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量子點熒光探針快速檢測生物活性分子
完成人簡介：樊君，西北大學教授，西北大學化工學院副院長， 陜西省化工過程實驗教學示范中心主任，指導博、碩士生研究方向包括反應工程、碳一化工、納米材料、分離工程、精細化工產品開發(fā)研究等。
成果內容：基于量子點的熒光探針分析對推動即時檢測（POCT）技術的發(fā)展具有十分重要的意義。本項目以制備功能型納米熒光探針為主，主要包括量子點熒光探針（QDs）和稀土摻雜上轉換納米顆粒（UCNPs），并利用制備的熒光探針實現(xiàn)了對生物活性分子的定量檢測。項目設計了基于熒光共振能量傳遞（FRET）的QDs熒光探針和基于CuMn雙摻雜的ZnS QDs比率熒光探針，分別實現(xiàn)了對生物活性分子多巴胺和葉酸的定量檢測（圖13），結果表明所制備的探針具有較高的選擇性和靈敏度，項目成果將為醫(yī)學檢測和POCT技術提供技術支持。
不同反應時間得到的CdTe量子點在紫外燈下的實物圖及其吸收和發(fā)射光譜
成果優(yōu)勢： 量子點(quantum dots，QDs)是指顆粒半徑小于激子波爾尺寸半徑的納米晶粒，屬于三維尺度限域的零維納米材料，其尺寸一般在10nm以下。QDs有許多顯著地光學性質：優(yōu)良的抗光漂白能力； 較寬的吸收光譜；發(fā)射光譜窄；較大的斯托克斯位移(Stokes shif)。
成果成熟度：中試階段。
轉化方式：技術轉讓等。
市場展望：本項目的研究結果對提高疾病診治水平，推動醫(yī)學科技前沿發(fā)展，形成經濟新增長點，帶動大健康產業(yè)發(fā)展等都將具有十分重要的意義。
西北大學
2021-05-11
量子點熒光防偽技術研究成果
福州大學物信學院李福山教授、福州大學化學學院鄭遠輝研究員與TCL集團工業(yè)研究院錢磊博士的合作研究論文“Inkjet-printed unclonable quantum dot fluorescent anti-counterfeiting labels with artificial intelligence authentication” 在Nature子刊《Nature Communications》在線發(fā)表。 量子點具有優(yōu)異的光電特性，其圖案化在發(fā)光顯示，熒光標記和智能傳感領域具有廣闊的應用前景。量子點薄膜形貌最終決定了其光電器件應用，論文采用高精度噴墨打印技術制作微米級量子點發(fā)光圖案，創(chuàng)新性的在基板表面構建具有隨機分布的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）微納米顆粒，作為噴墨打印輸運過程中的聚集釘扎點，強化微米級墨滴蒸發(fā)流動以及量子點組裝過程中的差異性，形成不可復制“花狀”發(fā)光圖案；成功應用于低成本，可柔性化，自然條件下隱蔽，具有多重防偽級別和商業(yè)化的價值的不可復制全彩熒光防偽標簽。并且首次引入了人工智能（AI）技術對噴墨打印量子點防偽熒光標簽進行驗證，并成功識別出不同的清晰度、亮度、旋轉角度、放大倍率以及這些參數(shù)混合的“花狀”圖案，實現(xiàn)了防偽標簽的高效準確識別。
福州大學
2021-04-10
量子點熒光防偽技術研究成果
