北京大学物理学院现代光学所王剑威研究员与意大利罗马大学Fabio Sciarrino教授、英国布里斯托尔大学Anthony Laing和Mark Thompson教授，受邀在国际著名刊物《自然-光子学》（Nature Photonics）上撰写综述文章，介绍“集成光量子技术”这一新兴领域的基本科学原理和前沿进展。 量子技术利用量子物理基本原理，通过操控光或物质的量子叠加和量子纠缠等内禀属性，其信息处理能力有望从根本上超越经典范畴的信息技术。集成光量子芯片技术是一门结合了量子物理、量子信息、集成光子学和微纳制造等学科的前沿交叉技术，通过半导体微纳加工制造，有望实现高性能且大规模集成的光量子器件和系统，达到对作为量子信息载体的单光子进行高效处理、计算和传输等功能。 国内外对集成光量子芯片技术的研究取得许多重要进展 2008年，国际上首次实现了基于二氧化硅平面光波导体系的量子受控纠缠门和量子干涉，开创了集成光量子芯片领域的先河。在过去十年间，国内外对集成光量子芯片技术的研究,取得了许多重要进展，目前已实现了片上光量子态的制备、量子操控以及单光子探测等核心功能，并且器件集成度和功能复杂度也都得到了大幅度提高。综述总结了集成光量子芯片的主流材料体系、核心量子光学元器件，及其量子信息的前沿应用，包括量子密钥分发和通信、物理和化学系统的量子模拟、量子玻色取样、光量子信息处理和计算等。 集成光量子芯片的材料体系目前主要采用硅基绝缘体上、铌酸锂、激光直写二氧化硅、氮化硅、氮化嫁、磷化铟等光波导材料。核心器件主要包括集成单光子源与纠缠光子源、可编程大规模集成光路、集成单光子探测器等，其中量子光源主要有非线性参量型量子光源和固态量子点型量子光源，而单光子探测主要通过超导纳米线探测和过度边缘感应传感来实现。这些核心光量子集成器件的性能均取得了很大程度的提升。与此同时，集成光芯片平台上也已经逐渐发展出一套可以将量子信息精确加载在单光子的路径、偏振、时间、空间、频率等不同自由度的方法，为该技术的发展提供了广阔的便利性和多样化。 集成光电子器件在经典通信系统中一直起着举足轻重的作用，可以预期其也将在量子密钥分发和量子通信中起到重要作用，特别是微小型、低成本、高性能的量子通信收发芯片的发展，将有助于进一步降低成本、提高可靠性，推进其实用化进程。目前，量子通信的几种主要协议，包括制备-测量类的通信协议以及基于纠缠分布和量子隐形传态类的协议等，已先后在硅基、磷化铟、氮化硅等光子芯片上得到实验验证。另外，全集成型量子真随机数发生器也有很多实验实现，并有望在不远的将来提供微小型、高速和低成本的真随机数发生器。 量子线路模型和基于测量的单向量子计算模型是实现通用量子计算的主流模型。光学量子计算的线路模型实现方案存在扩展性困难，但基于测量的光量子计算可以大大降低需要的物理资源，并可实现通用量子计算。在可编程的光量子芯片平台上，目前已成功实验验证了Shor因数分解算法、Grover搜寻算法、优化算法等重要算法，并可在单一芯片实现多种复杂量子信息处理功能。近年来，片上制备并操控复杂量子态，包括高维量子态、多光子纠缠态、图纠缠态等，均已在硅基和二氧化硅等平台实现。值得一提的是，集成光量子芯片的高可编程性、高稳定性、高保真度，为通用量子计算的实现提供了基础。 量子玻色取样和量子模拟被认为是量子计算的短期实现目标和重要应用方向。触发型玻色取样和基于量子点光源的玻色取样，被认为是实现具备“量子优势”的玻色取样量子计算的有效技术方案，有望超越经典计算机计算能力，其中前者已实现芯片上量子光源和线性网络的全集成，而后者最近在中科大发布的一个论文预印本中报道了20光子60模式玻色取样的重要突破。集成光量子芯片体系已实验验证了离散型和连续型的量子漫步功能，并可用于模拟复杂的物理和生物过程。同时，集成光量子模拟器也成功验证了多种典型的量子模拟算法，有望有效地模拟化学分子动力学过程。

