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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
量子照明雷达的高效MATLAB仿真技术
本成果通过可视化的工作界面，可以给出量子信号源的关键物理参数分析、量子态演化过程、多份量子态条件下量子照明雷达的虚警概率分析等多个方面的图形化界面，具有较强的推广应用价值。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、技术分析
量子照明雷达是新兴的研究方向，是量子信息技术与雷达技术相结合的新兴产物。而量子信息技术又是古老的量子力学与信息技术相结合的交叉学科，不少研究者因晦涩的量子力学而望而却步。为了降低量子照明雷达的神秘感，打破抽象壁垒，我们创造性地发展了量子照明雷达的高效仿真技术，对于未来实现量子雷达的普及与推广具有重要意义。
截止目前，尚未见到关于量子照明雷达仿真平台的相关报道。而该成果基于MATLAB这一易于上手的计算机数值平台，沟通了抽象的量子力学与具体的量子目标探测之间的桥梁，具有创新性和国内领先的技术先进性。
经过近五年的研究和近两年教学实践的检验，该成果不断丰富和完善，通过可视化的工作界面，可以给出量子信号源的关键物理参数分析、量子态演化过程、多份量子态条件下量子照明雷达的虚警概率分析等多个方面的图形化界面，具有较强的推广应用价值。鉴于量子雷达技术是未来新体制雷达的重要技术途径之一，本成果将有望在空间、水下目标探测方面取得应用，市场应前景广阔。截止到目前，该成果已经应用于高年级本科生的培养与实训和北京某研究所的新体制目标探测项目研发中。
北京理工大学
2022-08-17
一种测试位置控制精确的水下光源测试装置
本实用新型公开了一种测试位置控制精确的水下光源测试装置，包括水池、第一行车系统、第二行车系统、灯源系统、检测系统；所述第一行车系统、第二行车系统安装在水池上，可实现左右、前后、上下方向的移动和水平方向上的旋转；所述灯源系统固定在第一行车系统上，所述检测系统固定在第二行车系统上，灯源发出亮光，照射到检测系统上，以此来检测灯源性能参数。本实用新型所用水池水的特性稳定，波动小，测试环境稳定，通过行车系统保证了灯源系统和检测系统可以在三个自由度移动和水平方向上转动，每个自由度的位移坐标均可以精确到1mm，转动角度精确到0.1°，灯源系统和检测系统的水密装置可以实现在水下进行灯源的性能测试。
浙江大学
2021-04-13
新一代照射器光源激光器工程化研究
北京工业大学
2021-04-14
激光光源传输腔室的温控与净化控制方法和系统
本发明公开了一种激光光源的传输腔室内的温控与净化控制系 统，包括：设置在光路传输通道的模块腔体之前的二级调压阀，用于 调节待进入模块腔体的通道中的气体压力；设置在光路传输通道的气 体净化装置和模块腔体之间的毛细管，用于保证光路传输腔室气压与 外界气压有微正压；以及设置在光路传输通道的模块腔体之后的节流 阀，且每个模块腔体之后对应设置一个所述的节流阀，用于调节各模 块腔室与环境大气压的压差。本发明还公开了相应的温控与净化控制 方法。本发明的装置和方法通过控制腔体与外界的压差恒定，同时通 过加热器和热交
华中科技大学
2021-04-14
一种用于可见近红外光谱检测的LED光源装置
本实用新型公开了一种用于可见近红外光谱检测的LED光源装置。包括驱动电源、LED发光源、套筒、支架、和螺纹圈，套筒安装在支架上，套筒左端内安装有LED发光源，套筒右端内设置有光路组件，并在右端内壁设有内螺纹，LED发光源与驱动电源相连；光路组件包括沿光轴依次布置在套筒右端的阶梯孔端内并通过连接在套筒右端内螺纹上螺纹圈轴向固定的左平凸透镜、光阑和右平凸透镜。本实用新型发射的光线直接照射被测对象，然后再采集透射光谱，能够适应静态透射检测和在线动态检测，本实用新型具有节能环保的优点。
浙江大学
2021-04-13