利用远心镜头获取微小物体的三维点云数据。可用于工业微小器件尺寸、材料形变测量、三维指纹识别、三维生物特征识别领域。

准确测量太赫兹频段目标雷达散射界面（Radar Cross Section，RCS）是开展太赫兹成像和探测等技术研究的基础。利用反射式太赫兹时域光谱系统(THz-TDS)可以实现目标的超宽带RCS参数测量功能。典型基于THz-TDS的RCS测量系统主要由飞秒激光器、太赫兹辐射源、太赫兹探测器、光学延时扫描装置和待测目标转台等组成。

核心技术：高精度基础电量测量-电压、电流、电阻自主可控软硬件设计开发基于统一测发控平台的敏捷设计 技术创新点：温度自补偿技术幅值-频率复合标定策略基于自主学习的低频噪声实时滤除方法 技术特色：测量高精度高，产品稳定性好指标范围宽，完全自主可控隔离性好，具有自主知识产权

TRS-BDHD是基于北斗卫星定位系统开发的一种姿态/航向测量系统。它将2/4个北斗卫星接收单元集成在一起，通过北斗卫星载波相位处理算法实现高精度、高动态的姿态/航向测量。它突破了北斗卫星定位系统的应用局限，可为各动态载体种提供基于北斗的实时航向、俯仰和横滚姿态以及三维位置和速度测量。可广泛应用于海洋、航空和地面。

 本项目提出的“高精度广域应变与位移微波监测仪”应用在针对大型建筑、桥梁、堤坝、边坡工程、自然山体等对象在力的作用下所形成的应变或位移进行监测。该仪器设备采用地基干涉微波成像技术，能够对较为广大区域进行微波探测，通过分析回波信号以及相应的处理实现对被探测区域的场景进行的微波成像和差分干涉测量，得出被探测区域的三维微波图像，发现场景中发生形变或位移的区域并给出相应的变化量，实现对探测区域的最高0.1米成像分辨率精度、0.05米的高程精度和0. 1毫米的变化测量精度。利用该仪器可以实现探测目标在三维高密度网格条件下的形变测量，同时可以利用微波散射特性的差异对探测区域的物理属性进行反演。该仪器设备采取非接触式的工作模式、具有远程测量和全天候全天时工作的能力，可以为大型设施提供全面、精细、准确的微小应变与位移的监测数据，也将促进新型测量应用的进步与相关理论的发展。  本项目联合国家安全生产监督管理总局在密云铁矿和紫金矿业等矿山企业进行了试验验证并取得了良好的效果。

产品详细介绍 1 系统简介 惯性导航实验教学系统采用领先的现代智能传感器技术，包括三轴MEMS陀螺、三轴MEMS加速度计、三轴MEMS磁强计传感器，学生可分别作陀螺、加速度、磁场传感实验,倾角仪、电子罗盘和航姿综合实验等，该套实验系统有助于学生理解、熟悉、掌握惯性导航/航向姿态/运动状态测量的原理、技术及其应用。 公司也可基于这套系统做惯性导航实际项目、产品和系统开发，同时还可利用转台对器件和产品进行测试。 2 功能特点 2.1 较低的价格，可以让所有学生亲自动手实验，引领国内惯性导航的实验教学进入普及化时代； 2.2 提供全面的教学和实验配套服务，减轻教师的负担； 2.3 国内首家配备低价格电动转台，学生可做定量实验，更好的掌握惯性导航技术； 2.4 转台专门设计了触碰后的停车装置，不存在实验中的安全隐患； 2.5 计算机软件基于Labview程序，减少学生在程序语言方面的门槛和时间，使学生可以专注于惯性导航技术； 2.6 集成度高，包含了各类相关传感器； 2.7 实验覆盖全面，从单一传感器实验到所有传感器融合的综合实验； 2.8 通过自身在国内惯性导航领域的领先技术，实现该实验室方案的不断升级，真正在实践方面使高校教学/实验水平跟上技术发展的潮流； 2.9 可为学校量身定做相关实验系统； 2.10 基于这套系统进行相关产品和项目的开发，可以大大降低开发难度，减少开发时间。

产品详细介绍NeurOne高精度脑电测量系统一、产品概述：NeurOneEEG/ERP高精度脑电测量系统是芬兰Mega公司开发的创新型脑科学研究，NeurOne认知神经科学测量系统利用世界最新的数字信号处理技术发展，目前是全世界性能最好的神经科学测量系统并提供了更加精确与干净的信号质量、更高的采样率、模块化解决方案，和在数字信号加工过程中利用最新处理手段,使其更加具有灵活性和扩展性。NeurOne是一个多功能系统，广泛应用于不同的认知神经科学、心理与行为科学以及人因工程与工效学等研究领域。二、多模态脑功能研究：NeurOne系统可以与fMRI功能性核磁共振、fNIRS功能性近红外光谱脑成像或者TMS经颅磁刺激器结合进行多模态脑功能实验研究；NeurOne提供了专为与TMS经颅磁刺激器一起使用的功能模块，有特殊还原技术在短延时情况下来消除磁制品影响。先进的头盒设计使AC交流电和DC直流电信号可单独或同时,新的创新Tesla核磁脑电放大器给NeurOne带来MRI兼容性。三、技术功能特点：NeurOne挑战传统的认知神经实验室ERP系统:24Bit高分辨率每通道最高可达80,000Hz超高速采样率高精度放大器技术可升级为NeurOneBrainstorm系统,最高达1200导联NeurOne设备具有很明显的技术领先优势，决不以牺牲数据质量来追求通道的数量、缩短准备时间或者降低成本。其中，NeurOne放大器每个80导，包括8个双极导联，还有8导High-level外接信号输入。由于它的频带足够宽（DC～3500Hz）、采样率足够高（256-1200导，每导可达20000Hz，单导记录最高可达80000Hz），还可用双极或单极同时记录许多其他的生理信号（如ECG心电、EMG肌电、EEG脑电等），一方面可以去除心电和肌电的干扰，另一方面可以进行脑活动过程与其他生理系统的综合研究。