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天津大學(xué)微波太赫茲微電子系統(tǒng)實驗室結(jié)合微波空間通信和激光空間通信的優(yōu)點，提出了一種介于紅外激光和毫米波的中間頻段，兼顧微波通信和激光通信優(yōu)點又能克服二者的缺點，可同時滿足大于1Gbps高速傳輸要求和萬公里距離以上遠距離傳輸要求的新型光電子學(xué)太赫茲星間通信系統(tǒng)。利用標(biāo)準(zhǔn)商用工藝、通過自主研發(fā)解決小型化的片上太赫茲信號源、巨量太赫茲天線陣列以及太赫茲空間功率合成等技術(shù)難題。該工作目前得到了航天五院衛(wèi)星事業(yè)部的支持。

面向我國海洋強國、一帶一路、南海工程等重大戰(zhàn)略需求，整合衛(wèi)星、空基、岸基、艦船、浮臺、地面指控中心等通信基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)建我國南海立體觀測通信網(wǎng)絡(luò)平臺，解決了我國領(lǐng)海戰(zhàn)略區(qū)域內(nèi)覆蓋局限和響應(yīng)遲滯的難題，為最終實現(xiàn)自主可控、無縫覆蓋、高效可靠、寬帶高速的南海立體信息網(wǎng)絡(luò)提供了內(nèi)外場示范驗證環(huán)境。

該插頭的電源電路為電能計量芯片供電，電能之粼于計量芯片根據(jù)電壓處理電路經(jīng)過分壓后提供的電壓以及電流處理電路經(jīng)過分流后提供的電流來計量該智能插頭所連接的用電設(shè)備消耗的電能值并通過射頻電路將該電能值經(jīng)由無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳送給網(wǎng)關(guān)，然后由網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)給用電服務(wù)器并根據(jù)射頻電路接收的由網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)來自用電服務(wù)器的控制信息產(chǎn)生控制命令再通過通信接口與用電設(shè)備進行通信來完成控制命令。

?  成果簡介：該系統(tǒng)是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的全數(shù)字專業(yè)移動通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，符合SJ/T 11228-2000《數(shù)字集群移動通信系統(tǒng)體制》和ETSI的國際標(biāo)準(zhǔn)，可用于指揮調(diào)度和應(yīng)急保障通訊，具有呼叫建立時間短（小于300ms）、調(diào)度方式靈活、保密安全性強、頻譜利用率高等優(yōu)點。系統(tǒng)易于構(gòu)成虛擬專網(wǎng)，可以推廣到公安、政務(wù)、公共交通、油田等國家安全和民用領(lǐng)域。系統(tǒng)主要功能包括：語音呼叫（單/雙工個呼、組呼、全呼）、短消息、電路數(shù)據(jù)（可以支持傳真、視頻通話等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)）、分組數(shù)據(jù)、漫游和越區(qū)切換

通信管道具有容量大，布放光（電）纜方便，線路施工工期短、效率高，隱蔽安全，擴容方便，便于維護，不影響市容等優(yōu)點。

北京大學(xué)物理學(xué)院“極端光學(xué)創(chuàng)新研究團隊”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算模擬的應(yīng)用，奠定了堅實的基礎(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，實現(xiàn)對光量子信息的高效處理、計算和傳輸?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，因此被認為是一種實現(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)研究團隊與布里斯托爾大學(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展。研究團隊發(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)的強四波混頻非線性效應(yīng)，實現(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到了92%。團隊實現(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)層析實驗確認了高保真的雙比特糾纏操作。 研究團隊在單一硅芯片上實現(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，進而實現(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行量子比特焊接操作，團隊實現(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光子進行貝爾投影操作，實現(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；利用兩個芯片間的量子態(tài)傳輸和量子糾纏分布技術(shù)，實現(xiàn)了兩個芯片間任意單量子比特的量子隱形傳態(tài)，達到了近90%的隱形傳態(tài)保真度。 團隊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)實現(xiàn)方法小了約5-6個數(shù)量級，不僅達到了器件的微型化，同時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，其中量子隱形傳態(tài)保真度優(yōu)于已報道的其它物理實現(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、量子計算模擬的應(yīng)用提供了重要基礎(chǔ)。

