量子文定仪

图1 来源：诺贝尔奖委员会官网。北京时间10月4日17时45分，有着“理科综合奖”之称的诺贝尔化学奖揭晓。瑞典皇家科学院决定将2023年诺贝尔化学奖授予美国科学家Moungi G.Bawendi、Louis E Brus，俄罗斯科学家Alexei l.Ekimov ，以表彰他们对量子点的发现和研究。该奖项的授予充分表明了量子点技术在科学领域中的又一重要突破。 01量子点是一种纳米级半导体发光材料，通过施加一定的电场或光压，这些纳米半导体就会发出特定频率的光，而发出光的频率会随着半导体的尺寸的改变而变化。因此，我们通过控制它们的尺寸和形状，就可以控制其发出的光的颜色（如图2），从而获得独特的光学和电子特性（如图2）。 图2 量子点荧光随尺寸的变化示例。 由于量子点丰富的物理化学性质，吸引了很多学者投身其中，目前已经形成了很多重要的前沿技术。除了我们熟知的已经商业化的量子点液晶显示以外，量子点还可以用于未来显示、光伏发电、高性能激光光源应用、单光子光源应用以及作为荧光探针用于生物成像等。 02 作为一种独特的纳米材料，在量子点的研究中，首先会关注其光谱特征和量子产率；在一些情况下，电致发光效率和荧光寿命也是需要被测量的参数。 #宽广的光谱测量 在生物荧光探针等应用的量子点研究中，不仅需要测量可见光区的光谱，还可能需要测量近红外红外光的光谱。 图3 从可见到近红外连续光谱测量的双探测器方案。为了契合这样的需要，滨松Quantaurus-QY plus中不仅配备了高灵敏度高信噪比背照式CCD探测器（探测范围从紫外至约1100nm的近红外，如图3上左），而且配备了专门用于近红外波段的InGaAs探测器（从850nm至1650nm，如图3上右）。作为在光电行业深耕细作几十年，光探测器产品线非常宽广的技术型公司，滨松在Quantaurus系列产品中均选用了自产的探测器。并基于对探测器的深刻理解与定制，开发出了特有的“光谱无缝缝合”技术，使得通过可见光探测器和近红外探测器所得到的光谱能够衔接在一起（如图3），从而使用户可以在350-1650nm的范围内，横跨可见及近红外区域得到完整且精准的光谱和真实的量子产率数值。(如图4） 图4 文献案例：横跨可见到红外的光谱测量。500nm左右的峰为吸收光谱，1300nm左右的峰为发射光谱。(N. Hasebe, et al. Anal. Chem.&ensp 87&ensp (2015), 2360)。 #精准的量子产率测量滨松量子产率测试仪对上至100%，下至1%以下的量子产率都具有非常准确的测量能力（如图5）。 图5 滨松量子效率分析仪对一些标准样品的测试值与文献值的对比(K. Suzuki, et al. Phys. Chem. Chem. Phys. 11 (2009), 9850)。 为了得到精确的结果，除了在硬件方面精益求精，滨松也一直在研究量子产率测量中的各种误差来源。比如对于许多量子点，激发光谱和发射光谱会有所重叠（如图6）；这意味着量子点发出的荧光有可能被自身再次吸收——这种自吸收（reabsorption)现象会导致量子产率的测量值低于真实值，而且越浓的溶液低估得越厉害（如图7）。图6 几种量子点的吸收及发射光谱。实线为吸收光谱，多点连线为发射光谱；蓝绿黑红对应着量子点尺寸从小到大。(U. Resch-Genger, et al. Nat. Methods 5 (2008), 763)。 针对这种低估量子产率的可能，滨松运用了对应的自动测量流程及算法（K. Suzuki, et al. Phys. Chem. Chem. Phys.&ensp 11&ensp (2009), 9850）保证得到最为准确的量子产率读数（如图7）。 图7 自吸收（Reabsorption)校正结果示例(K. Suzuki, et al. Phys. Chem. Chem. Phys. 11 (2009), 9850)。#滨松量子产率测量仪Quantaurus-QY plus

近期，中国科学院上海光学精密机械研究所红外光学材料研究中心董红星研究员和张龙研究员团队在溴氯掺杂量子点自组装超晶格结构中实现稳定蓝光腔增强超荧光，并解析了量子点超晶格结构通过降低电声耦合进而抑制光致相偏析的机制。相关研究成果以“Stable and ultrafast blue cavity-enhanced superflourescence in mixed halide perovskites”为题发表于Advanced Science。 　　高质量蓝光光源受限于低的量子效率，相比于红、绿光源仍处于落后的阶段。而钙钛矿量子点体系中的腔增强超荧光是由量子耦合效应和腔光场放大的双重调制产生的超快相干光爆发，可为实现高质量蓝光相干光源提供新思路，解决传统蓝光光源效率低下的局限性。卤素掺杂是在钙钛矿量子点体系中实现蓝光发射最直接的策略。然而，由于光致卤化物相偏析引起的光谱不稳定以及量子点与光腔之间的低耦合效率，使得在这种掺杂卤化物的量子点系统中实现稳定的蓝光腔增强超荧光具有挑战性。 　　针对上述问题，研究人员通过可控自组装制备得到形貌规则、长程有序、密集排列的CsPbBr2Cl量子点超晶格微腔。在量子点超晶格中，激子离域效应可以有效地减少激子声子耦合，从而缓解光致卤化物相偏析。同时，量子点自组装超晶格微腔具有高的堆积密度、光滑表面和规则几何结构，既可以作为增益介质，也可以作为高光反馈的回音壁腔，可提高量子点与光腔之间的耦合效率。因此，这两个核心问题将在量子点自组装超晶格结构中得到解决。基于这样的卤素掺杂量子点超晶格，研究人员最终实现了具有优异光学性能的稳定蓝光腔增强超荧光。 　　该工作得到国家自然科学基金，上海市青年拔尖人才计划等项目的支持。图1(a)量子点超晶格通过减弱激子-声子耦合来缓解光致相偏析的示意图；(b)CsPbBr2Cl量子点自组装超晶格微腔在激光泵浦在产生腔增强超荧光(CESF)的示意图；(c)77K下超晶格中随功率变化的蓝光腔增强超荧光发射图，左上角为1.8Pth激发功率下的蓝光腔增强超荧光的条纹相机图像。