同时NeurOne的放大器参数足够高，性能足够稳定，可以进行听觉脑干诱发电位的记录和研究。输入阻抗为1 Gohm，共模抑制比 106 dB。 NeurOne是建立在高保真记录的基础上，能够提供完全原始的高保真数据，不需要屏蔽和滤波，信号不失真。四、脑电超扫描技术NeurOne脑电超扫描系统每个放大器的Headbox由64个单极、8个双极和8个high level输入接口组成，共计80导，每导的采样率能达到20000Hz，最高可以达到80000Hz。团体超扫描脑电测试平台每套系统可提供多至2-30个放大器（共计128/1200导）的协调同步,并可选择支持视频同步。NeurOne系统最高支持1200高导联，并可确保所有通道的同步采集。精心设计的启动和时间锁定功能确保系统中所有通道无相位偏差。所有的通道都使用高质量的24位A/D模拟数字芯片来处理数据。五、多功能应用：　1、Hyperscanning脑电超扫描研究:NeurOne脑电超扫描系统的模块化设计可以提供多达4人实时同步进行脑功能超扫描测试使用系统，并支持完全同步视频的摄影机。使用创新的Brainstorm超扫描技术 (Multi Syncbox)，支持多达10个 NeurOne主机系统实时同步，允许最多30人使用30个放大器同时工作–均由一台电脑记录。2、EEG-fNIRS多模态研究: NeurOne多模态脑功能测试系统可以和fNIRS（高密度近红外脑功能成像系统）搭配使用，将EEG和fNIRS进行整合发挥二者的优势，EEG的时间分辨率高，但是空间分辨率低；fNIRS的时间分辨率低，实时性较差，但是空间分辨率高。为了准确、全面、实时的测量大脑在认知过程中的活动，实现全面、实时的脑成像方式无疑是一种更好的策略。结合EEG与fNIRS的多模态脑成像技术在认知神经科学研究中有着很好的应用前景，同时还可搭建多模态脑-机接口系统。3、EEG-fNIRS多模态脑机接口研究:传统基于单一模态脑电(EEG)脑-机接口易受环境噪声干扰、分类精度低等问题,在EEG脑-机接口的研究基础上,引入功能近红外光谱成像(function NearInfrared Spectroscopy,fNIRS)技术,可以自行设计EEG-fNIRS多模态脑-机接口的实验范式,研究最重要的特征提取与分类环节，同时SIMULINK驱动程序可在订单中选购，并提供BCI脑机接口应用程序: BCI2000可免费提供给NeurOne用户。4、EEG-TMS多模态研究: NeurOne多模态脑功能测试系统可以和TMS（经颅磁刺激器）搭配使用。高动态输入范围（+/-430mV的直流电模式以及+/-86mV的交流电模式），较大的模拟带宽（直流输出3500HZ），让TMS保持较低的伪影，使得分析大脑活动的潜伏期更短。此外，TMS拥有硬件弱音功能以及在线伪影消除的软件功能。此外我们增加了EEG采样同步触发新功能。触发器由刺激系统软件发出（ErgoLAB刺激编译软件、Presentation软件, Superlab软件, E-Prime软件），这些触发信号能够通过NeurOne主控器传到TMS设备上。NeurOne可以在持续的EEG采样信号中发出触发脉冲，产生更精确的TMS，减少伪影，更容易进行伪影去除。NeurOne结合TMS案例应用：http://www.kingfar.cn/newsShow_88.html5、EEG-fMRI多模态研究: NeurOne Tesla多模态脑功能测试系统使得同时测量MRI和EEG成为可能。利用NeurOne SyncboxEEG所获得的数据和MRI扫描是同步的(例如4或10MHz)。高动态输入范围(+/- 430 mV的直流电模式和 +/-86 mV的交流电模式)结合模拟带宽(直流输出3500 Hz) ,使利用高梯度力度获得精确信号毫无风险。应用领域：EEG/EP测量ERP研究EEG +TMS结合多模态脑功能研究EEG +fMRI结合多模态脑功能研究多通道EMG肌电图研究群组超扫描研究（多达4人4视频摄像机完全同步）其他神经科学的测量其他心理测量 NeurOne放大器参数：•每个Headbox 有64导单极导联；•每个Headbox 有16导双极导联；•每个Headbox 有16导High Level 导联；•采样率：512导同时采集，每导可达20,000 Hz ；•所有导联均同步采集信号，最大支持1200高导联，•支持超扫描技术Hyperscanning最多支持30人同步采集团体脑电数据；•支持多模态技术，含EEG-TMS，EEG-fNIRS，EEG-fMRI等研究技术方案•A/DResolution：24 Bit ；•输入阻抗：1 GOhms ；•共模抑制比（CMRR）：106 dB ；•带宽（Bandwidth）：DC ～ 3500 Hz ；•低通滤波：DC（10000 Hz）；-3 dB（7000 Hz）；•高通滤波： -3 dB（0.16 Hz）；•输入噪声（InputNoise.）（DC Mode）：<0.8uV RMS (0-200 Hz)，<2.0uV RMS(DC-3500 Hz) ；•输入范围（FullScale Input Range）（DC Mode）：+/- 430 mV ；•系统增益（SystemGain）（DC Mode）：10 ；•灵敏度（Sensitivity）（DC Mode)：51 nV/bit ；•输入噪声（InputNoise.）