本项目提出一种基于数据总线工作模式可切换的超导量子计算机芯片结构设计(发表于国际一流期刊PRB，2005)，相比于美国Google公司、IBM公司、加拿大D-Wave公司的超导量子计算机芯片而言，具有更强的纠错和避错品质，更易于实现大规模阵列集成。 一、项目分类 重大科学前沿创新 二、成果简介 提出一种基于数据总线工作模式可切换的超导量子计算机芯片结构设计(发表于国际一流期刊PRB，2005)，相比于美国Google公司、IBM公司、加拿大D-Wave公司的超导量子计算机芯片而言，具有更强的纠错和避错品质，更易于实现大规模阵列集成。技术上已经实现了全国产设备工艺线上，芯片电路单元核心器件-约瑟夫森结和共面波导超导谐振器的自行设计制造，在极低温环境下完成了单元器件性能的标定和检验。

本发明公开了一种强磁场下电子枪式电子束注入约束的装置和 方法；装置包括分段的负极板、正极板和电子枪；负极板与正极板相 对并与磁场方向平行放置；电子枪位于极板边缘且平行于极板。本发 明采用电子枪，能发射出大量高速运动的电子束；电场由通电极板产 生，电场方向与磁场方向垂直；电子枪位于极板边缘且与极板平行， 电子枪能发射出大量高速运动的电子束。这些电子束经过分段的电场 区域时产生电漂移运动。在极板出口收集电子束，根据收集电子束大 小，反馈调整电子枪发射面角度与发射功率。本发明通过分段的电场， 克服单一极板

中国科学技术大学中科院近地空间环境重点实验室陆全明、王荣生研究团队，联合美国加州大学洛杉矶分校卢三博士和其他多家欧美科研机构，在地球磁尾磁场重联触发机制方面取得重要进展。他们结合MMS卫星高分辨率观测资料和数值模拟，发现了地球磁尾磁场重联由电子动力学触发的证据。相关结果10月7日在线发表在《Nature Communications》上。 磁场重联是等离子体中的一种基本物理过程。该过程中，磁能会爆发式地释放、转化为等离子体的动能和热能。日地空间环境中许多爆发式能量释放事件，例如：太阳耀斑、日冕物质抛射、磁层亚暴等，都是由磁场重联导致的。地球磁尾发生的磁场重联，其触发时间只有几秒到几十秒，卫星很难直接地探测到触发阶段的粒子动力学行为。因此，磁场重联触发机制的研究主要来源于理论和数值模拟。 依据理论和数值模拟的研究，地球磁尾的磁场重联触发有两种可能的机制。第一种机制是强驱动环境中电子动力学触发磁场重联。第二种是离子动力学驱动磁场重联。关于两种机制的争论持续了长达半个世纪。研究团队结合高时间分辨率卫星数据和数值模拟，发现地球磁尾位型下的磁场重联触发过程起始于小尺度的电子尺度区域的证据，由该区域内电子动力学行为主导，并导致了进一步的爆发式能量释放过程。这为长达半个世纪的地球磁尾磁场重联触发问题的解决提供了新思路。

项目成果/简介:中国科学技术大学中科院近地空间环境重点实验室陆全明、王荣生研究团队，联合美国加州大学洛杉矶分校卢三博士和其他多家欧美科研机构，在地球磁尾磁场重联触发机制方面取得重要进展。他们结合MMS卫星高分辨率观测资料和数值模拟，发现了地球磁尾磁场重联由电子动力学触发的证据。相关结果10月7日在线发表在《Nature Communications》上。 磁场重联是等离子体中的一种基本物理过程。该过程中，磁能会爆发式地释放、转化为等离子体的动能和热能。日地空间环境中许多爆发式能量释放事件，例如：太阳耀斑、日冕物质抛射、磁层亚暴等，都是由磁场重联导致的。地球磁尾发生的磁场重联，其触发时间只有几秒到几十秒，卫星很难直接地探测到触发阶段的粒子动力学行为。因此，磁场重联触发机制的研究主要来源于理论和数值模拟。 依据理论和数值模拟的研究，地球磁尾的磁场重联触发有两种可能的机制。第一种机制是强驱动环境中电子动力学触发磁场重联。第二种是离子动力学驱动磁场重联。关于两种机制的争论持续了长达半个世纪。研究团队结合高时间分辨率卫星数据和数值模拟，发现地球磁尾位型下的磁场重联触发过程起始于小尺度的电子尺度区域的证据，由该区域内电子动力学行为主导，并导致了进一步的爆发式能量释放过程。这为长达半个世纪的地球磁尾磁场重联触发问题的解决提供了新思路。

低温强磁场物性测量系统国际招标采购项目招标项目的潜在投标人应在微信公众号“东松投标”。获取招标文件，并于2022年07月12日14点00分（北京时间）前递交投标文件。