福州大學物信學院李福山教授、福州大學化學學院鄭遠輝研究員與TCL集團工業(yè)研究院錢磊博士的合作研究論文“Inkjet-printed unclonable quantum dot fluorescent anti-counterfeiting labels with artificial intelligence authentication” 在Nature子刊《Nature Communications》在線發(fā)表。 量子點具有優(yōu)異的光電特性，其圖案化在發(fā)光顯示，熒光標記和智能傳感領域具有廣闊的應用前景。量子點薄膜形貌最終決定了其光電器件應用，論文采用高精度噴墨打印技術制作微米級量子點發(fā)光圖案，創(chuàng)新性的在基板表面構建具有隨機分布的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）微納米顆粒，作為噴墨打印輸運過程中的聚集釘扎點，強化微米級墨滴蒸發(fā)流動以及量子點組裝過程中的差異性，形成不可復制“花狀”發(fā)光圖案；成功應用于低成本，可柔性化，自然條件下隱蔽，具有多重防偽級別和商業(yè)化的價值的不可復制全彩熒光防偽標簽。并且首次引入了人工智能（AI）技術對噴墨打印量子點防偽熒光標簽進行驗證，并成功識別出不同的清晰度、亮度、旋轉角度、放大倍率以及這些參數(shù)混合的“花狀”圖案，實現(xiàn)了防偽標簽的高效準確識別。
福州大學
2021-02-01
在量子物理與機器學習研究的進展
生成模型的研究重點是如何從給定的數(shù)據(jù)集合中學習到數(shù)據(jù)的聯(lián)合概率分布，以及從學習到的概率分布中高效地生成新的樣本。研究團隊提出將數(shù)據(jù)的聯(lián)合分布概率編碼成量子多體態(tài)的概率幅的模平方。進一步地，他們提出在經典計算機上使用矩陣乘積態(tài)(Matrix Product States)來模擬學習的過程。矩陣乘積態(tài)的參數(shù)，即張量網絡的張量元，可以通過類似密度矩陣重整化群(Density Matrix Renormalization Group)的算法進行學習，最終形成一個具有泛化能力的生成模型。這個學習算法結合了量子物理與機器學習各自的優(yōu)點：它不僅可以利用GPU高效地學習到模型參數(shù)，還可以利用張量網絡的靈活性動態(tài)地調節(jié)模型表達能力。此外，與傳統(tǒng)的基于統(tǒng)計物理的生成模型（例如玻爾茲曼機）相比，玻恩學習機還具備直接生成無關聯(lián)樣本的強大能力，從而可以高效地生成新的數(shù)據(jù)。 基于量子態(tài)的概率生成模型融合了量子物理與機器學習的思想，是一個嶄新的研究領域。玻恩學習機借助量子態(tài)內稟的概率解釋及其強大的表達能力，意在為機器學習和人工智能提供更為先進的生成模型和學習算法。此外，這類模型在量子信息處理，量子計算以及多體物理中具有應用潛力。展望將來，最令人興奮的前景應該會是在一臺量子計算機上實現(xiàn)玻恩學習機，從而以全新的方法進行概率型的學習和建模。這項工作用使用張量網絡模擬量子計算機的運行，向無監(jiān)督量子機器學習邁近了一步。作用在一幅MNIST圖片上的矩陣乘積態(tài)以及它的糾纏譜
北京大學
2021-04-11
量子安全時間傳遞的原理性實驗驗證
中國科學技術大學潘建偉及其同事彭承志、徐飛虎等利用“墨子號”量子科學實驗衛(wèi)星，在國際上首次實現(xiàn)量子安全時間傳遞的原理性實驗驗證，為未來構建安全的衛(wèi)星導航系統(tǒng)奠定了基礎。該成果于2020年5月11日在線發(fā)表在國際學術知名期刊《自然·物理》上。
中國科學技術大學
2021-01-12
量子點熒光探針快速檢測生物活性分子
項目成果/簡介:完成人簡介：樊君，西北大學教授，西北大學化工學院副院長， 陜西省化工過程實驗教學示范中心主任，指導博、碩士生研究方向包括反應工程、碳一化工、納米材料、分離工程、精細化工產品開發(fā)研究等。成果內容：基于量子點的熒光探針分析對推動即時檢測（POCT）技術
西北大學
2021-01-12
三維量子霍爾效應獲得實驗驗證
