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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
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
锂离子电池富锂锰基正极材料的可控制备
北京大学工学院课题组在国内较早开展富锂锰基正极材料相关研究，在阴离子氧化还原过程的调制、阴离子电荷补偿机理、阴离子氧化还原过程的激发及阴离子氧化还原富锂锰基材料制备研究中取得了一系列重要进展。该研究构筑了一种O2型具有单层Li2MnO3超结构的富锂材料,可以提供400mAhg可逆容量，能量密度高达1360wh/kg,是目前锂离子电池锰基富锂正极材料最高可逆容量。这种材料通过一个单层的Li2MnO3,激活稳定的阴离子氧的氧化还原反应，形成一个高度可逆充放电循环。
北京大学
2021-02-01
一种含铁富锂锰基正极材料的制备方法
一种含铁富锂锰基正极材料制备方法，属于锂离子二次电池正极材料领域。本发明采用“共沉淀-混料-煅烧”工艺制备含铁富锂锰基正极材料，制备方法如下：采用沉淀剂与可溶性铁盐和其它过渡金属盐的混合溶液进行共沉淀反应，生成前驱体；前驱体与锂化合物混合后，直接煅烧，制备出含铁富锂锰基正极材料。该方法优点在于简化了目前含铁富锂锰基正极材料制备工艺“共沉淀-混料-水热合成-煅烧”中的水热工序，有利于降低含铁富锂锰基正极材料的制备成本。
四川大学
2021-04-11
一种高性能锰酸锂正极材料及其制备方法
本发明针对现有尖晶石锰酸锂和层状锰酸锂正极材料性能的不足，通过原料配比的设计，以及控制合理气氛和热处理温度、时间来制备高性能的锰酸锂正极材料，该材料既有较高的放电比容量，又有优良的循环性能。
四川大学
2021-04-11
一种氮掺杂碳纳米材料、其制备方法及应用
本发明公开了一种氮掺杂碳纳米材料、其制备方法及其应用于 制备燃料电池阴极材料。所述氮掺杂碳纳米材料包括含氮杂环化合物 以及碳纳米材料，其中氮的质量含量在 2%至 10.4%之间。其制备方法 包括以下步骤：（1）将表面活化的碳纳米材料与含氮络合物，按照质 量比例 1:1 至 1:5 均匀混合，得到前驱体混合物；（2）将步骤（1）中 获得的前驱体混合物在保护气体环境下，升温至 800℃至 1000℃，煅 烧 2 小时至
华中科技大学
2021-04-14
方钴矿系热电材料的合成方法
本发明提供了一种原料便宜易得，设备简单，合成温度低，工艺简单的方钴矿系热 电材料的合成方法。 本发明中采用钴、锑、铁、镍、锡的可溶性盐作为原料，在内衬聚四氟乙烯的高压 釜中于 140~200℃进行反应，经过滤洗涤后在真空干燥箱中进行处理，最终制得所需产 物。
同济大学
2021-04-11