海洋平台、海底管道等海洋装备长期在恶劣的海洋环境中服役，较易出现腐蚀、疲劳以及开裂等结构缺陷，直接影响水下结构可靠性。针对以上问题，本项目（海洋装备交流电磁场智能安全检测及可视化评价技术与应用）围绕海洋装备在役安全检测及评估的技术难题展开系统攻关，基于交流电磁场检测原理，引入海洋电磁学，探究海洋环境中多类型激励下电磁场畸变特征，揭示水下结构缺陷三维形貌-畸变电磁场-可视化成像的正反演化规律，提出水下提离扰动条件下干扰信号识别及补偿方法，建立海洋装备智能检测与可视化评价算法，改变传统操作人员主观评估为智能可视化评价，显著提高海洋结构缺陷检测的智能化和可视化水平，最终构建新一代海洋装备交流电磁场智能安全检测和可视化评价技术体系及其工业应用系统，有效添补水下结构缺陷交流电磁场检测及可视化技术空白，突破国外技术壁垒，率先研发的具有自主知识产权的水下交流电磁场智能可视化检测仪器，可实现500米水深结构物缺陷检测。 团队（赛弗智检）依托于中国石油大学（华东）智能传感与无损检测实验室，目前有教授一名，副教授两名、博士后一名、博士三名，硕士生二十余名，具有良好的科研攻关和产品研发、升级能力。 团队研发的海洋装备交流电磁场智能可视化检测仪器能够实现水下结构萌生级裂纹（3.0 mm 长、0.5 mm 深）的智能识别和可视化评价，突破水下涂层和附着物扰动影响技术瓶颈，减少表面清理作业工序60%以上，可视化反演精度超过90%，达到国际领先水平。 本项目成果改变传统无损检测主观经验判断为智能检测与可视化评价，显著提高海洋装备结构缺陷检测效率和准确率，可广泛用于海洋油气开发、港工码头、跨海大桥以及船舶等多领域海洋装备的在役安全检测，提供高精度缺陷三维形貌信息，为合理决定维修或改装方案提供数据支撑，有效延长海洋装备的使用寿命，保障海洋装备安全运行，具有良好的社会及经济效益。 目前研发的智能可视化检测仪器已在中海油检测技术公司、广东运通仪器科技有限公司等企业销售和推广应用，用于水下导管架焊缝、深水隔水管、海洋平台等关键海洋装备安全检测和评价，有效代替传统磁粉等表面无损检测方法，产品销售及检测服务已为企业新增效益9000余万元。 获奖： （1）第六届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛   银奖 （2）中国博士后创新创业成果大赛   团队组金奖 （3）首届“能源 智慧 未来”全国大学生创新创业大赛   一等奖 （4）第五届山东省“互联网+”大学生创新创业大赛   金奖 （5）第十二届“挑战杯”山东省大学生创业计划竞赛   银奖 （6）东营市首届油地校创新创业大赛   二等奖 （7）第七届中国研究生能源装备创新设计大赛   一等奖 （8）第六届山东省大学生科技创新大赛   二等奖

本发明提供了一种高转矩密度多盘-多气隙轴向磁通磁场调制永 磁电机，其中该永磁电机具有多盘多气隙结构，由沿轴向方向上依次 交错排列的若干定子与转子构成而成，若定子数目为 Ns，转子数目为 Nr，定子与转子数目满足：Ns＝Nr+1(Nr＝2，3，4...)，最外侧两定子 不放置绕组，内侧定子放置环形绕组。按照本发明实现的调制永磁电 机，降低了绕组端部长度，减小了电机铜耗，提高了效率，两侧外定 子作为辅助磁路，保留了磁场调制电机的高电磁转矩密度、高功率因 数等特点，提高了电机的整体转矩密度，同时两侧外定子

本成果针对生物医用纳米颗粒应用于肿瘤治疗与精确定位的靶向治疗领域存在的问题进行以下关键技术的研发：1）研发一种新型涡旋磁纳米颗粒作为肿瘤药物载体（选择乳腺癌治疗领域：项目合作者为新华医院乳腺癌领域药物开发及治疗方面研究者）并构建一种乳腺癌用纳米团簇颗粒；2）研发一种应用于肿瘤治疗与精确定位的靶向磁场装置，利用该装置产生的可控交变磁场，本课题将采用仿生细胞膜包裹涡旋磁纳米颗粒，并协载DOX/EZH2siRNA，通过双靶向（生物靶向及磁靶向），探索化疗耐药的三阴性乳腺癌的治疗，开发一种针对化疗耐药的三阴性乳腺癌的靶向磁场医疗器械。 相关技术指标： 研制出一种新型应用于肿瘤治疗与精确定位的靶向可控磁场发生器，指标要求: 可提供与生物医用磁性纳米颗粒的磁性强弱相符合的交变磁场范围；测量结构精读不低于0.5%；设备所采用的材料具备无毒和抑菌的性质。 技术创新点： 本项目是从医工交叉角度首先研发一种应用于肿瘤治疗与精确定位的靶向磁场装置，并利用该装置实现三阴性乳腺癌的精准治疗；其次利用靶向磁场装置对经仿生细胞膜包覆的涡旋磁纳米颗粒作为载体并协载了DOX/EZH2siRNA的肿瘤药物进行精准靶向定位，开发一种针对化疗耐药的三阴性乳腺癌的靶向磁场医疗器械。