在 雙金屬氮雜富勒烯 Gd2@C79N 的分子結(jié)構(gòu)和量子比特行為這一體系中可以實現(xiàn)對任意疊加態(tài)的操控，并可應(yīng)用于 Grover 算法中。直流磁化率測試表明，碳籠上氮原子取代引入的自由基轉(zhuǎn)移到內(nèi)部釓離子之間，并與兩個釓離子發(fā)生強的鐵磁耦合（耦合常數(shù) JGd-Rad = 350 ± 20 cm-1 ），使體系呈現(xiàn)出 S = 15/2 的高自旋基態(tài)。連續(xù)波電子順磁共振（ cw-EPR ）測試在 0-6000 G 磁場范圍內(nèi)觀測到了 22 個躍遷，通過自旋哈密頓量的擬合可以確定 Gd2@C79N 中豐富的多能級結(jié)構(gòu)。脈沖 EPR （ pulse EPR ）則可以通過自旋回波（ spin echo ）信號研究體系中的退相干行為。在 5 K 溫度下， 2-6000 G 磁場范圍內(nèi)，高自旋 Gd2@C79N 仍然具有微秒量級的退相干時間， 如此長的退相干時間使得對任意自旋疊加態(tài)的操控成為可能。自旋回波章動實驗證明了體系中多樣性拉比循環(huán)（ Rabi Cycle ）的存在，拉比頻率則可由旋轉(zhuǎn)波近似的方法從 22 個躍遷推演計算，并且得到與實驗數(shù)據(jù)一致的結(jié)果，進一步驗證了 Gd2@C79N 的 22 個躍遷非常適合用于量子操作。

1. 痛點問題 量子計算機是基于量子力學(xué)原理的通用計算設(shè)備，其基礎(chǔ)邏輯單元是遵守量子力學(xué)原理的量子比特。基于其并行計算的特性，量子計算機在解決某些特定問題時相對于經(jīng)典計算機具有指數(shù)級的加速，在未來的基礎(chǔ)科學(xué)研究、量子通訊及密碼學(xué)、人工智能、金融市場模擬、氣候變化預(yù)測、藥物模擬、新材料發(fā)現(xiàn)等需要強大算力的領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景。目前國際上已出現(xiàn)眾多的量子計算商業(yè)項目，例如美國的IonQ、霍尼韋爾、谷歌、IBM、亞馬遜、微軟等，以及國內(nèi)的騰訊、阿里巴巴、百度、華為、字節(jié)跳動等公司。 目前有若干種物理平臺有望實現(xiàn)大規(guī)模量子計算，其中離子阱量子計算平臺在衡量量子計算性能的各項指標(biāo)方面表現(xiàn)優(yōu)異，是最有可能實現(xiàn)量子計算機的平臺之一。應(yīng)用于離子阱量子計算機的量子計算尋址裝置是離子阱量子計算機必不可少的部件。量子計算尋址裝置的功能是利用操控激光對任意空間位置、任意數(shù)量的量子比特的狀態(tài)進行實時操控。 2. 解決方案 本成果的量子計算尋址裝置提出了一種全新的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)量子比特的尋址，該系統(tǒng)采用兩個尋址單元協(xié)同操作以實現(xiàn)一維量子比特尋址操控。而利用多個尋址單元及相應(yīng)的控制手段可實現(xiàn)二維與三維量子比特尋址操控。本發(fā)明增加了尋址操控系統(tǒng)的信道容量，可實現(xiàn)離子型量子計算機內(nèi)任意量子比特進行尋址操控并消除了尋址操控系統(tǒng)引入的誤差；可實現(xiàn)對量子計算機上任意量子比特進行任意比特量子邏輯門操作；可根據(jù)離子量子比特在空間分布及量子態(tài)來優(yōu)化尋址系統(tǒng)并動態(tài)反饋，可靈活實現(xiàn)復(fù)雜的量子算法及量子糾錯。 合作需求 尋求量子計算方向的企業(yè)開展業(yè)務(wù)合作。

用于量子保密通信、近紅外探測成像、高速量子光通信、激光雷達探測。 針對單光子探測需求，提取關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，通過多次半導(dǎo)體器件仿真優(yōu)化，最終得到外延結(jié)構(gòu)設(shè)計。結(jié)合 13 所 自主外延生長技術(shù)與精準(zhǔn)的鋅擴散方案，最終實現(xiàn)較為成功的 GM-APD 芯片。該芯片已經(jīng)成功達到量子保密通信中單光子探測需求，并在安徽問天量子技術(shù)有限公司的產(chǎn)品中得到應(yīng)用。