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。

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

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。  

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

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。

1、背景: 东莞市博思电子数码科技有限公司简称“博思”，意在广博思考、致力推动智能科技、创新及独特的产品研制。博思注重原创设计，发展产品着手于培育下一代可以有效的学习跨学科知识。鼓励儿童多探索、多创造、启发思维。博思是由一班热衷于智能科研的人士组成，包括大学学者、科研人员及专业工程师。推动科技、工程、艺术、广泛使用，籍此增加青少年和创意思想。 2、公司使命 “知识开启智慧，科技创造未来”，培养和造就具有创新意识和创新能力的高素质人才，是我国创新能力的重要资源。现在国家正进行教改，即将由应试教育向素质教育转变，而这种教育要从青少年抓起。博思将以参与教改为已任，为培养有自主创新能力的人才贡献自已的一份力量。 3、发展策略:利用国家改革的契机，将机器人科学送给全国青少年。 4、公司理念: 科技：将科技知识融入产品中，让孩子们在创意的过程中掌握这些知识。 创意：为孩子们的创新意念，提供一个实现的平台，平台本身也将不断地创新发展。 梦想、行动：激发和推动青少年学习智能科技，培养独立思考的能力，发现和探索发明的技巧，学习科技、艺术、工程、计算机、机械等知识，促进社会科技的繁荣。 5、文化使命:多动---多变----多思 6、人员构成 研发人员：共有各类专业人士300多名。 宣传/推广/销售人员：50多名。  7、研发能力: 东莞博思电子数码科技有限公司从事机器人产品设计、开发、宣传、推广及销售。将市场部与开发设计部结合为一体，内部由局域网实现资料共享，将市场要求与产品开发有机结合起来，极大地提高工作效率，加快产品研发速度。 业务范围 博思电子数码科技有限公司是一家集开发、宣传、推广及销售于一体公司，专门开发高科技产品。与星月公司联合，公司建立了完善的遍布全国的营销网络，拥有庞大、完善的销售公司，总部设在东莞。 在北京、上海、成都、武汉设有办事处、分公司，在其它省市、直辖市都有我们的代理商。

深圳市艾迪思特信息技术有限公司（iDste）是一家提供智慧校园建设及服务的高科技企业，自成立以来坚持为一线学校提供可靠、实用、高效的智能系统，目前产品及方案已在全国上千所学校得到应用与普及。 iDste始终将卓越的创新科技与市场经验相结合，坚持高水平研发投入，在智慧校园基础应用平台建设方面为用户提供具备竞争力的、可增值的、超融合的解决方案。 公司产品通过了国家ISO9001、ISO14001及3C认证，2016年获得国家高新技术企业认证。在北京、上海、广州、南京、武汉、成都、长沙、西安等地设有办事处，业务和客户遍及国内各省市自治区。

青岛思普润水处理股份有限公司（以下简称思普润）成立于2006年，是以移动床生物膜技术（MBBR）为核心，提供水污染全过程治理服务的国家级高新技术企业，注册资本超过1.17亿元。自2016年起，上海复星、山西太钢、陕西航空、青松资本等优质资本入股，成为思普润重要股东，开启“技术+资本”双引擎发展模式，助力企业快速发展。 思普润以移动床生物膜技术（MBBR）为核心，形成了包括生物膜速净床（BioFIMag®）、厌氧氨氧化（Nauto®）、超效分离、高级氧化（HYRASAOR）、一体化设备（SPRINTAGE）在内的多个工艺包，研发运营智慧水务云平台及人工智能系统，主要服务于市政、工业、镇村等污废水处理，逐步延伸到市政给水预处理、河道及黑臭水体治理等领域。为客户提供定制服务，解决客户面临的污水处理设施新建、原位提标&扩容、截污应急处理、微污染水脱氮、河道断面考核不达标、一体化设备难离人等难题，形成了具有思普润特色的解决方案。 截至2021年4月30日，思普润已实施水污染治理设施新建及升级改造业绩水量近1500万吨/天，另实施近600套思普润一体化设备服务于点源污染治理，业绩遍布国内30个省级行政单位，在MBBR细分领域市场占有率遥遥领先。2019年，思普润MBBR相关技术，被住建部科技与产业化发展中心的院士专家组鉴定为“国际领先”。 思普润是“国家知识产权优势企业”、“工信部环保装备制造业规范条件企业”、“山东省专精特新企业”、“山东省瞪羚企业”，并获批建有“青岛市企业技术中心”、“青岛市技术创新中心”、“青岛市工程技术中心”、“青岛市自养脱氮专家工作站”等研发平台，多次获得住建部“华夏建设科学技术奖”及省市技术奖，参编了《水处理用高密度聚乙烯悬浮载体填料》行业标准。截至2021年4月30日，思普润已获得授权专利74项，其中发明专利20项，实用新型53项，外观设计1项，另有软件著作权8项，并多次承担国家“863”课题，国家十二五、十三五水专项课题，引领MBBR及相关集成技术发展。思普润MBBR及相关技术，入库国家及省市环保技术/产品推荐目录，并通过了行业院士、知名专家的鉴定，得到了包括MBBR工艺发明人挪威科技大学哈尔瓦·欧德格教授等顶级专家的认可。  