近日，国仪量子离子阱量子计算平台ION I正式交付。　　该套交付设备由国仪量子与国内某高校用户围绕科研场景需求，在系统的设计、制造、测试等方面进行了深入合作研发。用户将基于该平台进行量子计算、量子模拟与量子算法等领域的研究。据公开报道显示，该平台为国内首台实现商业化交付的离子阱量子计算平台。　　离子阱量子计算平台ION I　　ION I离子阱量子计算平台具有超高的集成化和小型化优势，整机由真空与阱系统、光路与稳频系统、测控与电子学系统、激光与微波控制系统组成，具有较高的量子比特保真度和操作精度。　　ION I离子阱量子计算平台可操控比特数目2~12任意可选，单比特门保真度超99.97%，两比特门保真度超99.7%，相干时间T2*大于100 ms。该系统可稳定囚禁离子数目超90+，一维离子阱晶体数目数小时不变云。多项核心技术指标达到国际一流水准。　　国仪量子离子阱量子计算机项目负责人吴亚表示：“ION I离子阱量子计算平台基于用户科研需求，充分整合了真空、激光和光学、射频和微波技术以及电子学系统等，进行了模块化设计与标准化制造。它的首次商业化交付，标志着我国科研团队在离子阱量子计算领域已具备了较高的研发水平与一定的产品化、工程化能力。”　　国仪量子基于在量子信息技术与高端科学仪器领域长期的技术积累与产品工程化经验，根据用户需求，打造了高度工程化、适应多场景、稳定可靠的离子阱量子计算研究平台。未来，国仪量子将与用户携手，充分发挥离子阱量子计算平台优势，开展量子计算算法、应用研究，为量子计算技术的突破贡献力量。

量子钻石单自旋谱仪是一台以NV色心自旋磁共振为原理的量子实验平台。该谱仪通过控制光、电、磁等基本物理量，实现对钻石中氮—空位（NV色心）发光缺陷的自旋进行量子操控与读出，与传统顺磁共振、核磁共振相比，具有初态是量子纯态、自旋量子相干时间长、量子操控能力强大、量子塌缩测量实验结果直观等独特优势。带有负电的NV色心具有优良的量子特性。当施加532nm的绿色激光，电子从基态跃迁到激发态，从激发态衰减到基态的过程中，会发出红色荧光。ms=0态的荧光强度比较强，而ms=±1态发出的荧光比较弱，可以通过荧光强度区分自旋状态。量子钻石单自旋谱仪具有超高灵敏度与纳米级超高分辨率，能在室温大气条件下运行，可以完成单分子、单细胞的微观磁共振谱学和成像。该谱仪具备高保真度量子自旋态调控技术，通过自主研发的50ps时间精度脉冲发生器以及宽带高功率微波调制器件，能够实现对自旋低噪声、高效、快速的量子相干操控。与谱仪配套的高智能化控制与信号采集软件，能够实现自动光路调节、自动磁场调节以及长时间的无人值守自动测样实验，是科研实验的好搭档。公司同时具有完善的高品质金刚石探针制备工艺，可以自主制备长相干时间、高稳定度的金刚石探针。产品参数：产品特点：实现单自旋灵敏度，纳米级分辨率的磁共振谱学方法；50皮秒时间精度，超高谱线分辨率，高保真度量子自旋态操控；智能化仪器控制和信号采集；完善的金刚石探针制备技术；可进行长时间无人值守实验。欢迎下载样本了解更多产品详情。 创新点：量子钻石单自旋谱仪是一台以NV色心自旋磁共振为原理的量子实验平台。该谱仪通过控制光、电、磁等基本物理量，实现对钻石中氮—空位（NV色心）发光缺陷的自旋进行量子操控与读出，其具有超高灵敏度与纳米级超高分辨率，可以完成单分子、单细胞的微观磁共振谱学和成像，可在室温大气条件运行，对于生物样品具有良好的兼容性。与传统顺磁共振、核磁共振相比，具有初态是量子纯态，自旋量子相干时间长，量子操控能力强大，量子塌缩测量实验结果直观等独特优势。 带有负电的NV色心具有优良的量子特性。当施加532nm的绿色激光，电子从基态跃迁到激发态。从激发态衰减到基态的过程中，会发出红色荧光。ms=0态的荧光强度比较强，而ms=± 1态发出的荧光比较弱，可以通过荧光强度区分自旋状态。 钻石单自旋量子精密测量谱仪

NV色心凭借其优良的量子相干时间和稳定的化学性质，成为量子计算机、量子传感器的理想载体，也是近年来国际上的研究热点，众多实验研究组利用NV色心发表了重要的研究成果。金刚石量子计算教学机就是一台基于 NV 色心的以自旋磁共振为原理的量子计算教学设备。该设备是一款能够在室温大气条件下运行的真实量子计算机，无需低温真空环境使得设备有着几乎为零的运行成本，桌面型的设计让它能适应各种不同的教学环境，无论是课堂还是实验室，搭配课程讲义、教学视频与教学PPT等全套教学服务，都能轻松进行量子力学与量子计算等实验教学。教学机由微波模块、光学模块、数采模块、脉冲控制模块、磁铁模块等组成，丰富的硬件让教学机能具备支持如量子精密测量、光探测磁共振等更多教学内容的拓展开发。教学机源自于众多优秀的科研成果，这让它同时也是一款培养学生科学素养和科研基础的教学设备。面向大众面向教学的金刚石量子计算教学机Diamond I, 是一台针对教学设计的高性价比教学仪器，可配合物理、电子工程、精密仪器等相关专业开设教学实验课程，搭建先进教学示范平台。产品功能：量子计算教学l 量子比特l 量子逻辑门操作l 量子算法量子力学基本概念教学l 量子态l 量子态演化l 电子自旋更多功能l 磁共振教学等欢迎下载样本了解更多产品详情。创新点：金刚石量子计算教学机，是国仪量子响应国家建设量子科技强国战略，满足高等院校对量子计算前沿实验教学的需求，自主研发的全球首台面向大众用于量子计算的实验教学仪器。教学机基于金刚石中NV色心和自旋磁共振为原理，通过控制激光、微波、磁场等物理量，对NV色心的自旋进行量子操控和读出，从而实现量子计算功能。仪器实验内容涵盖了量子比特、量子逻辑门、量子退相干、量子算法等一系列量子计算基本知识，可配合高等院校大学物理、近代物理、量子信息科学等专业开设教学实验课程，搭建先进教学示范平台。 金刚石量子计算教学机