（AC Mode）：<0.6uV RMS (0.16-200 Hz)，<1.5uV RMS (0.16-3500 Hz) ；•输入范围（FullScale Input Range）（AC Mode）：+/- 4.3 mV ；•系统增益（SystemGain）（AC Mode）：50 ；•灵敏度（Sensitivity）（AC Mode）：0.51 nV/bit ；•数字化（TTL）输入：8 Bit非隔离输入触发，2个隔离输入/输出•High Level 输入范围：+/- 5 V ；或+/- 10 V•阻抗：1K Ohm ～ 50 K Ohm ；•Headbox 体积（h x w x d）：20 x 7 x 16cm, 每 64 导；•Headbox 重量：0.68 kg。•Main unit体积（H x W x D）：33×12×27 cm,160导系统主机•Main unit重量：3.6•安全规范：EN60601-1，EN 60601-1-1，EN 60601-1-2EN60601-1-4，EN60601-2-26NeurOne用户请注意：注意 – 仅用于科研，不用于诊断过程,设备可用于非临床实验研究。PUBLICATIONS USING NEURONE EEG/ERP ORNEURONE TESLA :1. A platform for realtime processing of biosignalsfor monitoring purposes. PITKÄNEN,PAAVO. Master of Science Thesis. Tampere University of Technology. May 2012. InFinnish2. A New Platform for Realtime BCI Applications. Paavo Pitkänen1,2,Jukka Kinnunen2, Tarmo Lipping1 (IEEE,Senior Member). 1 Tampere University Of Technology, 2 Mega Electronics Ltd. Poster at Berlin BCI meeting 20123. Visual ERP P3 amplitude and latency in standaloneand embedded visual processing task. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. 2011;2011:781-4.doi: 10.1109/IEMBS.2011.6090179. Korpela J, Huotilainen M. Brain Work ResearchCentre, Finnish Institute of Occupational Health, Helsinki, Finland. jussi.korpela@ttl.fi4. The effect of automatic blink correction onauditory evoked potentials. Korpela,J. ; Brain Work Res. Centre, Finnish Inst. of Occupational Health, Helsinki,Finland ; Vigario, R. ; Huotilainen, M. 10.1109/EMBC.2012.63460095. Breakfast high in whey protein or carbohydratesimproves coping with workload in healthy subjects. Nora Sihvola a1, Riitta Korpela a1, Andreas Henelius a2, Anu Holm a2 a3,Minna Huotilainen a2, Kiti Müller a2,Tuija Poussa a4, Kati Pettersson a2,Anu Turpeinen a5 and Katri Peuhkuri a1 c1.a1 Institute of Biomedicine, Medical NutritionPhysiology, Pharmacology, University of Helsinki, PO Box 63, HelsinkiFIN-00014, Finland. a2 Finnish Institute of Occupational Health,Brain and Technology Team, Topeliuksenkatu 41 aA, Helsinki FIN-00250, Finland. a3 Department of Clinical Neurophysiology, Hospital District of Satakunta,Sairaalantie 3, Pori FIN-28500, Finland a4 Stat-Consulting,Vahverokatu 6, Nokia FIN-37130, Finland a5 ValioLimited, PO Box 30, VALIO, Helsinki FIN-00039, Finland British Journal ofNutrition, 20136. Pilot Study ofAcupuncture Point Laterality: Evidence from Heart Rate Variability. Guangjun Wang, Yuying Tian, ShuyongJia,Wenting Zhou, and Weibo