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北京大學(xué)物理學(xué)院“極端光學(xué)創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)”王劍威研究員和龔旗煌院士領(lǐng)導(dǎo)的課題組，與英國、丹麥、奧地利和澳大利亞的學(xué)者合作，實(shí)現(xiàn)了硅基集成光量子芯片上的多體量子糾纏和芯片-芯片間的量子隱形傳態(tài)功能，為芯片上光量子信息處理和計(jì)算模擬的應(yīng)用，奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果于近日發(fā)表在國際頂級物理期刊Nature Physics(https://www.nature.com/articles/s41567-019-0727-x)。 集成光量子芯片技術(shù)，結(jié)合了量子物理、量子信息和集成光子學(xué)等前沿學(xué)科，通過半導(dǎo)體微納加工制造高性能且大規(guī)模集成的光量子器件，實(shí)現(xiàn)對光量子信息的高效處理、計(jì)算和傳輸?shù)裙δ堋Ｆ渲校霉杌矫婀獠▽?dǎo)集成技術(shù)的光量子芯片具有諸多獨(dú)特優(yōu)勢，包括集成度高、穩(wěn)定性好、編程操控性優(yōu)越和可單片集成核心光量子器件等，因此被認(rèn)為是一種實(shí)現(xiàn)光量子信息應(yīng)用的重要手段之一。 A. 硅基量子隱形傳態(tài)和多光子量子糾纏芯片的示意圖，左上角為集成量子光源的電子顯微鏡圖；B. 量子隱形傳態(tài)的量子線路圖；C. 量子糾纏互換的量子線路圖；D. GHZ糾纏制備的量子線路圖 北京大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)與布里斯托爾大學(xué)、丹麥科技大學(xué)、奧地利科學(xué)院、赫瑞-瓦特大學(xué)和西澳大利亞大學(xué)科研人員密切合作，在硅基光量子芯片技術(shù)和應(yīng)用方面取得了突破性進(jìn)展。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)展了一種基于微環(huán)諧振腔的高性能集成量子光源，通過硅波導(dǎo)的強(qiáng)四波混頻非線性效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了光子全同性優(yōu)于90%、無需濾波后處理的50%觸發(fā)效率的單光子對源，達(dá)到了對4組微腔量子光源陣列的相干操控，片上雙光子量子糾纏源的保真度達(dá)到了92%。團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵的可編程片上雙比特量子糾纏門，可以按照功能需要切換貝爾投影測量和量子比特焊接操作，通過量子態(tài)層析實(shí)驗(yàn)確認(rèn)了高保真的雙比特糾纏操作。 研究團(tuán)隊(duì)在單一硅芯片上實(shí)現(xiàn)了高性能量子糾纏光源、可編程雙比特量子糾纏門，以及可編程單量子比特測量的全功能集成，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了三種核心量子功能模塊——芯片上四光子真糾纏、量子糾纏互換、芯片-芯片間的高保真量子隱形傳態(tài)。通過對兩對糾纏光子對進(jìn)行量子比特焊接操作，團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)并判定了四比特Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) 真量子糾纏的存在；通過對兩對糾纏光子中各一個(gè)光子進(jìn)行貝爾投影操作，實(shí)現(xiàn)了量子糾纏互換功能，使來自不同光子源的光子間產(chǎn)生了量子糾纏；利用兩個(gè)芯片間的量子態(tài)傳輸和量子糾纏分布技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)芯片間任意單量子比特的量子隱形傳態(tài)，達(dá)到了近90%的隱形傳態(tài)保真度。 團(tuán)隊(duì)研制的硅基多光子量子芯片尺寸僅占幾平方毫米，比傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法小了約5-6個(gè)數(shù)量級，不僅達(dá)到了器件的微型化，同時(shí)具備了單片全功能集成、器件編程可控、系統(tǒng)性能優(yōu)越等特點(diǎn)，其中量子隱形傳態(tài)保真度優(yōu)于已報(bào)道的其它物理實(shí)現(xiàn)方法。多體量子糾纏體系的片上制備與量子調(diào)控技術(shù)，為片上量子物理基礎(chǔ)研究和片上光量子信息處理傳輸、量子計(jì)算模擬的應(yīng)用提供了重要基礎(chǔ)。

