、出生缺陷以及许多成年疾病的重要原因。因此，产生一枚优质的卵母细胞就成为优生优育以及“试管婴儿”助孕的关键。然而，决定卵子好坏的分子机制还一直是一个尚未完全解开的谜，也是全球生殖生物学/医学领域研究的热点。
与其伴侣—小小的精子不同，卵子在其前体细胞—卵母细胞生长发育过程中积累了大量被称为“母源因子”的物质供其在成熟及受精之后的早期胚胎发育过程中所利用，其中包括许多用来转变为功能蛋白的信使核糖核酸(mRNA）。虽然过去生殖科学家们已经知道许多这样的mRNA在卵子里面储存着并且肯定是经过精挑细选与精雕细琢之后所保留下来的，但是，是谁在执行这一精细的工作还不很清楚。
我室苏友强组在继2012年首次发现并命名了能够同时调控哺乳动物卵母细胞成熟及遗传信息稳定传递的全新基因—MARF1(2012 Science; PNAS)后,经过6年的努力，与复旦大学麻锦彪教授合作，解析了小鼠MARF1蛋白关键结构域的晶体结构，并首次揭示了其作为核酸酶在成熟之前的卵母细胞内行使着雕刻艺术家的责任—特异降解冗余的核酸打造完美无暇的母源mRNA库，为产生一枚优质的卵子而默默奉献！该发现于10月18日在美国科学院院报(PNAS)正式在线刊登。
南京医科大学
2021-04-28