Zhang.Institute ofAcupuncture and Moxibustion, China Academy of Chinese Medical Sciences, 16Dongzhimennei, Nanxiaojie, Dongchen District, Beijing 100700, China Evidence-BasedComplementary and Alternative Medicine. Volume 2013 (2013), Article ID 476064,7 pages http://www.hindawi.com/journals/ecam/aip/476064/7. Algorithm forautomatic analysis of electro-oculographic data.Kati Pettersson1*, Sharman Jagadeesan1, Kristian Lukander1,Andreas Henelius1, Edward Hæggström2 andKiti Müller11Brain Work Research Center, FinnishInstitute of Occupational Health, Topeliuksenkatu 41aA, Helsinki 00250,Finland.2Electronics Research Laboratory, Departmentof Physics, University of Helsinki, P. O. Box 64, Gustaf Hällströmin katu 2,Helsinki FIN-00014, Finland.BioMedicalEngineering OnLine 2013 12:110.8. Brain-statedependent brain stimulation: Real-time EEG alpha band analysis using slidingwindow FFT phase progression extrapolation to trigger an alpha phase locked TMSpulse with 1 millisecond accuracy.Christoph Zrenner,Johannes Tünnerhoff , Carl Zipser, Florian Müller-Dahlhaus , Ulf ZiemannCenter forNeurology, Tübingen University, Hoppe-Seyler-Str. 3, 72076 Tübingen, GermanyBrainStimulation: Basic, Translational, and Clinical Research in Neuromodulation:Volume 8, Issue 2, A1-A10, 169-4389. Behavioral andelectrophysiological evidence for fast emergence of visual consciousness.Henry Railo1,2,3,*,Antti Revonsuo1,2,3,4 and Mika Koivisto1,2,31Department of Psychology, University ofTurku, 20014, Finland; 2Centre for Cognitive Neuroscience, University of Turku, 20014, Finland;3Brain and Mind Centre, University of Turku,20014, Finland; 4School of Bioscience, University of Skövde,SE-54128, SwedenNeuroscience ofConsciousness, 2015, 1–1210. Fastdetermination of MMN and P3a responses to linguistically and emotionallyrelevant changes in pseudoword stimuliSatu Pakarinen,Laura Sokka, Marianne Leinikka, Andreas Henelius, Jussi Korpela,MinnaHuotilainenFinnish Institute ofOccupational Health, Helsinki, FinlandNeuroscienceLetters 577 (2014) 28–3311. Alterationsin attention capture to auditory emotional stimuli in job burnout: Anevent-related potential studyLaura Sokka a, Minna Huotilainen a, Marianne Leinikka a, Jussi Korpela a, Andreas Henelius a,Claude Alain b,c, Kiti Müller a,Satu Pakarinenaa Finnish Institute of Occupational Health,Topeliuksenkatu 41 a A, 00250 