没有花前月下，只有量子学霸，科研界CP发糖，仍是如此齁甜！近日，国际学术媒体《Physics World》产业版编辑Margaret Harris发出推文，“爆料”了一对来自中国的“量子侠侣”——代映秋和石致富博士。原来，这对CP最近分别以第一、第三作者的身份发布了一项重要的科研成果——基于国仪量子X波段脉冲式电子顺磁共振谱仪EPR100的观测结果，将量子比特的相干时间提高至1.4毫秒，量子比特的品质因数提升了40倍。 Margaret Harris在推文里调侃，希望这对couple“相干超过一毫秒”自主高端科学仪器发力，“量子侠侣”海外圈粉近日，《Physics World》编辑Isabelle Dumé以《Molecular qubits stick around for longer》为题，报道了中国科学院微观磁共振重点实验室在分子量子比特研究方向上的最新科研成果。这一重大突破以《Experimental Protection of the Spin Coherence of a Molecular Qubit Exceeding a Millisecond》为题，在权威学术杂志《Chinese Physics Letters》进行了发表，在海内外学术圈引发广泛关注。值得一提的是，中国科技大学博士研究生代映秋作为论文第一作者，实验过程中所用到的X波段脉冲式电子顺磁共振谱仪EPR100正是她未婚夫石致富博士主要参与设计的。原来学术界秀恩爱的门槛都这么高吗？这也太甜了吧！代映秋、石致富博士正在使用EPR100进行科学研究“在研究过程中，自主研制的X波段脉冲式电子顺磁共振谱仪起到至关重要的作用。传统的商用科学仪器，受到放大器的相位稳定性、最大脉冲个数等参数的影响，不能满足实验方案的需求。于是科研团队在实验室已有的EPR谱仪技术基础上进行改进，自主研制完成任意序列发生器、微波脉冲放大器等部件，完成全新的、符合实验要求的X波段脉冲电子顺磁共振谱仪。最终仪器可以生成10000个以上、精度为50ps的高精度脉冲序列，产生高相位稳定性、高强度的微波脉冲作用到量子比特上，最终完成该工作。”石致富博士表示。EPR100是中国首款商用电子顺磁共振谱仪，仪器研发技术是源自于中国科学技术大学微观磁共振重点实验室。石致富博士透露，去年他求婚的时候，代映秋说要等到她博士毕业，现在这篇论文发表之后，她距离拨穗时刻大大拉近了。延长相干时间，量子科技将获更广泛应用近年来，量子计算已经成为一种革命性技术，利用量子的叠加和纠缠特性，量子计算机在一些特定的科学问题上，只需要短短几秒就可以完成经典计算机几年都无法完成的计算任，并且量子比特的相干时间越长，量子计算的性能就越强。然而，量子体系处于环境中，不可避免地与振动、温度波动、电磁波等环境产生相互作用，导致量子体系的相干信息向环境中流失（通常称为“退相干”），破坏长时间的量子计算过程，极大地限制了复杂量子任务的实现，困扰无数研究量子技术的科学家。因此，减小量子比特与环境之间的相互作用所引起的退相干至关重要。据了解，目前用作量子比特的常见候选体系有光学系统、超导、离子陷、固体材料缺陷和量子点等。磁性分子的电子自旋是一种新兴的量子计算体系，与其他体系相比，该量子比特可以通过化学合成的方法较为轻易地调控、修饰分子结构，且可以大量合成，规则排布以创建量子线路也相对容易。然而，和其他的量子比特一样，该量子比特的叠加态也很脆弱。虽然科学家们已经采用抗磁化合物稀释、合成时增强分子的刚性、各向同性纯化等方法来减小环境噪声对磁性分子量子比特相干的影响，但是目前为止，此类分子量子比特的相干时间也未超过1ms。X波段脉冲式电子顺磁共振谱仪EPR100为了延长相干时间，来自中国科学技术大学的研究团队将过渡金属配位化合物(PPh4)2[Cu(mnt)2]的电子自旋作为量子比特，在X波段脉冲式电子顺磁共振谱仪EPR100上，应用微波脉冲对分子量子比特的量子态进行“翻转”，在特定的时间内平均掉特定的耦合产生的效果。他们的研究使得该量子比特的相干时间从6.8 µs延长到1.4 ms，这个时间理论上可以支持14.5万次基本逻辑运算。而被称作量子比特的“品质因数（即相干时间与操控时间之比）”，比之前报告的数值提升了40倍。论文截图据代映秋介绍，该工作采用微波脉冲序列操控的方法与传统的方法相比，不需要对分子进行特殊的修饰，保留了其他自旋作为量子比特资源被利用的可能性。这项研究成果意义重大，不仅可以极大地提高量子计算的能力，在磁性生物医学成像和量子传感领域也可以得到广泛应用。期待这一研究成果未来可以走进寻常百姓家，让人们的生活更加美好而便捷。也希望代映秋、石致富博士这对“量子侠侣”能够“纠缠不放手，相干到白头”，带着共同的奋斗目标成就量子科技研究领域的一段佳话。《Chinese Physics Letters》论文链接：http://cpl.iphy.ac.cn/10.1088/0256-307X/38/3/030303《Physics world》报道链接：https://physicsworld.com/a/molecular-qubits-stick-around-for-longer