本發(fā)明的首要目的是提供一種含硅含硼水性聚氨酯，本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種上述含硅含硼水性聚氨酯的制備方法，包括以下步驟：a、稱取大分子二元醇與TDI混合，在N2保護(hù)下升溫至70～90°C，反應(yīng)1～3h，然后先加入DMPA反應(yīng)1～2h，再加入BDO反應(yīng)1～3h，降溫至60～70°C，接著滴加氨基封端的硅氧烷反應(yīng)0.5～1.5h，降溫至30～50°C，得硅氧烷封端的聚氨酯；b、將硅氧烷封端的聚氨酯置于1500～2000rpm的轉(zhuǎn)速條件下,先加入TEA進(jìn)行乳化、中和20～30min，再加入硼酸繼續(xù)乳化

環(huán)氧樹脂作為一種運(yùn)用廣泛的高分子材料，主要優(yōu)點(diǎn)有：①耐濕性、耐堿性、耐酸性和耐溶劑性好；②固化收縮率低；③介電絕緣性、力學(xué)性能優(yōu)良；④與多種基材的粘接性能優(yōu)異。但是，環(huán)氧樹脂耐熱阻燃性能差，極大限制了它在高性能化方向的應(yīng)用。本項(xiàng)目采用磷、硅、氮三者協(xié)同阻燃體系改性環(huán)氧樹脂，不僅使環(huán)氧樹脂的阻燃性能達(dá)到不燃物標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)各元素比重都較低，相對降低由于某一種元素含量過高造成對環(huán)氧固化體系基體性能的過多影響。

 基于硅材料和CMOS工藝制備光電子器件及其集成技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)低成本、批量化生產(chǎn)，并具有和微電子單片集成的潛力，是目前國際光電子前沿研究領(lǐng)域。該技術(shù)不僅可以用于片上光互連，也可為骨干網(wǎng)、光接入網(wǎng)和數(shù)據(jù)中心提供高性能、低成本收發(fā)模塊。  在國家973計(jì)劃項(xiàng)目《超高速低功耗光子信息處理集成芯片與技術(shù)基礎(chǔ)研究》的支持下，針對硅基材料不具備線性電光效應(yīng)、而利用自由載流子等離子色散效應(yīng)實(shí)現(xiàn)電光調(diào)節(jié)效率低、功耗高等科學(xué)難題，提出了一系列解決思路和具有創(chuàng)新性的器件結(jié)構(gòu)，形成了硅基光電子集成器件設(shè)計(jì)方法和基于CMOS工藝的制備工藝流程，成功制備了一系列硅基光電子集成芯片。  該技術(shù)不僅為我國硅基光電子集成技術(shù)的發(fā)展和華為等知名電信設(shè)備企業(yè)新一代產(chǎn)品提供了有力的技術(shù)支撐，也引起了國際同行的密切關(guān)注。美國光學(xué)學(xué)會(huì)《Optics & Photonics News》曾出版專題報(bào)道“Integrated Photonics in China”，對本項(xiàng)目的部分工作進(jìn)行了介紹。2014年底，Nature Photonics將本項(xiàng)目首次在硅基上研制成功的大容量可編程光緩存芯片作為Research Highlight加以報(bào)道。

