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高等教育领域数字化综合服务平台
集成生物信息/药物信息服务平台及应用
药物作用潜在靶标的识别对于早期药物分子的研发、安全性评价和老药新用等领域都有着非常重要的意义，但是受制于通量、精度和费用的影响，实验手段的应用难以广泛开展。作为一种快速而低成本的手段，计算机辅助的靶标识别算法的开发正在受到越来越多的重视，发展快速、精确的靶标识别预测方法对于靶向性药物开发、药物—靶标相互作用网络图谱的构建和 小分子调控网络的分析都具有十分重要的意义。 本项目主要是综合利用化学信息学和生物信息学技术，整合现有药物及其作用途径和调控网络的信息，构建药物效应图谱。包括药物及具有生物活性数据库的建立；药物靶标及调控网络信息数据库的建立、整合及注释；药物作用靶标和调控网络预测分析方法和技术的发展；建立了一个技术先进、具有自主知识产权的集成药物设计、化学信息、靶标预测、药物调控通路信息的药物信息服务平台系统。
华东理工大学
2021-02-01
量子点荧光探针快速检测生物活性分子
完成人简介：樊君，西北大学教授，西北大学化工学院副院长， 陕西省化工过程实验教学示范中心主任，指导博、硕士生研究方向包括反应工程、碳一化工、纳米材料、分离工程、精细化工产品开发研究等。
成果内容：基于量子点的荧光探针分析对推动即时检测（POCT）技术的发展具有十分重要的意义。本项目以制备功能型纳米荧光探针为主，主要包括量子点荧光探针（QDs）和稀土掺杂上转换纳米颗粒（UCNPs），并利用制备的荧光探针实现了对生物活性分子的定量检测。项目设计了基于荧光共振能量传递（FRET）的QDs荧光探针和基于CuMn双掺杂的ZnS QDs比率荧光探针，分别实现了对生物活性分子多巴胺和叶酸的定量检测（图13），结果表明所制备的探针具有较高的选择性和灵敏度，项目成果将为医学检测和POCT技术提供技术支持。
不同反应时间得到的CdTe量子点在紫外灯下的实物图及其吸收和发射光谱
成果优势： 量子点(quantum dots，QDs)是指颗粒半径小于激子波尔尺寸半径的纳米晶粒，属于三维尺度限域的零维纳米材料，其尺寸一般在10nm以下。QDs有许多显著地光学性质：优良的抗光漂白能力； 较宽的吸收光谱；发射光谱窄；较大的斯托克斯位移(Stokes shif)。
成果成熟度：中试阶段。
转化方式：技术转让等。
市场展望：本项目的研究结果对提高疾病诊治水平，推动医学科技前沿发展，形成经济新增长点，带动大健康产业发展等都将具有十分重要的意义。
西北大学
2021-05-11
在量子物理与机器学习研究的进展
生成模型的研究重点是如何从给定的数据集合中学习到数据的联合概率分布，以及从学习到的概率分布中高效地生成新的样本。研究团队提出将数据的联合分布概率编码成量子多体态的概率幅的模平方。进一步地，他们提出在经典计算机上使用矩阵乘积态(Matrix Product States)来模拟学习的过程。矩阵乘积态的参数，即张量网络的张量元，可以通过类似密度矩阵重整化群(Density Matrix Renormalization Group)的算法进行学习，最终形成一个具有泛化能力的生成模型。这个学习算法结合了量子物理与机器学习各自的优点：它不仅可以利用GPU高效地学习到模型参数，还可以利用张量网络的灵活性动态地调节模型表达能力。此外，与传统的基于统计物理的生成模型（例如玻尔兹曼机）相比，玻恩学习机还具备直接生成无关联样本的强大能力，从而可以高效地生成新的数据。 基于量子态的概率生成模型融合了量子物理与机器学习的思想，是一个崭新的研究领域。玻恩学习机借助量子态内禀的概率解释及其强大的表达能力，意在为机器学习和人工智能提供更为先进的生成模型和学习算法。此外，这类模型在量子信息处理，量子计算以及多体物理中具有应用潜力。展望将来，最令人兴奋的前景应该会是在一台量子计算机上实现玻恩学习机，从而以全新的方法进行概率型的学习和建模。这项工作用使用张量网络模拟量子计算机的运行，向无监督量子机器学习迈近了一步。作用在一幅MNIST图片上的矩阵乘积态以及它的纠缠谱
北京大学
2021-04-11
量子安全时间传递的原理性实验验证
中国科学技术大学潘建伟及其同事彭承志、徐飞虎等利用“墨子号”量子科学实验卫星，在国际上首次实现量子安全时间传递的原理性实验验证，为未来构建安全的卫星导航系统奠定了基础。该成果于2020年5月11日在线发表在国际学术知名期刊《自然·物理》上。
中国科学技术大学
2021-01-12
量子点荧光探针快速检测生物活性分子
项目成果/简介:完成人简介：樊君，西北大学教授，西北大学化工学院副院长， 陕西省化工过程实验教学示范中心主任，指导博、硕士生研究方向包括反应工程、碳一化工、纳米材料、分离工程、精细化工产品开发研究等。成果内容：基于量子点的荧光探针分析对推动即时检测（POCT）技术