近日，合肥市科学技术局发布“第四批合肥市技术创新中心拟认定名单”，依托国仪量子（合肥）技术有限公司建设的量子精密测量合肥市技术创新中心通过认定。图片来源：合肥市科学技术局量子精密测量是利用量子特性获得突破经典测量技术极限，开拓物理信息感知维度的新一代精密测量技术，与传统测量技术相比，具有更高测试精度、灵敏度。精密测量是获取物理量信息的源头，随着量子力学、原子物理学等领域的发展，精密测量已经进入“量子时代”。CIQTEK量子精密测量合肥市技术创新中心量子精密测量合肥市技术创新中心面向量子精密测量前沿技术，依托国仪量子（合肥）技术有限公司，一方面开展量子传感、电子光学、微弱信号测量等系列关键共性技术攻关，研制出量子钻石显微镜、量子自旋磁力仪、电子顺磁共振波谱仪、锁相放大器等一系列核心指标国际领先、稳定可靠的高端精密仪器，技术水平达到国际领先[1]，推动合肥市量子科技产业做大做强，构建以量子精密测量为核心的先进仪器产业集群；另一方面推动量子传感器在动力电池检测、生物磁测量、体外诊断、金属无损探伤等行业研究与部署，实现量子精密测量在前沿科学、生物医药、航空航天等诸多领域的广泛应用。建设量子精密测量合肥市技术创新中心，对加强量子精密测量领域关键共性技术研发、创新成果转化及产业化应用示范，推动发展国产仪器替代进口、解决“卡脖子”问题，保障国家安全都具有十分重要的意义。参考资料：[1]https://kjj.hefei.gov.cn/zwgk/tzgg/14939501.html

化学家们日前的一项成就，为制造更高性能的光谱仪铺平了道路，而这种光谱仪将比手机照相机镜头的图像传感器还要微型。1日出版的英国《自然》杂志上的一篇论文，详细描述了一种微型量子点光谱仪，其未来应用包括太空探索、个性化医疗、微流控芯片实验室诊断平台等。 　　光谱仪作为一种分析仪器，几乎在每个科学领域都会用到，尤其在物理、化学和生物学研究中必不可少。这类设备通常体积过大以致于难以移动。科学家长期致力于让光谱仪小型化、成本低廉且易于使用，以便增加它们的使用范围。但一直以来，相关努力都不是很成功。 　　据美国麻省理工学院官方网站消息，此次，前麻省理工学院博士后、中国清华大学的鲍捷以及麻省理工学院化学教授莫吉· 巴旺迪提出，现有微型光谱仪的设计局限可以用胶体量子点克服，量子点是高度可调控的、微型的并且对光敏感的半导体晶体，使用量子点可以在减小光谱仪体积的同时不影响它的分辨率、使用范围和效率。 　　研究人员展示了一个用195个不同的量子点做成的光谱仪，其每一个量子点都对特定光谱范围敏感，可以过滤各种波长的光并检测到非常小的光谱移位。美国加州大学伯克利分校物理学副教授王锋(音)认为，这个堪称&ldquo 美丽&rdquo 的方式，利用半导体量子点微型光谱仪来控制光吸收，该设备体积之小、性能之高，在以前还从未实现过。 　　论文作者们表示，这一系统兼具了高性能和简洁性，容易制造并有进一步小型化的可能，所以将会在很大程度上有利于那些需要缩小尺寸、重量、成本和复杂性的应用。其与小型设备结合后，可用于诊断皮肤状况或分析尿液样本，甚至用于追踪生命体征诸如脉搏和血氧水平等。与此同时，这一研究也代表了量子点的新应用，这种纳米结构材料现主要适用于标记细胞和生物分子，在计算机及电视显示屏领域也大有用武之地。 　　总编辑圈点 　　量子点这种发现于上世纪80年代的纳米晶体，吸收性能众所周知并且非常稳定。现在利用量子点固有的性质打造出新型光谱仪的优点，甚至足够小到可以在智能手机中运行，使得一个以往笨重的实验设备轻松走入日常生活。受益的，不仅仅是科学家们研究原子能量水平、分析生物组织样品，更多的行业都可随时利用光谱仪，譬如检测环境污染、判断食品安全等等。

3月3日-8日，美国物理学会三月会议（APS March Meeting）在美国明尼苏达州明尼阿波利斯举行。国仪量子作为唯一参会的中国量子科技企业，全面展示了公司在量子精密测量、量子计算、电子顺磁共振、扫描电镜等领域的最新进展与产业化成果。APS March Meeting 2024美国物理学会三月会议（APS March Meeting）是物理学界最大的年度会议之一，吸引了来自世界各地一万多名物理学家与会，展示最新研究成果，进行学术交流。大会覆盖了从凝聚态物理、粒子物理到量子信息等前沿物理学领域的最新进展。国仪量子工作人员在会议现场国仪量子闪耀物理学界年度盛会近年来，美国物理学会三月会议已成为量子信息领域重要的学术交流平台，全球主要量子科技公司悉数亮相。在大会现场，国仪量子工作人员为与会嘉宾详细介绍了公司技术、产品情况，收获广泛关注。国仪量子以长相干、多比特、高精度量子操控为核心目标，致力于发展全球先进的量子精密测量技术、量子计算技术及相关衍生技术。目前，国仪量子针对极弱磁测量领域，发布了量子钻石原子力显微镜、量子钻石单自旋谱仪、量子自旋磁力仪等多款“原始创新”的商用化量子精密测量仪器；针对量子计算领域用户需求，开发了高度工程化、适应多场景、稳定可靠的离子阱量子计算机ION I；围绕大学物理实验教学和中小学创新教育等多种场景，打造了金刚石量子计算教学机等产品，有力推动了量子信息技术产业化发展。国仪量子工作人员为观众讲解产品自2016年成立以来，国仪量子已为全球数千家客户提供了技术产品与服务，成为推动中国高端科学仪器发展的创新力量之一。未来，国仪量子将持续加强技术研发与产品创新，为全球用户提供以增强型量子传感器为代表的核心关键器件、用于分析测试的科学仪器装备、赋能行业应用的核心技术解决方案等优质的产品和服务。持续帮助客户更高效地推动技术的发展，探索并创造人类的未来。