北京大学量子材料科学中心的韩伟研究员和谢心澄院士，以及日本理化学研究所的Sadamichi Maekawa教授，受邀在国际著名刊物《自然-材料》（Nature Materials)上撰写综述文章，介绍“自旋流--新颖量子材料的灵敏探针”这一新兴领域的前沿进展。 自旋电子学起源于巨磁阻效应的发现，在当时而言，自旋流指的仅仅是电子自旋的传播。随着自旋电子学的蓬勃发展，与相关研究的不断深入，新的自旋流现象与机制不断被拓展，相关研究证明一系列的粒子或者准粒子携带的自旋都能够形成自旋流，比如磁性绝缘体中的磁振子、超导体中自旋三重态和准粒子、量子自旋液体中的自旋子、自旋超导态等。尤其是对于量子材料而言，由于其往往具有独特的自旋性质，基于自旋流探针的研究方法就成为了表征量子材料物性的有效手段。 量子材料都是凝聚态物理与材料科学领域的研究前沿之一，其量子性质起源于诸多量子效应，包括低维尺寸效应，量子限域效应，量子相干效应，量子阻挫效应，能带结构的拓扑性，自旋轨道耦合，对称性限制等等。量子材料包括石墨烯，高温超导体，拓扑绝缘体，外尔半金属，量子自旋液体，自旋超流体等等。量子材料可以表现出诸多与自旋相关的量子性质，如二维过渡金属硫族化合物中的自旋-谷耦合，以及拓扑绝缘体当中的自旋-动量锁定等。因为量子材料的自旋属性在下一代的量子信息存储和量子计算科学当中的应用潜力，所以研究量子材料的自旋相关性质得到了广泛关注。 为了研究量子材料的自旋性质，发展一种易于实现和操控的高效工具显得尤为迫切与关键。幸运的是，在实验物理学家和理论物理学家的不懈努力下，成功的证实了自旋流探针能够作为量子材料的有效探测手段。一系列激发和探测自旋流的方法被提出并得以实现，从而证实了基于自旋流探针的量子材料物性研究的广泛适用性。 迄今为止，相关实验已经证实自旋流能够以超导体系中的自旋三重态库珀对和超导准粒子、量子自旋液体中的自旋子、磁性绝缘体和自旋超流体中的磁振子为载体进行传播，相关物理图像被总结在表1中。本篇综述文章着重介绍了在五类主要的量子材料体系中的基于自旋流探针的物性研究。第一类是超导材料体系，自旋流探针可以被用来验证自旋三重态的存在以及自旋动力学的演化过程。第二类是量子自旋液体材料体系，自旋流探针可以被用来验证自旋子携带的自旋角动量的有效传播过程。第三类是磁性绝缘体体系，自旋流以磁振子的形式传播，描述了磁有序材料当中的集体激发行为。第四类是杂化量子激发体系，自旋流以磁振子-声子杂化模式（磁振子-极化子）或磁振子-光子杂化模式（磁振子-极化激元）为载体进行传播。第五类是自旋超流体系，自旋流以玻色爱因斯坦凝聚中的自旋量子数为1的玻色子为载体进行传播，这种玻色子可以为电子-空穴激子或者是磁振子。 这些重要的研究进展已经充分证实了基于自旋流探针的物性表征对于量子材料而言是一种行之有效的研究手段。因此，这一方法将会极大的推动新颖量子材料的发现和相关物理性质的研究。例如量子霍尔和量子自旋霍尔材料，量子铁磁体和反铁磁体，六角晶格体系中的量子手征声子，自旋和力耦合的量子系统，超导体中的自旋动力学和铁磁与超导界面的超导能隙，自旋三重态超导体中的超导对称性，强耦合自旋系统中的杂化激发，拓扑磁振子材料，量子自旋液体中的自旋子，自旋超流体约瑟夫森效应，以及其他任何作为自旋流载体的量子态。另外，这一领域的进展还将推动自旋成像技术的发展，如利用自旋极化扫描隧道显微镜和氮空位色心显微镜技术对量子材料体系中自旋流的原位探测。