山東硅科新材料有限公司于2013年10月成立，位于金鄉(xiāng)縣濟(jì)寧市化學(xué)工業(yè)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，注冊資本5000萬元，固定資產(chǎn)6000萬元，廠區(qū)占地230畝。山東硅科新材料有限公司是一家致力于生產(chǎn)硅烷偶聯(lián)劑及有機(jī)硅中間體的民營高科技企業(yè)，以精細(xì)化工為基礎(chǔ)，集生產(chǎn)、經(jīng)營、科研與一體，擬新建年產(chǎn)硅烷偶聯(lián)劑系列產(chǎn)品（包括中間體）21000噸，產(chǎn)品項(xiàng)目涉及三大系列，包括乙烯基系列硅烷及其中間體6850噸/年、氨基系列硅烷及其中間體5500噸/年、環(huán)氧基系列硅烷及其中間體8650噸/年，分列三大車間生產(chǎn)，共計(jì)10套生產(chǎn)裝置。本項(xiàng)目中間體總量為10100噸/年，最終產(chǎn)品重量為10900噸/年。 晨光化工一直以來是有機(jī)硅精細(xì)化工及其衍生產(chǎn)品的生產(chǎn)商和相關(guān)產(chǎn)品應(yīng)用方案的提供商。作為有機(jī)硅行業(yè)的先行者之一，憑借多年的不懈追求，我公司目前在中國同業(yè)中確立了領(lǐng)先地位，并積極開展國際市場的供應(yīng)服務(wù)。我公司已獲得ISO9001:2008質(zhì)量管理體系認(rèn)證和ISO14001:2004環(huán)境管理體系認(rèn)證，主要產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)行了REACH預(yù)注冊。

本項(xiàng)目開發(fā)了一種全新概念的納米陶瓷制備新工藝新技術(shù)。它采用天然礦物和工業(yè)廢渣來取代高溫?zé)Y(jié)法中昂貴的納米陶瓷粉末，使制備成本大幅降低。用高溫溶膠－凝膠工藝從根本上解決了材料組成的不均勻性和殘留氣孔等問題，同時(shí)具有生產(chǎn)周期短、效率高、能耗低、制品的均勻性和可靠性好等優(yōu)點(diǎn)。開發(fā)的原位受控晶化技術(shù)不僅使材料的晶粒尺寸控制在納米級，而且還可對晶相數(shù)量和結(jié)晶形狀進(jìn)行有效控制，可獲得具有球狀或針狀晶體的納米微晶陶瓷。

電路是以晶圓為載體，采用一定的工藝，把電路中的元器件和布線制作在晶圓片上，封裝為 一個(gè)整體，使晶圓上每個(gè)晶粒成為具有所需電路功能的微型結(jié)構(gòu)。晶圓切割的過程是將集成有 電路的整片晶圓通過劃切分割成單個(gè)的晶粒，切割過程又是一種無法恢復(fù)的過程，因此，材料 和制造成本的積累以及工藝的不可重復(fù)性決定了切割工藝成為整個(gè)集成電路制造過程中最關(guān)鍵 和難度最大的工藝環(huán)節(jié)。 精密機(jī)械：可加工的晶圓最小直徑可達(dá)50mm，在晶圓里面印刷有晶格，每個(gè)晶格的寬度 為200μm，晶格間距約為20μm，所以設(shè)備的切割精度要求控制在2μm以內(nèi)，每小時(shí)切割15片。 運(yùn)動(dòng)平臺采用高精度的直線電機(jī)平臺，定位精度為2μm，重復(fù)定位精度為1μm；旋轉(zhuǎn)平臺的定 位精度為30″，重復(fù)定位精度為4″。 計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制：劃片機(jī)系統(tǒng)將根據(jù)客戶要求以及配合視覺檢測系統(tǒng)傳輸?shù)木A數(shù)據(jù)，自 動(dòng)生成切割路徑，在規(guī)定的工作時(shí)間內(nèi)完成晶圓的切割。