【科学背景】随着信息技术的飞速发展，人类对于更安全、更高效的通信方式的需求日益增长。其中，量子信息科学的崛起引起了广泛关注。量子信息科学利用量子力学中的特性，如纠缠和叠加，来实现更安全和更快速的信息处理和通信方式。量子互联网作为量子信息科学的一个重要分支，旨在构建一个基于量子力学原理的全新互联网架构，以实现更加安全、更加高效的通信。在传统互联网中，信息是通过经典比特（0和1）进行传输和存储的。然而，在量子互联网中，信息以量子比特（qubit）的形式传输，这些量子比特可以同时处于0和1的叠加态，并且可以通过纠缠相互关联。这种非经典特性使得量子互联网具有独特的优势，如量子密钥分发、分布式量子计算和增强的传感等。然而，要实现量子互联网还存在一些挑战。其中之一是如何在大规模、多节点的情况下建立稳定的量子纠缠。以往的研究多集中在实验室规模的两节点系统上，缺乏对于多节点系统的研究和验证。另一个挑战是光子在光纤传输中的损耗问题，特别是在长距离传输时，光子的损失会大大降低量子通信的效率和可靠性。为了解决这些问题，中国科学技术大学的包小辉&潘建伟院士团队提出了一种基于原子集合的量子存储器和光子服务器的量子网络架构，并利用量子频率转换技术来减少光子在光纤中的传输损耗。通过这些创新，他们成功地建立了一个大都市规模的多节点量子网络，实现了远距离量子纠缠的生成和存储，并且能够同时在多条链路上执行纠缠生成。【科学图文】为了实现未来的量子互联网，研究人员进行了一项关于建立大都市区域的多节点量子网络的研究。他们在图1中展示了该网络的布局和实验设置。图a展示了一个广阔复杂的量子网络的设想架构，包括了许多高连接性的大都市区域网络，这些网络通过量子中继器通道相互连接。该网络由三个量子节点（Alice、Bob和Charlie）和一个服务器节点组成，形成了星形拓扑结构。这些节点被放置在合肥市内，形成一个三角形，节点之间的距离为7.9公里到12.5公里。在实验中，每个量子节点都配备了一个原子集合量子存储器，用于生成原子-光子纠缠。图b展示了量子节点的方案，包括了量子存储器、光子服务器以及用于纠缠生成的装置。图c展示了服务器节点的方案，其中包括了光子干涉仪和超导纳米线单光子探测器等组件。图d展示了该研究中使用的多节点量子网络的布局，以及各节点之间的光纤连接。通过这些布局和实验设置，研究人员成功地实现了远距离量子节点之间的纠缠生成，并且纠缠存储时间超过了往返通信时间。此外，他们还展示了对所有三条网络链路的远程纠缠生成，并同时执行了这些操作。这项研究为评估和探索多节点量子网络协议提供了大都市规模的试验平台，标志着量子互联网研究的重要进展。图1：网络布局和实验设置。研究人员为了解决量子网络中的相位稳定性和频率漂移问题，开发了一种基于弱场远程相位稳定方法的网络架构，并通过实验验证了其有效性。图2展示了该相位稳定化方法的方案和实验结果。在图2a中，研究人员利用弱场相位探测脉冲和光子计数在纠缠生成设施中检测相位差Δφ，并通过反馈立即进行补偿。实验结果显示，经过相位稳定化处理后，两节点之间的相位分布得到了显著改善，可观察到正弦振荡的干涉可见度。图2b展示了相位稳定化的特征，通过发送额外的相位探测脉冲和光子计数，成功实现了相位分布的高斯化。此外，图2c显示了在不同频率差条件下的干涉可见度，证明了频率漂移的补偿效果。这些研究结果对于量子网络的发展具有重要意义。相位稳定化方法和频率漂移的补偿可以确保在量子节点之间建立稳定的纠缠链接，为量子通信和量子计算等应用提供了可靠的基础。图2. 弱场相位和频率稳定。接下来，研究人员在图3中验证了通过弱场方法在远距离节点之间生成的纠缠。在图3a中，他们展示了用于验证远程纠缠的实验设置。通过与额外的弱纠缠探测脉冲的结合，他们成功地检测到了远程纠缠的存在。在图3c和d中，他们展示了读出场和原子态之间的密度矩阵，证明了远程纠缠的存在，并通过保真度的计算确定了其有效性。值得注意的是，他们在两个实验中均取得了成功，一次是在5微秒的存储时间内，另一次是在107微秒的存储时间内。这表明，他们的方法不仅能够实现远程纠缠的生成，还能够在较长时间内保持纠缠的稳定性。图3. 一对遥远节点之间的纠缠。研究者在图4中展示了网络中的并发纠缠生成。他们的目标是同时在网络的不同节点之间建立纠缠，从而实现量子通信的潜力。在图中，研究者通过量子随机数生成器动态切换用户对，并使用多输入-双输出光开关来实现并发纠缠。实验结果显示，当改变Charlie节点的相位时，Alice-Bob、Alice-Charlie和Bob-Charlie三个链路上的纠缠度表现出了明显的正弦振荡，这表明了成功的纠缠生成。在另一方面，当测量PM态时，结果显示了与理论相关的高度相关性。这项工作的重要性在于，它为量子通信和量子网络的发展提供了实验上的验证，为未来的量子通信系统的设计和实施提供了关键见解。图4. 网络中并发纠缠的产生。【科学结论】本文展示了一种可行的都市区域纠缠量子网络的实现，并解决了该网络面临的技术挑战。通过成功实现远程纠缠的生成和存储，以及在网络内同时生成多个纠缠对，作者为量子通信和量子信息处理领域提供了重要的突破。其中，采用的单光子方案为网络的高纠缠速率提供了基础，远程相位稳定化和弱场方法则解决了单光子方案中的关键技术问题。这些方法不仅在实验中取得了成功，而且为未来构建更大规模、更复杂拓扑结构的量子网络提供了可靠的技术支持。此外，文章还指出了进一步提高网络性能的路径，如将波长转移到通信C波段、利用Rydberg阻塞机制抑制不需要的高阶原子激发、实现更好的纠缠验证以及延长纠缠存储时间等。这些科学启迪为未来量子网络的发展指明了方向，有望促进量子信息技术的应用和进步，推动量子通信的实用化和商业化进程。原文详情：Liu, JL., Luo, XY., Yu, Y. et al. Creation of memory–memory entanglement in a metropolitan quantum network. Nature 629, 579–585 (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07308-0