水是工业生产的主要媒介之一，在生产过程中既作为工艺介质，又作为辅助介质，因此应用十分广泛，但由于以前水价偏低，致使企业不重视节水工作，不但用水量较大，同时还会产生大量的废水，既增加了企业废水处理的成本，又污染了环境。从2011年开始，国家又一次提高了污水的排放标准，与此同时，江苏地区还重新修订了工业企业的用水定额，对企业的用水与排水提出了更高的要求。针对于此，本课题组面向火力发电、钢铁、造纸、纺织印染、化学工业与石油化工等行业，在综合企业现有水系统的基础上，采用水夹点优化技术开发了集成节水技术，通过对水系统进行节水改造，通过提高水的重复利用率及废水的深度处理与再生回用，可大大减少企业的新水用量和废水排放量，降低企业的运行成本，减小环境治理的压力。  本课题组可承接各种节水技术改造的工艺与设备设计、设备安装调试等。

成果简介随着 LED 制造技术的发展， LED 应用已经从显示设备的背光照明领域发展到了民用照明领域， 越来越多的 LED 已被应用在汽车、 路灯、 民用以及舞台灯光等各种照明场合。 驱动电源性能是体现 LED 整体性能的关键， 保证 LED 驱动电源具有小巧、 长寿命、 高可靠性等优点是未来 LED 驱动电源的发展方向。本项目设计的是采用拥有自主知识产权的高性能功率变换器作为主电路， 将AC-DC 电源和驱动芯片的功能合二为一， 在实现功率因数校正的同时， 保证 LED

QFDesk是一个集成前处理、求解器、 后处理的基础软件平台。QFDesk已经实现了专业软件必备的功能模块以及扩展所需的全部基础模块，为客户实现专有计算软件提供灵活、丰富的接口。我们将与客户一起开发属于客户转悠的功能模块。由于所有的基础模块已经在QFDesk中实现，这使得扩展客户专属功能模块的工作非常简单和高效。用户可以自由扩展内容包括：功能菜单的自定义、参数配置界面的初始化、求解器调用集成、配置文件读写、结果文件的可视化等。

2020年网络通信与安全紫金山实验室宣布，我国自主可控、成本超低的毫米波相控阵芯片诞生，它覆盖广、速度快，为我国实现毫米波通信技术商用全面化迈出了坚实一步。毫米波相控阵芯片我国商用毫米波相控阵芯片出炉，也标志着中国占据了未来5G通信领域的制高点，也无需担心在芯片应用上受制于人，举例来说，256通道的典型相控阵天线售价高达上百万元，这些技术以往都被美国等西方国家牢牢握在手中，我国不得不以高价购买，如今我国率先突破商用毫米波相控阵芯片，确实是值得庆祝的好消息。毫米波的波长范围为1-10毫米，频率则为30GHz-300GHz，以直射波的方式在空间进行传播，据公开的资料显示，毫米波对沙尘和烟雾具有很强的穿透力，几乎能无衰减的通过沙尘和烟雾，甚至在爆炸和金属散射的条件下，毫米波也能较快地从衰减期恢复通信峰值，又因为毫米波比微波的波束要窄，分辨相距更近的小目标时，毫米波可以更清晰的观察目标细节。5G毫米波相控阵芯片毫米波不仅对改善民用通信有帮助，在军事领域同样至关重要，打个比方，两架战机高速对向移动，它们要实现信息传递必须在空间中找到相互通信的定向天线波束，这是一个非常困难的挑战，而毫米波数字阵列程序，就能很好地解决这个问题，毫米波数字阵列程序采用的单元级数字形成波束技术，可以灵活的变通波束通信方案，能大大缩减发现节点时间，提高信息吞吐量。总之，我国商用毫米波相控阵芯片的诞生，对我国未来社会发展、国防力量提升都有促进作用。分析人士指出，这个突破不仅仅是一组数据、一种芯片的突破，它揭示了伊朗刚刚受到的屈辱，永远不会出现在中国。原文：https://baijiahao.baidu.com/s?id=1656335203191635680&wfr=spider&for=pc