西北大学
2021-01-12
三维量子霍尔效应获得实验验证
卢海舟和谢心澄课题组在拓扑半金属中利用费米弧和“虫洞隧穿”构成的Weyl轨道，提出了一种新的三维量子霍尔效应机制。拓扑半金属是拓扑物相的新成员，具有拓扑保护的表面态，被称作费米弧 (如图4所示)。费米弧是拓扑半金属拓扑保护的表面态的费米面。在拓扑Weyl半金属中，有4个面可以有拓扑保护的表面态。由于拓扑约束的原因，每个面的表面态只是半个二维电子气。相对的上下表面的费米弧电子气可以通过Weyl点连接起来，组成一个完整的二维电子气，这是非常奇异的物相。 既然费米弧也是一种二维电子气，它们是否可以有量子霍尔效应？要研究这个问题，首先要明白什么是形成量子霍尔效应的关键，那就是电子的回旋运动 (如图3左图所示)。电子回旋运动的量子力学描述等价于谐振子，因此会形成等间距的朗道能级。朗道能级在边界发生能量畸变，才会有边界态提供无耗散的电子输运和量子霍尔化电导，即量子霍尔效应。 目前，已经有多个拓扑半金属实验观察到霍尔电阻的量子化平台。这种新奇的三维量子霍尔效应的研究才刚刚开始。直接观测到如图8所示的奇异边界态分布将是未来的一个挑战方向。
南方科技大学
2021-04-13
“趋近绝对零度的量子共振”
介绍了一个趋近绝对零度量子散射共振在化学反应中发挥重要作用的例子。F+H 2
南方科技大学
2021-04-14
复杂信息系统人机交互数字界面设计技术
复杂信息系统人机交互数字界面已成为操作者获取信息、知识推理、判断决策的重要手段和操作依据。复杂信息系统人机交互界面在军事、信息安全、地理交通等诸多重要领域发挥着不可替代和非常重要的作用。该项技术首次综合信息编码、生态界面、认知摩擦、认知负荷和态势感知等关键理论和技术，构建了复杂系统信息流的功能结构模型，分析了复杂系统要素之间的层次结构和内联属性的复杂特征，提出了复杂系统“界面信息-视觉认知”映射模型的知识表征与规则推理，揭示了复杂系统数字界面从视觉信息认知到行为决策之间的映射关系，建立了复杂系统数字界面信息区块布局的空间与结构约束机制。本项技术首次融合脑电、眼动等多维度生理测评技术，提出了复杂信息系统数字界面的可用性评估体系。通过高时空分辨率的脑成像技术与眼球追踪技术相结合，共同揭示了人类在复杂系统数字界面认知各阶段的认知特性，分析了认知失误、认知困难等问题的生理学根源。该技术基于脑电ERP、眼球追踪等多维度融合的生理测评方法，对设计优化方案进行可用性评估，由此提出复杂信息系统数字界面设计的量化评估体系，提出了可实施的复杂系统数字界面设计优化方案。项目成果已成功运用到海、陆、空、航天等信息化装备上，全面提升了信息化装备的人机交互水平，保障了信息化装备整体性能和水平的充分发挥，提高了信息化装备操作绩效。取得突出成绩。应用前景广阔。
东南大学
2021-04-11
电子信息系统电磁兼容设计检测评估技术
电子信息系统电磁兼容设计检测评估技术在系统方案论证阶段即进行电磁兼容设计：在电子信息系统进行功能、布局、结构规划设计的同时，建立基于结构图纸的电磁兼容数字仿真模型；分析电子信息系统内的场-场、场-路、路-路的干扰关联关系；建立基于电磁场方法系统模型、基于分布效应的场路耦合模型、基于路方法的行为级仿真模型，并建立等效干扰模型库；对全系统及分系统的指标进行量化分配，主要包括：频率指配、设备布局、元器件布局、辐射源辐射功率控制、发射带外衰减、接收灵敏度、接收带外抑制、屏蔽性能、电缆布局、电磁环境分布、舱体谐振特性、系统分系统及设备降级状况、设备安全性优先级等；对全系统进行“自顶向下”的电磁兼容预设计。 在工程实施阶段，通过数字仿真、半实物仿真、实物测试交互技术，对进一步暴露出的电磁兼容问题，进行加固方案设计及效果评估，并进行反复迭代，确保工业生产过程的电磁兼容控制；根据系统设计的特殊要求，研究电磁兼容实施标准和测试方法，在电子信息系统工程实施完成后，根据相应的标准和要求进行电磁兼容性试验，确认系统电磁兼容状况达到设计指标。该技术可以应用于日用电器及电子电气产品的电磁兼容设计、评估、工程控制和检测。
北京航空航天大学
2021-04-13
无线充电技术在畜牧信息化养殖中的应用
信息技术在畜牧业生产、管理、服务等领域应用程度在逐年增加，畜牧信息化养殖过程中，应用了大量的信息采集模块，能量补给问题越显突出。以往多数采用的是更换电池或者有线充电的方法，采用更换电池的方法会使得工作人员频繁进出，容易带入病菌等影响奶、肉质量的因素，而采用有线充电则对使用者而言太过于麻烦。 本技术提出了无线充电技术在畜牧信息化养殖中的应用新型磁耦合谐振技术完成无线充电，这样可以减少人为因素对养殖环境的影响，也减少了有线充电的麻烦。
扬州大学
2021-04-14