用于海洋磁测的芯片量子干涉磁力仪

随着海洋环境探测工作的发展,海域磁测对磁力仪在微小型化、高精度方面提出了新的需求.在介绍了几个常见的弱磁场测量仪器后,重点分析了一种基于双光场量子干涉效应的磁力仪.根据在磁场中光与原子相互作用的物理机制,阐析了利用量子干涉效应进行高精度磁场测量的基本原理.在此基础上,分析了在芯片上实现量子干涉磁力仪的可能性,详细讨论了芯片量子干涉磁力仪的一种设计方案,并给出了芯片量子干涉磁力仪的性能预期以及其在海洋磁测领域的应用前景.     

基于双量子比特态测量的量子自适应中值滤波

为了进一步增强去噪时对图像细节的保护能力,并同时提高算法实时性,提出了基于双量子比特态测量的量子自适应中值滤波算法,该算法首先将待处理图像像素转化为量子叠加态,然后依据量子测量原理对此叠加态进行量子测量,最后将测量后的坍缩态转化为输出图像.该算法使用双量子比特态来描述单像素,拓展了单量子比特态与单像素的对应关系.双量子比特态的4个叠加基态增加了被描述像素的信息量,可以更精确地对像素进行操作.该算法根据噪声特点设计双量子比特态的概率密度公式,并根据测量坍缩态自适应地调整滤波窗口尺寸.实验证明,该算法与标准中值滤波和经典自适应中值滤波相比,具有更好的综合滤波能力,既可以有效地滤除噪声点,很好地保护图像细节,又具有很好的实时性.     

基于先进量子测量技术的雷达发展动态

传统雷达方案是基于电磁波信号传输理论,通过探测空间中物体反射的电磁波回波信号,来实现目标定位及其他参数的测量。相比于传统雷达方案,量子技术框架下的量子雷达方案旨在提高雷达探测精度和反应速度,同时在抗干扰能力和反隐身功能等方面也具有更加明显的优势。该雷达发展动态研究阐述了量子技术的原理、发展及量子测量技术在雷达中的应用研究动态,着重叙述国内现有最新基于先进量子测量技术的三种量子雷达技术方案,通过案例分析其原理,为未来量子雷达的进一步发展提供可以借鉴的新思路。     

基于量子纠缠的空间信息传输系统研究

量子通信是一种无条件安全的信息传输方式. 提出了一种基于量子纠缠的空间信息系统. 该系统以平流层平台和地球同步卫星为量子中继站, 分发纠缠光子对. 利用量子纠缠在发信者与收信者之间建立通信链路, 使用量子隐形传态进行量子信息传输. 讨论了该空间信息系统的特性, 并对其信息传输性能进行了数值分析. 结果表明该系统能够安全有效地传输空间信息.      

量子软件

当物理学家们为制造量子计算机的硬件而努力奋斗的时候,这些量子计算机的软件设计已经取得了很大的成功。美国新泽西州默里山光辉技术公司的一位理论物理学家,设计量子软件的洛夫·格罗弗表示:“如果今天我们有一台量子计算机的话,那么我们已有了像传统计算机一样有威力的软件,使量子计算机能够解决许多问题,并且有能力来完成更有难度的任务。”不过,量子软件的设计也并不容易。这种量子算法有超级强大的运算能力,可同时完成许多数字的相同计算,所以在量子算法中你不得不完全保持并行计算的技巧。同样,人们需要的是最后得出的答案,而不是一…     

用半导体量子环构建量子计算机

正近日,来自中国科学院等多家科研单位的中国科学家联合发表关于最新量子计算研究的论文,提出了以半导体量子环构建量子计算机的理论设想,提供了一种新的可行的量子比特实现方式。量子计算机通过叠加和纠缠的量子现象来实现计算力的增长。量子叠加使量子比特能够同时具有0和1的数值,可进行"同步计算";量子纠缠使分处两地的两个量子比特能共享量子态,创造出超叠加效应。理论上,拥有60个量子比特的量子计算机可瞬间实现     

中国科学家成功实现反事实量子通信

正相比传统的通信方式,量子通信以超高的安全性成为未来通信发展的一大方向。与我们熟知的基于纠缠原理的量子通信不同,中国科学家以一种更古怪的形式——反事实通信——实现了量子通信。这种不发送粒子传输量子态的效应也被称作量子芝诺效应。量子芝诺效应发生在不稳定的量子系统被反复测量时。中国科技大学的研究人员成功在不发送任何物理粒子的情况下     

量子霍尔效应及其在电阻计量中的应用

精密电阻在智能化仪器中发挥重要作用,对电阻的测量准确度需求也越来越高.基于量子霍尔效应的量子电阻标准可以解决传统实物电阻标准的诸多问题,为电阻计量提供了全新的途径.本文描述了量子霍尔效应和量子反常霍尔效应,阐述了基于砷化镓异质结和基于石墨烯的量子电阻器件及阵列的发展,总结了基于砷化镓异质结的传统量子电阻标准的优缺点,介...     