液相芯片在多元生物分析中具有重要应用，而与该技术相关的知识产权都被国外的公司垄断，因此我国有必要开发原创性的液相芯片技术。本课题组即以此为目标，进行具有自主知识产权的“光子晶体编码液相芯片技术”研究和开发。在该研究领域，我们对微流控乳化技术及纳米粒子有序组装进行了系统的研究，确立了光子晶体编码微球的制备方法；提出了微载体解码及检测的图像分析方法，构建了用于光子晶体微球液相芯片技术的检测平台；开发了肿瘤等疾病的诊断试剂盒，证明了光子晶体液相芯片技术的应用能力。

人工智能技术飞速发展,我国大体上能够与世界先进国家发展同步。我国拥有自主知识产权的文字识别、语音识别、中文信息处理、智能监控、生物特征识别、工业机器人、服务机器人、无人驾驶汽车等很多智能科技成果已进入市场,但是9%以上是软件、算法产品，在人工智能神经网络芯片研发方向上,我国又是落后于美国5-10年左右，可以预见的是,将来我国的人工智能神经网络硬件又将进口大量的IBM、Google、NVIDA、Braodcom等公司的产品,遵循的标准又将按美国的标准,在市场上处于弱势地位。

近年来,半导体光源正以新型固体光源的角色逐步进入照明领域。由于半导体照明具有高效、节能、环保、使用寿命长、响应速度快、耐振动、易维护等显著优点,所以在国际上被公认为最有可能进入通用照明领域的新型固态冷光源。随着其价格的不断降低,发光亮度的不断提高,半导体光源在照明领域中展现了广泛的应用前景。业界普遍认为,半导体灯取代传统的白炽灯和荧光灯,是大势所趋。而半导体发光二极管（Light Emitting Diode , 简称LED）被认为是最有可能进入普通照明领域的一种绿色照明光源，按固体发光物理学原理,LED发光效率能近似100 % ,并具有工作电压低、耗电量小、发光效率高、响应时间极短、光色纯、抗冲击、性能稳定可靠及成本低等优点,因此被誉为21 世纪新光源,有望成为继白炽灯、荧光灯、高强度气体放电灯之后的第四代光源。虽然LED具有以上的很多优点，但是发光效率和使用寿命仍是制约其普及应用的主要因素。 目前国内大多致力于LED外部封装结构的研究，而公司里多采用进口芯片，如cree芯片，再在现有基础上进行外部封装结构和设计。而即便是散热好，寿命长，取光效率比较好的封装结构，国内所能达到的水平也就是刚刚超出100lm/w。主要原因在于其封装材料的选择和封装结构的不合理性，浪费了芯片的出射光，从而降低了取光效率。而国外LED不仅在外部封装结构，而且在芯片方向都明显优于国内水平，所以基本垄断国内LED的市场，尤其对于功率型白光LED的垄断相当严重。而这些高亮度半导体LED芯片生产技术掌握在以美国Cree和Lumileds、日本的Nichia和Toyoda Gosei，以及欧洲的Osram等为首的少数大公司手中。 现在功率型白光LED 的光效已提高到80～100lmPW,而真正能够取代白炽灯和荧光灯进入通用照明市场,其光效需要达到150lm/ W。这一方面要求在芯片的制作上不断提高LED 的量子效率,同时还要求在LED 的封装及灯具的设计制作过程中尽可能提高出光效率。现有的LED出光效率低的原因之一是，LED芯片的折射率较高，LED发出的光在出射芯片的时候，有相当一部分光被芯片与外界（环氧树脂）的界面反射。本产品是通过特殊镀膜方法，使LED芯片出光效率提高了10%。可以有效的增加LED的使用寿命，达到2万小时以上，而且可以使发光效率达到120lm/w到160lm/w。拥有这样长寿命和高出光效率的白光LED，必将引领整个照明市场，必将产生丰厚的利润，具有非常好的发展前景。