近日，冷原子量子精密测量和量子计算技术研发商中科酷原科技（武汉）有限公司（以下简称“中科酷原”）完成数千万元A轮融资，独家投资方为中科创星。据悉，本轮融资主要用于量子精密测量仪器和原子量子计算的研发和产业化，进一步强化公司人才储备，提升公司核心竞争力，将系列化的量子精密测量仪器和量子计算产品在科研、教学和科普等领域进行推广和应用。中科酷原成立于2020年，核心团队源自中国科学院精密测量创新与技术研究院，先后承担过973、863、国家重点研发计划等多项国家项目。公司于2020年获得中科科源基金种子轮的投资，入选了武汉市量子技术产业重点企业；2021年获得湖北省工友杯创业大赛决赛第一名、湖北省工会“工人先锋号”等荣誉。核心团队研制的原子绝对重力仪参加了第十届绝对重力仪的国际比对，测量结果得到国际计量局的认可，仪器测量灵敏度和稳定度等关键指标已达到国际一流水平。团队自主研制的小型化原子重力仪入选“中科院自主研制仪器产品”名录。中科酷原以推动量子技术革命的浪潮为使命，致力于为科研机构、企业研发部门、工业生产和教育科普等领域的客户提供技术先进、品质优异、成本可控的量子技术产品。地球重力场反映物质分布及其随时间和空间的变化。测量重力场的仪器统称为重力仪，具体可分为相对重力仪和绝对重力仪。量子重力仪是一种典型的绝对重力仪，它摆脱了传统光电仪器的工作机理限制，直接利用物质的量子本质进行精密测量，测量精度也有了大幅提升。量子重力测量研究分为超高精度和小型化两个方向。大型超高精度喷泉式冷原子重力仪有望应用于验证爱因斯坦广义相对论理论、探测引力波、研究暗物质和暗能量等，成为基础科研的有力工具。小型化下抛式冷原子重力仪有望应用于可移动平台，例如航空重力仪、潜艇重力仪甚至卫星重力仪。英国伯明翰大学率先开发了名为Wee_G的量子重力仪样机，并于2018年成功实现了量子重力梯度仪样机Gravity-Imager的测试。2019年该团队进一步将Wee_G的重力场测量精度提升至10-9mGa数量级。其未来有望被当成一个早期预警系统，用于监测火山喷发前衡量火山的岩浆堆积程度。同时，它还能被用于民用工程以及油气储藏的勘察等。美国的激光干涉引力波观测仪（LIGO）成功测量到在距离地球13亿光年处的两个黑洞合并所发射出的引力波信号。总体来说，随着相关技术的发展，将广泛应用于地球物理、资源勘探、地震研究、重力勘察等领域。