量子真空标准研究进展

2018 年,国际计量局将对国际单位制7 个基本量进行重新定义或重述。基于光学方法的真空计量新方法、新概念进一步发展,促进真空计量标准向量子化迈进,对真空基本量复现以及今后真空国际单位制的重新定义（由压力的SI 单位帕斯卡（Pa）向气体密度单位（mol/m3 或分子个数/m3,变化）具有重要意义。与传统计量技术相比,利用光学方法所建立的量子真空计量标准具有不需要自校、溯源链零长度、响应快、准确度高、可在多个地点及不同时间复现等优点,为真正意义上的绝对原级标准。本文介绍了美国国家标准与技术研究院（NIST）、德国联邦物理技术研究院（PTB）及瑞典国家测试和检定研究院（SNTRI）等机构开展的基于折射率、吸收光谱、冷原子3种光学方法的新一代量子真空计量标准研究进展,对原理、关键技术及难度挑战进行了阐述和分析。     

量子点与TiO2电极参数对光阳极电子寿命及性能影响

通过对P25Ti O2光阳极薄膜厚度、敏化的量子点种类及量子点敏化方法研究,探讨了使用连续离子层吸附反应法的敏化方法(SILAR)时,P25Ti O2薄膜厚度与光阳极电子寿命的关系,以及量子点种类、共敏化工艺对光阳极光电性能的影响.采用电化学阻抗(EIS)、开路电压衰减(OCVD)及紫外-可见吸收方法,对影响光阳极光电性能的Ti O2薄膜厚度、量子点种类及共敏化工艺因素进行测试分析.实验结果表明:当光阳极薄膜厚度为12μm时,电子复合几率最小,光阳极的电子寿命相对最长;采用连续离子层吸附反应法(SILAR)对多种量子点共敏化的光阳极(Ti O2/Cd S/Cd Se/Zn S)与单一量子点敏化的光阳极(Ti O2/Cd S)相比,短路电流提高了34%,光转换效率提高了42%;合适的共敏化工艺也有助于提高光阳极的电子寿命、光谱吸收范围和吸收强度.     

苏联量子2号舱

量子2号舱是苏联和平号空间站的组成部分,装载有设备、仪器、消耗材料和燃料。该舱于1989年11月26日发射,12月6日才与和平号空间站对接成功。量子2号舱由3个密封舱组成——货物舱、设备舱和过渡舱。货物舱内装有淋浴设备、盥洗室、贮水箱,使宇航员在空间站保持一个良好的卫生状况。舱内还有许多标准集装箱,箱内安放着如带胶卷的暗盒、生物预防剂的药瓶等物品。这些箱子固定在“地板”和“天花板”上。货物舱内还有生命保障设备的控制台和各种系统的备用工具。设备舱内安放了动物室、家禽运输集装箱、空气导管集装箱、监视和控制台、多光     

基于相关光子对的单光子探测器量子效率校准技术研究

随着量子技术的发展，对极微弱光辐射的研究方向逐渐向量子化发展，利用相关光子对法对单光子探测器的相关参数进行测量。介绍了相关光子对法的原理及相关光子源中非线性晶体的关键参数设计方法，利用波长355 nm的激光器作为泵浦光源，泵浦相位匹配角为36°的BBO非线性晶体，实现了(450～1 675)nm的相关光子输出；泵浦相位匹配角为28.1°,32.91°,31.29°的BBO非线性晶体，实现了460 nm和1 550 nm, 632.8 nm和807 nm, 1 064 nm和532 nm的相关光子对共线输出。在460 nm, 1 550 nm, 632.8 nm, 1 064 nm波长点利用符合测量对单光子探测器的量子效率进行测量，为实现多波长点至全波段单光子探测器校准奠定基础。     