本項(xiàng)目開發(fā)了一種全新概念的納米陶瓷制備新工藝新技術(shù)。它采用天然礦物和工業(yè)廢渣來取代高溫?zé)Y(jié)法中昂貴的納米陶瓷粉末，使制備成本大幅降低。用高溫溶膠－凝膠工藝從根本上解決了材料組成的不均勻性和殘留氣孔等問題，同時(shí)具有生產(chǎn)周期短、效率高、能耗低、制品的均勻性和可靠性好等優(yōu)點(diǎn)。開發(fā)的原位受控晶化技術(shù)不僅使材料的晶粒尺寸控制在納米級，而且還可對晶相數(shù)量和結(jié)晶形狀進(jìn)行有效控制，可獲得具有球狀或針狀晶體的納米微晶陶瓷。

本項(xiàng)目以溶膠凝膠技術(shù)為基礎(chǔ)，輔以其他技術(shù)手段，在技術(shù)及產(chǎn)品質(zhì)量指 標(biāo)上完全達(dá)到了世界上最先進(jìn)的諾頓（法國圣戈班）、3M 公司的水平，實(shí)現(xiàn)工 業(yè)化生產(chǎn)后，可以打破國外的技術(shù)封鎖和產(chǎn)品壟斷，并解決國內(nèi)關(guān)鍵加工行業(yè) 受國外制約的困難，從而提升國內(nèi)整體的機(jī)械加工水平。

提出并制備了非線性光學(xué)準(zhǔn)晶超構(gòu)表面，并研究了超構(gòu)單元局域?qū)ΨQ性和排布方式的全局對稱性對超構(gòu)表面遠(yuǎn)場非線性光輻射的共同影響。該非線性光學(xué)準(zhǔn)晶超構(gòu)表面運(yùn)用了基于非線性光學(xué)貝里幾何相位的金屬等離激元結(jié)構(gòu)單元，依據(jù)經(jīng)典的彭羅斯準(zhǔn)周期拼接和具有六重對稱性的六角準(zhǔn)周期拼接形成了不同種類的準(zhǔn)晶結(jié)構(gòu)。彭羅斯結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)周期拼接具有五重對稱性，其衍射圖案則具有十重對稱性，這些都是晶體衍射定理所不允許的對稱性。而六角準(zhǔn)周期拼接是2017年提出的一種準(zhǔn)周期拼接，它具有晶體衍射定理所允許的六重對稱性，卻并不遵從短程有序的規(guī)律。這兩種拼接方式可以與某些特定的比例聯(lián)系起來，這些比例由不同階次的迭代規(guī)則決定：彭羅斯結(jié)構(gòu)對應(yīng)一階迭代過程，其比例是人們熟知的“黃金分割比”，而六角準(zhǔn)周期晶格對應(yīng)三階過程，其比例可稱為“黃銅分割比”。自六角準(zhǔn)周期晶格從理論上提出以來，本項(xiàng)工作中的非線性光學(xué)準(zhǔn)晶超構(gòu)表面是首個(gè)利用黃銅分割比實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)的人工光學(xué)結(jié)構(gòu)。? 非線性光學(xué)準(zhǔn)晶超構(gòu)表面中不同轉(zhuǎn)向的超構(gòu)單元對入射基頻光的響應(yīng)是均勻的，因此其線性光學(xué)衍射僅能反映超構(gòu)表面的全局對稱性，即晶格結(jié)構(gòu)決定其遠(yuǎn)場光衍射。而在倍頻實(shí)驗(yàn)中，即出射光的頻率是入射光的兩倍（如1200nm 變?yōu)?00nm）。由于打破了超構(gòu)單元的中心反演對稱性并引入了非線性光學(xué)幾何相位，其非線性光學(xué)衍射與晶格結(jié)構(gòu)的局域?qū)ΨQ性、全局對稱性同時(shí)相關(guān)。因此，可以通過調(diào)控超構(gòu)單元的指向分布，進(jìn)而有效地調(diào)控倍頻光衍射中的零級。非線性光學(xué)準(zhǔn)晶超構(gòu)表面這一概念或?qū)樵O(shè)計(jì)超構(gòu)表面非線性光源、人工微納光學(xué)結(jié)構(gòu)材料提供新的思路。