在量子材料与量子效应的研究中，无损的光谱学测量已经变得尤为重要。而在低温等极端条件下的原位显微光学测量是近十年来逐渐发展成熟的测量方法。近几年中大量重要的科研工作中都有低温光学测量的内容。Montana Instruments 生产的超精细多功能无液氦低温光学系统以其卓越的性能广受低温光学领域科学家的好评。超过千套设备分布在世界各地的重要高校和科研院所，并助力用户做出了大量的顶级科研成果。近期，超精细多功能无液氦低温光学系统用户的工作中又有两项问鼎了高水平学术杂志-Nature。1、正方晶格铱酸盐中的量子自旋向列相研究自旋向列是经典液晶概念的磁性类似物，是物质的第四种状态，同时表现出液体和固体的特征。特别是在价键自旋向列中，自旋具有量子纠缠效应，可以形成多极序而不破坏时间反演对称性，但目前为止，还难以在实验室进行透彻的研究。韩国浦项科技大学与浦项基础科学研究所的Hoon Kim, Jin-Kwang Kim, B. J. Kim等研究者利用变温拉曼光谱、磁光克尔测量和共振非弹性X射线散射等多种技术对Sr2IrO4进行测量，在正方格子铱酸锶 (Sr2IrO4) 中发现了自旋向列相和四极序，并利用共振X射线衍射技术确定了四极序的空间结构和对称性。其结果发表在Nature上（Quantum spin nematic phase in a square- lattice iridate）。本文中基于超精细多功能无液氦低温光学系统进行了大温区范围的变温拉曼测量。在冷却时，从拉曼光谱中获得了静态自旋四极磁化率的发散，以及伴随出现了与旋转对称自发破缺有关的集体模式。这标志着在Tc≈263K时向自旋向列相的转变，并且在Tn≈230K以下的反铁磁相中四极序持续存在。图：变温拉曼测量表明自旋向列相的相变。这一研究表明了在Mott绝缘相中存在自旋向列相等多重序，为我们提供了关于材料中隐藏序的新见解。研究还表明有可能通过电荷四极干涉来检测四极序。本篇研究的结果为探索具有强自旋轨道耦合的过渡金属氧化物等竞争相互作用材料中自旋向列相的产生提供了直接证据。揭示了人们普遍认为与高温超导机制密切相关的Néel反铁磁体的量子序。因此，这篇文章对于凝聚态物理领域的研究具有重要的推动作用。2、量子点-单光子超辐射研究量子光源发射器的亮度最终由费米黄金法则来决定，其辐射率与其振荡器强度乘以光子态的局部密度成正比。由于振荡器强度取决于固有的材料特性，因此对高发射率的追求依赖于使用电介质或等离子体谐振器来提高光子态的局部密度。相比之下，利用超辐射的集体行为来提高振荡器强度从而提高发射率这一途径研究还较少。最近，有人提出使用其巨振子强度跃迁可以使量子阱中的弱约束激子的相干运动延伸到许多晶胞上，从而明显提高振荡器的强度。图：载流子寿命的温度依赖特性瑞士苏黎世联邦理工学院Chenglian Zhu，Maksym V. Kovalenko & Gabriele Rainò等，在Nature上发文（Single-photon superradiance in individual caesium lead halide quantum dots），报道了单个铯铅卤化物量子点的单光子超辐射，在钙钛矿量子点中的单光子超辐射，辐射衰减时间低于100皮秒，几乎与报道的激子相干时间一样短。本篇工作中作者利用超精细多功能无液氦低温光学系统进行了系统的单量子点光谱测量。辐射率对量子点的大小、组成和温度的特性依赖性测量表明，系统形成了巨大的过渡偶极子，并且通过有效质量计算对测量结果进行了证实。本篇研究结果有助于开发超亮相干量子光源。本研究还证明了单光子发射的量子效应在比激子玻尔半径大十倍的纳米颗粒中持续存在。超精细多功能无液氦低温光学系统超精细多功能无液氦低温光学系统以超低振动和超高的温度稳定性被广泛应用于多种高精度的变温光谱和显微成像实验中。Montana Instruments推出的新一代超精细多功能无液氦低温光学系统——CryoAdvance，是基于模块化设计架构的新一代标准化产品。该系统采用特殊减振技术和温度稳定技术，在不牺牲任何便捷性的同时，为实验提供超高温度稳定性和超低振动环境。CryoAdvance系列产品具有多种型号、配置、选件与配件可选，能够满足每个研究人员的个性化需求。除了标准系统之外也可为用户提供整体光学测量系统的解决方案。 CryoAdvance技术特点：&blacksquare 自动控制：智能触摸屏，“一键式操作”，实时显示温度、稳定性、真空度等多种指标。&blacksquare 模块化设计：多种配置可选，快速满足各种实验需求，后续升级简单。&blacksquare 多通道设计：基本配置已包含光学窗口+直流电学+高频电学通道。&blacksquare 稳定性设计：新设计在变温和振动稳定性上进一步优化。&blacksquare 最低温度：3.2K&blacksquare 振动稳定性：&blacksquare 光学通道：多个光学窗口，近工作距离、集成物镜、光纤引入等多种配置可选。Montana超精细多功能无液氦低温光学系统

在国际劳动妇女节到来之际，国仪量子为“准妈妈”们送来了一份贴心的节日礼物。在最新修订的《国仪量子休假管理细则》中，增设了“男性员工陪产检假”，当妻子需要产检时，公司男员工们可享受半天的带薪假期，陪伴妻子产检。国仪量子有关负责人表示，此举是为了鼓励员工更多地陪伴孕期女性，从公司层面完善三孩生育政策配套措施。据了解，企业专门设置“陪产检假”，在全国还属首次。增设专门假期 ，男员工可享8个半天带薪假期“上周我们在总经办会议上讨论完善休假管理制度时，想到孕期女性一个人挺着大肚子去产检不方便，需要爱人陪伴，就提议增设‘陪产检假’。”国仪量子人力资源部韦笑兰说，这个提议得到了大家的一致认可，很快就写进了《国仪量子休假管理细则》。8个半天“陪产检假”《管理细则》明确，“增加男性员工陪产检假，共8个半天，用于陪伴爱人进行产前检查。”目前，国仪量子已经在OA系统中增设“陪产检假”这项假期类别，员工通过OA系统提交休假申请时，只要上传医院产检挂号单，就能顺利通过。“我们希望通过‘陪产检假’的设置，鼓励员工更多地陪伴处于孕期的爱人。”员工家属：感觉公司很人性化国仪量子目前有大约500名员工，其中男性员工大约有400名。“陪产检假”的设置，给很多男员工带来了惊喜。公司人性化，挺体贴“我爱人现在怀孕六个月，下周就要去产检，到时我可以陪她去。”今年31岁的张守玉是国仪量子量子传感与精密仪器业务线的工程师，“妻子怀大宝时，产检我一般都陪着，但是每次都要请假，比较麻烦。现在公司有了专门的假期，后面的产检陪伴就方便多了。”张守玉说，爱人挺着大肚子去产检，确实需要人陪伴，“我把公司的新政策告诉给她后，她也很开心，觉得我们公司挺人性化，挺体贴的。”更多陪伴量子计算与测控业务线的吴亚和爱人都在国仪量子工作，作为一对双职工，他们也对这项新政策鼓掌欢迎。“大家平时工作都很饱和，有时候就是爱人一个人去产检。现在有了这个假期，会鼓励男员工更多地参与孩子的成长，更多陪伴妻子。”陪产检假”在全国范围内属首创在公司的休假管理细则中设置“陪产检假”，国仪量子的这一举措在全国范围内也是创新之举。国仪量子人力资源部韦笑兰说，公司员工平均年龄是30岁左右，很多家庭都在生育期，“我们希望提供这项福利，让男员工们在爱人最需要的时候去陪伴，给孕期准妈妈们更多呵护。”她说，设置了这项假期后，虽然会增加一定的人力成本，但公司更看重一个稳定幸福的家庭为工作带来的正能量，“‘可持续奋斗’，是我们所追求的发展理念，我们希望员工在这里收获幸福。”韦笑兰说，新规发布后，一些女员工开玩笑地说，“陪产检假”是便宜了其他单位的“准妈妈”，因为除了双职工外，国仪量子男员工的妻子，绝大多数是其他单位及企业的职工。“在我们看来，我们出台这项新措施，能让更多孕期女性感受到关爱，提升她们的幸福感，进而促进三孩生育社会配套的完善，这也是企业担当社会责任的一种体现。而且，对我们的员工来说，也会让他们更加感受到公司以人为本、快乐奋斗的企业文化。”鼓励员工实现家庭幸福事实上，在这家年轻的以量子精密测量为核心技术的国家高新技术企业，一直重视员工家庭的幸福。在《国仪量子人才观》中写道，“个人追求可以是为人类进步做出贡献，也可以是爱人孩子热炕头。”在国仪量子，工作的意义不仅是“致力于帮助客户更高效地推动技术的发展”，也包括提高物质保障，实现家庭幸福。国仪量子公司的Q星坊国仪量子人力资源部韦笑兰说，公司制定了丰富的福利制度，“比如，在公司里打造‘Q星坊’的儿童房，有帐篷、绘本、乐高等，供员工带娃玩耍；还有‘送货上门’的下午茶、‘女王节’的大牌礼物等。”她说，公司七成左右员工都是研发人员，致力于创新研发，“他们大多比较内敛，喜欢在简单真诚的工作环境中去探索人类的未来，我们希望通过‘陪产检假’等各项措施，为他们提供更加舒适、纯粹的创新环境。”如果你也喜欢这样的工作环境，欢迎投递简历！