Helsinki, Finlandb Rotman Research Institute, Baycrest Centrefor Geriatric Care, 3560 Bathurst Street, Toronto, Ontario, Canada M6A 2E1c Department of Psychology, University ofToronto, Toronto, Ontario, CanadaInternationalJournal of Psychophysiology 94 (2014) 427–43612. Brain-statedependent non-invasive brain stimulation using closed-loop real-time EEG signalanalysis to trigger a TMS pulse with millisecond accuracyC. Zrenner, J.Tünnerhoff, C. Zipser, F. Müller-Dahlhaus, U. ZiemannUniversity ofTübingen, Center of Neurology, Tübingen, GermanySocietyProceedings / Clinical Neurophysiology 126 (2015) e63–e17013. BilateralHegu Acupoints Have the Same Effect on the Heart Rate Variability of theHealthy SubjectsWang Guangjun, TianYuying, Jia Shuyong, ZhouWenting, and ZhangWeiboInstitute ofAcupuncture and Moxibustion, China Academy of Chinese Medical Sciences,Beijing 100700,ChinaHindawi PublishingCorporationEvidence-BasedComplementary and Alternative MedicineVolume 2014, ArticleID 106940, 5 pages (http://dx.doi.org/10.1155/2014/106940)14. AcupunctureRegulates the Heart Rate VariabilityGuangjun Wang,Yuying Tian, Shuyong Jia, Wenting Zhou, Weibo ZhangInstitute ofAcupuncture and Moxibustion, China Academy of Chinese Medical Sciences,Beijing, ChinaJ AcupunctMeridian Stud 2015;8(2):94-9815. Closed-LoopNeuroscience and Non-Invasive Brain Stimulation: A Tale of Two LoopsChristoph Zrenner,Paolo Belardinelli, Florian Müller-Dahlhaus and Ulf ZiemannBrain Network andPlasticity Laboratory, Department of Neurology and Stroke and Hertie-Institutefor Clinical Brain Research, University of Tübingen, Tübingen, GermanyFrontiers inCellular Neuroscience, April 2016, Volume 10, Article 9216. Physiologicalprocesses non-linearly affect electrophysiological recordings duringtranscranial electric stimulationNoury, N., et al.,NeuroImage (2016), http://dx.doi.org/10.1016/j.neuroimage.2016.03.06517. Job burnout is associated with dysfunctions inbrain mechanisms ofvoluntary and involuntary attention Laura Sokka, Marianne Leinikka, JussiKorpela, Andreas Henelius, Lauri Ahonen,Claude Alain, Kimmo Alho, MinnaHuotilainen, http://dx.doi.org/10.1016/j.biopsycho.2016.02.01018. Shifting ofattentional set is inadequate in severe burnout: Evidence from an event-relatedpotential studyLaura Sokka, MarianneLeinikka, Jussi Korpela, Andreas Henelius, Jani Lukander, Satu Pakarinen, KimmoAlho, Minna Huotilainen. PII: S0167-8760(16)30853-4 DOI: doi:10.1016/j.ijpsycho.2016.12.004