盧海舟和謝心澄課題組在拓撲半金屬中利用費米弧和“蟲洞隧穿”構成的Weyl軌道，提出了一種新的三維量子霍爾效應機制。拓撲半金屬是拓撲物相的新成員，具有拓撲保護的表面態(tài)，被稱作費米弧 (如圖4所示)。費米弧是拓撲半金屬拓撲保護的表面態(tài)的費米面。在拓撲Weyl半金屬中，有4個面可以有拓撲保護的表面態(tài)。由于拓撲約束的原因，每個面的表面態(tài)只是半個二維電子氣。相對的上下表面的費米弧電子氣可以通過Weyl點連接起來，組成一個完整的二維電子氣，這是非常奇異的物相。 既然費米弧也是一種二維電子氣，它們是否可以有量子霍爾效應？要研究這個問題，首先要明白什么是形成量子霍爾效應的關鍵，那就是電子的回旋運動 (如圖3左圖所示)。電子回旋運動的量子力學描述等價于諧振子，因此會形成等間距的朗道能級。朗道能級在邊界發(fā)生能量畸變，才會有邊界態(tài)提供無耗散的電子輸運和量子霍爾化電導，即量子霍爾效應。 目前，已經有多個拓撲半金屬實驗觀察到霍爾電阻的量子化平臺。這種新奇的三維量子霍爾效應的研究才剛剛開始。直接觀測到如圖8所示的奇異邊界態(tài)分布將是未來的一個挑戰(zhàn)方向。
南方科技大學
2021-04-13
“趨近絕對零度的量子共振”
介紹了一個趨近絕對零度量子散射共振在化學反應中發(fā)揮重要作用的例子。F+H 2
南方科技大學
2021-04-14
量子照明雷達的高效MATLAB仿真技術
本成果通過可視化的工作界面，可以給出量子信號源的關鍵物理參數(shù)分析、量子態(tài)演化過程、多份量子態(tài)條件下量子照明雷達的虛警概率分析等多個方面的圖形化界面，具有較強的推廣應用價值。
一、項目分類
關鍵核心技術突破
二、技術分析
量子照明雷達是新興的研究方向，是量子信息技術與雷達技術相結合的新興產物。而量子信息技術又是古老的量子力學與信息技術相結合的交叉學科，不少研究者因晦澀的量子力學而望而卻步。為了降低量子照明雷達的神秘感，打破抽象壁壘，我們創(chuàng)造性地發(fā)展了量子照明雷達的高效仿真技術，對于未來實現(xiàn)量子雷達的普及與推廣具有重要意義。
截止目前，尚未見到關于量子照明雷達仿真平臺的相關報道。而該成果基于MATLAB這一易于上手的計算機數(shù)值平臺，溝通了抽象的量子力學與具體的量子目標探測之間的橋梁，具有創(chuàng)新性和國內領先的技術先進性。
經過近五年的研究和近兩年教學實踐的檢驗，該成果不斷豐富和完善，通過可視化的工作界面，可以給出量子信號源的關鍵物理參數(shù)分析、量子態(tài)演化過程、多份量子態(tài)條件下量子照明雷達的虛警概率分析等多個方面的圖形化界面，具有較強的推廣應用價值。鑒于量子雷達技術是未來新體制雷達的重要技術途徑之一，本成果將有望在空間、水下目標探測方面取得應用，市場應前景廣闊。截止到目前，該成果已經應用于高年級本科生的培養(yǎng)與實訓和北京某研究所的新體制目標探測項目研發(fā)中。
北京理工大學
2022-08-17
一種基于橢球擬合的磁力計校正方法
本發(fā)明公開了一種基于橢球擬合的磁力計校正方法，包括如下步驟：1、根據(jù)磁力計所受到誤差影響，建立磁力計誤差模型：2、根據(jù)收集到的磁力計測量數(shù)據(jù)，將磁力計誤差模型轉化為磁力計橢球誤差模型；3、計算磁力計橢球誤差模型中的參數(shù)，并計算出橢球擬合的殘差；4、確定滿意區(qū)間，并計算滿意值、滿意區(qū)間概率，當滿意區(qū)間概率小于滿意值，去除去噪點，返回步驟3利用剩余數(shù)據(jù)重新計算磁力計橢球誤差模型中的參數(shù)，并計算出橢球擬合的殘差，再次執(zhí)行步驟4，直到滿意區(qū)間概率大于滿意值，進而求出橢球擬合的誤差，完成磁力計校正。該方法可以有效的提高磁力計校正及補償精度，且該方法可靠性強、成本低、精度高、計算過程簡潔。
東南大學
2021-04-11