通过超高真空分子束外延技术，在SrTiO3衬底上成功制备出宏观尺度的单原胞层（厚度小于1纳米）高温超导体FeSe与FeTe0.5Se0.5单晶薄膜，其超导转变温度大约在60 K左右，并通过原位扫描隧道显微镜和隧道谱技术对其中的超导配对机制进行了深入研究。 原位扫描隧道显微镜观测表明沉积的Fe原子处于薄膜上层的Te/Se原子间隙处。由于沉积密度极低，Fe原子以孤立吸附原子形式存在，且吸附位附近无近邻Fe原子团簇。系统的原位超高真空（~10-10 mbar）扫描隧道谱实验发现，对特定的吸附原子/单层FeSe（FeTe0.5Se0.5）耦合强度[数量占比约13% (15%)]，Fe吸附原子上可观测到尖锐的零能电导峰（图1）。该电导峰紧密分布在吸附原子附近，衰减长度~3 A，且远离吸附原子时不劈裂。变温实验表明，零能电导峰在远低于超导转变温度时即消失，可初步排除Kondo效应、常规杂质散射态等解释（图2A和图2B）。进一步的控制实验和分析显示，零能电导峰半高宽严格由温度和仪器展宽限制、在近邻双Fe原子情形不劈裂、服从马约拉纳标度方程，这些结果均与马约拉纳零能模的唯象学特征吻合（图2C-图2G）。对沉积于单层FeSe薄膜与FeTe0.5Se0.5薄膜上的Fe吸附原子，结果基本相同。相比于单层FeSe，统计结果表明单层FeTe0.5Se0.5上Fe吸附原子中观测到零能束缚态的几率更高且信号更强。波士顿学院汪自强教授和合作者曾在理论上提出，无外加磁场时，强自旋-轨道耦合s波超导体间隙磁杂质可产生量子反常磁通涡旋。理论上如果单层FeSe和FeTe0.5Se0.5由于空间反演对称破缺而具有较强的Rashba自旋-轨道耦合, Fe原子的磁矩局域破坏时间反演对称，可以使量子反常涡旋“承载”马约拉纳零能模。对单层FeSe和FeTe0.5Se0.5有些理论也预测存在拓扑非平庸相。在二维拓扑超导体中，马约拉纳零能模也会产生于Fe原子诱导的量子反常涡旋中的束缚态。因此，实验中观测到的零能电导峰可归因于Fe吸附原子引起的局域量子反常涡旋。更深入、具体的理解还有待于进一步的实验和理论探索。这一工作将探索马约拉纳零能模的超导材料从三维拓展到二维、从低温超导拓展到超过40 K超导转变温度的高温超导体系，同时无需外加磁场，观测到的零能束缚态原则上可操纵、“存活”温度明显提升。这些优势为未来实现可应用的拓扑量子比特提供了可能的方案。

刘奇航及其合作者以最近由中科院物理所领衔的研究团队发现的ZnCu3(OH)6BrF为例，采用修正后的单体平均场密度泛函理论方法，对这一体系的本征和掺杂行为进行了详尽的模拟。研究发现，ZnCu3(OH)6BrF掺杂后，掺入的电子并没有成为期待的“自由载流子”，而是局域在一个铜原子周围，引起了局域形变。这种电子与束缚它的晶格畸变的复合体称为极化子（如图一所示）。本征材料的带隙中形成新的电子态。因此，电子掺杂后，ZnCu3(OH)6BrF并没有实现半导体到导体的转变。相比之下，具有类似CuO4局部环境的铜氧化物高温超导体的母体材料Nd2CuO4显现除了不同的随掺杂浓度变化的导电性。研究发现，低掺杂浓度时，铜原子附近形成较为扩展的极化子，因此在高掺杂浓度时，这些极化子之间的跃迁可以使系统导电性大大增加，实现半导体到导体的转变，与实验观测很好地吻合。 该研究圆满地解释了最近实验上观测到的Kagome晶格的锌铜羟基卤化物在掺杂后并不导电的现象，指出要在量子自旋液体实现超导，仅仅找到量子自旋液体体系是远远不够的，还必须实现有效掺杂，注入一定浓度的“自由载流子”，为耕耘在该领域的实验工作者提出了新的挑战和实验方向。