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。

作为信息化时代各领域发展的重要基础与保障，信息安全是一个不容忽视的国家安全战略。当今信息安全领域广泛使用的公钥密码体制主要都是基于经典计算机“难以求解”的数学问题所设计构造的。近些年来，随着量子计算技术的快速发展，传统公钥密码体制不再安全。一方面，Shor算法、Grover搜索算法、量子傅里叶变换等算法相继被提出，从理论上证明这些算法在量子计算机上运行可以显著缩短传统公钥密码体制所依赖数学问题的求解时间。另一方面，实际可行的量子计算机技术不断发展，2019年，Google宣布制造出53量子比特的量子处理器“悬铃木”，在绝对零度条件下可以在200秒完成超级计算机1万年的计算任务。在即将到来的“后量子时代”，我们需要更安全的密码体制来保护隐私，也就是后量子密码（Post-QuantumCryptography,PQC）。未来10年商用量子计算机将面世，在量子计算机面前，构造传统公钥密码体制所基于的数学难题将毫无安全性可言，进而依赖密码体制而构建的信息安全系统及各种应用将面临着严峻的安全问题，甚至存在被完全破解的潜在威胁，亟待研究抵御量子攻击的密码体制及其芯片实现技术。 2022年美国政府正式签署安全法案，首次将后量子密码纳入美国国家安全备忘录，同时还提出《量子计算网络安全准备度法案》，旨在指导推动信息安全系统向后量子密码学过渡。2022年9月7日，美国国家安全局(NSA)发布了《商业国家安全算法套件2.0》，其中将入选第三轮抗量子密码标准化选择的CRYSTALS-KYBER(以下简称Kyber)算法列为国家安全系统未来过渡迁移的必备算法。我国也在后量子密码领域积极跟进，参与国际竞争，于2020年发布国内首份量子安全白皮书，广泛布局后量子密码安全技术应用与产业生态。目前后量子密码算法的研究正在逐渐走向成熟与标准化，未来将有数十亿新旧设备完成从传统公钥密码体制向后量子密码算法的迁移过程。在充分考虑安全性能、算法性能、便利性和合规性的前提下，研制出符合国际标准且具有国际竞争力的后量子密码SoC芯片并应用，对于我国加快抢占后量子密码国际领先地位，保障量子时代下的信息安全具有重要意义。 图1 后量子密码在未来信息安全领域的应用 本成果提出一种应用在云计算、数据中心加密中的高性能随机数生成哈希核心算子，实现了具有灵活性和高吞吐量的可配置Keccak核心。该核心可配置为支持多个采样策略，通过高吞吐量随机数扩展发生器新型结构达到11.7Gbps的吞吐率，性能表现为目前世界最高水平。 图2 高性能后量子密码哈希核心算子 在国际上首次提出了具有侧信道SPA攻击防御机制的可配置BS-CDT高斯采样器。该设计基于CDT反演高斯采样算法，通过真随机数发生器和随机化功耗特性的电路结构，采取隐藏相关数据的防御机制，高效获取安全性更好的均匀分布随机数，并可以有效抵御时间攻击和潜在的功耗分析攻击，显著提高安全性。电路采样精度可达112bit，新型多级快速查找表结构极大缩短了概率函数分布表搜索时间，性能相较于同类设计提升近18倍。解决了高精度需求与采样速度不匹配的冲突问题，优化了概率函数分布表的存储资源，灵活划分密码系统中的高斯采样值，并有效加固了后量子密码系统数据前级的侧信道安全性。 图3 多模域计算兼容可重构算术单元 针对后量子密码计算量大，数据复杂的痛难点，优化格数学难题中的数论变换（NTT）算法，实现了一种高性能NTT硬件加速单元。采用双倍位宽乒乓式对称存储结构突破访存限制，改进模乘运算单元关键结构，提高多项式运算的效率，相比同类运算操作下最先进的设计快3.95倍。 图4 灵活指令集型后量子密码安全处理器芯片架构及版图 针对后量子密码算法的多样化计算需求，创新性地提出了一种多模域计算兼容型可重构核心算子，能够配置为不同模域下的关键运算结构，灵活支持Karatsuba、Toeplitz、NTT等运算结构。在配置为NTT结构的运算下，运算性能与美国MIT研究团队在IEEEISSCC发表的相关成果保持国际同步水平，并具备更强的灵活性与通用性。 图5 多模域计算兼容型可重构核心算子 在团队积累多年的后量子密码相关先进技术研究的基础上，在SMIC40nm工艺下实现了两款后量子密码芯片，能够兼容国际最新标准的CRYSTAL-Kyber后量子密码算法。后量子密码Kyber芯片采用了高性能流水线结构的蝶形运算单元及高速NTT运算单元，解决了加解密运算中访问存储器所带来的速度瓶颈问题。灵活指令集型后量子密码芯片采用可编程自定义指令集架构，基于多模域计算兼容的可重构算术单元与可配置多功能哈希/随机采样核心算子，在实现高性能的后量子密码运算的同时提高了芯片的灵活性与适应性。 图6 后量子密码Kyber处理器芯片架构及版图 图7 灵活指令集型后量子密码处理器芯片架构及版图

提出了一种可优化的非绝热和乐量子计算新方案, NHQC+，打破了以往和乐量子计算（基于非对易几何相位的量子计算）对不同能级的耦合脉冲必须同步、脉冲面积必须固定的严格限制,使得几何量子计算可与优化控制理论相结合，并且大大提高了几何量子门对系统噪声鲁棒性，为进一步拓展到可结合脉冲整形技术的几何量子计算提供了可能。论文第一作者、2018级哈工大-南科大联培博士生刘宝杰称，新方案NHQC+只需要用一个三能级量子体系就可以实现，相比之前需要应用复杂脉冲序列同