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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
用于高频海洋雷达的双频收发共杆天线系统
本实用新型公开了用于高频海洋雷达的双频收发共杆天线系统，该系统将可在双频下同时接收雷达回波信号的两个水平正交环天线和可在双频下交替用于发射和接收雷达信号的垂直单极子组合在一根支杆上；用于目标方向测定（DF）时，利用两个正交环接收回波信号的内在本质特征直接得到接收天线的理想方向性图，不需要进行天线方向性图的麻烦的现场测量；而且同时采用两个频率工作的雷达极大地提高了探测性能。天线支杆组成单极子的一部分，具有很强的刚性，因而使该天线系统固定在混凝土基座上不需要拉绳。
武汉大学
2021-02-01
一种高频地波雷达形成浪场的方法
本发明提供一种高频地波雷达形成浪场的方法，是一种从高频地波雷达回波提取有效浪高的方法， 并通过该浪高反演算法得到浪场。该浪高提取算法是根据雷达回波多普勒谱中一阶峰与二阶峰的比值获 取的，所得到的有效浪高可以通过 MUSIC（多重信号分类）算法估计方位角，从而得到浪高的方位信 息。当所提取的有效浪高同时包含方位角信息和距离信息时，就可以得到雷达在探测海域范围内的浪高 分布，即浪场的形成。初始的浪场，通过后续的处理：替换、插值和平滑，可得到最终的浪场。本发明 所涉及的浪场形成算法，不仅适用于窄波束雷达系统，还适用于紧凑阵的宽波束雷达系统。
武汉大学
2021-04-13
激光雷达系统回波能量动态范围的压缩方法
本发明涉及一种激光雷达系统回波能量动态范围的压缩方法。本发明尤其适用于双轴结构，通过在 发射光轴与接收光轴之间设置一定的负夹角，降低重叠因子随探测距离增加的上升速率，有利于压缩激 光回波能量的动态范围;此外，将探测器设置在接收光学系统焦平面后一定距离处，以获得最佳的激光 回波能量响应。本发明通过理论分析和数值计算给出的经验性公式和结论，对激光雷达系统的整机设计 和性能评估具有指导意义。
武汉大学
2021-04-14
双频全数字线性调频体制雷达的控制方法
本发明公开了一种双频全数字线性调频体制雷达的控制方法，通过同步控制器实现对雷达系统发射、 接收、数据传输、参数配置的整体控制，协调各模块单元的有序工作。系统发射端采用数/模转换器实现 任意波形合成，不仅能够实现分时双频信号，还能实现同时双频信号。同步控制器通过状态机控制雷达 的工作状态，在复位状态下，系统处于初始状态；满足一定触发条件下，系统可跳转到相应状态工作， 或者保持当前状态工作。在每个状态下，通过独立的计数器来控制相应的工作时序。通过改
武汉大学
2021-04-14
新型激光雷达系统在大气探测中的应用
项目简介： 本项目报道了一种具有抗大气湍流能力的新型激光雷达， 主要利用相位锁定方法对雷达系统发射单元进行相位锁定，通过大气湍流对发射激光束相千性的影响及光束在大气湍流中的传输特性：光束扩展与漂移、传输因子、平均光强、偏振与相丁等来研究大气湍流的 影响。并结合湍流理论研究大气湍流参数如折射率结构常数、湍流
西华大学
2021-04-14