基于可编程约瑟夫森直流电压标准的量子直流纳伏电压标准研究

介绍了量子直流纳伏电压标准的基本原理、标准的组成、实现方案以及试验数据等等。量子直流纳伏电压标准基于交流约瑟夫森效应,利用可编程约瑟夫森直流电压标准的差分原理实现直流纳伏电压的产生。提出了量子直流纳伏电压标准的基本方案及改进设计方案,进一步提升了标准的性能。量子直流纳伏电压标准能够提供高准确度纳伏级量子化直流电压信号,不仅为纳伏级直流电压的精密测量提供了新的手段,还可以解决纳伏级直流电压的量值溯源难题。     

生命：另类的解读方法

表面上看来，量子效应跟生物有．机体似乎风马牛不相及。量子效应通常只在纳米尺度才看得到，还要加上强力真空、超低温，以及严密监控下的实验室环境。生物有机体则居住在宏观尺度的世界，那里温暖、混乱，什么事情都不能控制。像是这种一个系统里每一部分波动模式都保持一致的量子现象，在喧嚣不已的细胞世界里，维持不了百万分之一秒。     

PTB关于实现量子计量三角的研究

PTB量子计量三角的组成部分为量子霍尔电阻标准、约瑟夫森电压标准和一个电子计数电容标准(ECCS),而电容的校准能力在量子计量三角的建立过程中起了很重要的作用。为了计算电子个数,采用了一个被称为r电子泵的低温真空电容,其电容值为1pF的十进制整数值。目前整个设备尚未正式运行,某些部件还处于研制阶段。虽然低温电容值在循环后的重复性好于10-6,但是要使量子计量三角型的不确定度达到预期的10-7以内,30 s的电子测量的停留时间还是相对较短。此外,计算电容的校准能力和量子霍尔电阻均有所改进。     

背包问题的量子算法分析

对可用于密码体制设计的NP完全问题——背包问题,进行了量子算法分析.从复杂度理论角 度出发,讨论了如何用量子搜索算法加速背包问题等NP完全问题的求解.并从群论的角度与S hor的大数分解算法做了比较,讨论了影响算法速度一些因素.对量子算法的特性和前景做了展望.      

浮栅型单电子存储器的等效电路模型

在介绍浮栅型硅量子点单电子存储器的结构与工作原理的基础上,通过分析建立了相应的集总电容电路模型,计算了存储器在线性、饱和、亚阈值情况下的电流。利用单电子器件的"阈值漂移"特性,可以得到纳米存储器在不同阈值电压下的存储状态。仿真表明,该模型可以准确地模拟存储器的"读"和"写"状态。     

量子阱激光器的Pspice电路温度模型

在考虑量子阱激光器的温度特性基础上,对激光器的速率方程进行了适用性修正,增加了与温度相关的势垒区的辐射复合电流I_br、非辐射复合电流I_bnr和有源区的非辐射复合电流I_wnr、俄歇复合电流Ia等项,并根据修正后的速率方程得出了量子阱激光器的大信号等效 Pspice电路温度模型和直流稳态工作时的等效Pspice电路温度模型,然后采用GaAS/AlGaAS 量子阱激光器,根据量子阱激光器直流稳态工作时的等效Pspice电路温度模型对量子阱激光器的输出光功率、驱动电流和结点温度之间特性进行了模拟,得出它们之间的关系曲线.     

单光子探测器校准技术研究进展

随着量子信息技术的快速发展,单光子探测器作为量子保密通信等领域的核心器件,一直是行业内的研究热点之一。近年来各类新技术的应用使单光子探测器的性能得到很大提高,同时,对其测试、校准技术的研究也受到关注,尤其是基于量子物理效应的新型量子计量方案得到国内外计量机构的重视。文中对单光子探测器的工作机制和单光子探测器国内外校准技术的研究进展进行了简述,梳理了国内外基于标准探测器和相关光子对开展探测效率校准以及后脉冲概率、时间抖动参数的校准技术现状,可为相关领域研究人员提供参考,并对未来技术发展方向提出展望。     

量子电压的发展及应用

本文通过对直流电压国家副基准、可编程约瑟夫森直流电压标准、可编程量子低频电压标准、宽量程量子化电压标准、脉冲驱动型量子电压标准及便携式免液氦量子电压标准的描述,主要介绍了我国量子电压副基准的历史、现状、今后的发展及应用前景。