丹麦和德国科学家在最新一期《科学》杂志上发表论文指出，他们携手解决了一个困扰量子科学家多年的问题——在两块纳米芯片上，首次同时控制两个量子光源，并让其实现量子力学纠缠。最新进展对量子硬件的突破性应用至关重要，将促进量子技术发展到更高水平，是计算机、加密和互联网加速“量子化”的关键一步，将为量子技术的商业利用打开大门。多年来，研究人员一直致力于开发稳定的量子光源，并实现量子力学纠缠，也就是两个量子光源可远距离地立刻相互影响。纠缠是量子网络的基础，也是开发高效量子计算机的核心。哥本哈根大学尼尔斯玻尔研究所彼得洛达尔教授表示，其团队一直在研究使用光子作为微传送器传输量子信息。一个量子光源发射的100个光子所包含的信息将超过世界上最大的超级计算机所能处理的信息。使用20—30个纠缠的量子光源，科学家们就有可能构建出一台通用的纠错量子计算机。但实现上述目标面临的最大挑战是，从控制一个量子光源到控制两个量子光源。因为光源对外界的“噪音”非常敏感，因此很难复制。历经20年努力，在最新研究中，洛达尔团队成功创造出两个相同的量子光源，并开发出先进的纳米芯片，对每个光源进行精确控制，实现了量子力学纠缠。最新研究主要作者、博士后阿列克谢蒂拉诺夫解释道：“纠缠意味着控制一个光源，就可立即影响另一个光源，使我们可创建出一个量子光源组成网络，其中的所有光源相互作用，能以与普通计算机中的比特相同的方式来执行量子运算，从而获得当今计算机技术无法实现的处理能力。”

锂离子电池锂离子电池（LIB）是21世纪以来最为热门的储能器件之一，具有能量密度高、单体输出电压高、循环性能优越、可快速充放电和使用寿命长等优点，被广泛应用于消费电子产品、电动汽车和新能源电站的储能电源系统等[1]。LIB主要是由正极材料、负极材料、隔膜、电解液和外壳组成。其中，正极材料作为锂离子的主要来源，负极材料是提供比容量的重要因素，隔膜提供锂离子传输的微孔通道。其结构示意图如图1所示，充电时，锂离子（Li+）从正极脱出在电解液中穿过隔膜到达负极并嵌入到负极晶格中，此时正极处于贫锂态，负极处于富锂态；而放电时，Li+再从富锂态的负极脱出再次在电解液中穿过隔膜到达贫锂态的正极并插入正极晶格中，此时正极处于富锂态，负极处于贫锂态[2]。图1 锂离子电池结构示意图基于国仪量子自主研制的扫描电子显微镜，在锂离子电池领域中可以对正极材料、负极材料、隔膜等进行快速、可靠的材料检测，避免因原料质量低、引入杂质、加工工艺不当引起的电池失效。助力锂电材料的深入研究，进而从各个方面改善锂离子电池性能。国仪量子电子显微镜产品全景图扫描电镜在锂电正极材料中的应用正极材料是锂离子电池中的“锂源”，通常既要提供充放电时在正负极之间往返的锂离子，又要提供锂离子电池首圈充放电形成的固体电解质相界面(简称SEI)膜时于负极所消耗掉的锂离子。电池功率受到正极材料的结构、掺杂改性、表面包覆及制备工艺等多种因素的影响[1]。开发具有安全、经济、高性能、大容量等优点的正极材料将有效地促进LIB的广泛应用[3]。如图2和图3所示，扫描电子显微镜不仅可以对正极材料的浆料和极片进行粒径分析和整体形貌的拍摄，而且为特定的正极材料体系深入研究和探索提供了有力条件。使用扫描电子显微镜可以对调浆后的正极材料以及经涂布、辊压后极片表面的正极活性物质分布、导电添加剂均匀性程度和分散性进行检测。另外借助扫描电子显微镜可对正极材料及其前驱体的单颗粒形貌、颗粒分布情况进行表征。据扫描电子显微镜呈现的结果可以针对性帮助正极材料进行设计和改进，大幅度提高材料的结构稳定性及LIB的性能。图2-1 正极浆料/10kV/ETD图2-2 正极极片/3kV/Inlens图3-1 三元正极前驱体/3kV/Inlens图3-2 磷酸铁/3kV/BSE图3-3 锰酸锂/5kV/ETD图3-4 磷酸铁锂/15kV/ETD扫描电镜在锂电负极材料中的应用负极的锂离子插入能力是决定锂离子电池性能的主要因素。为了追随先进正极材料的发展，需要开发大容量的负极材料来提高整个锂离子电池的性能。自1991年对石墨商业化生产以来，石墨一直作为主要的负极材料。石墨具有成本低、无毒性、重复循环和结构稳定等优点[4]。由图4和5可知，扫描电镜可以对调浆后的材料以及涂覆后的极片进行表面形貌分析，同时对石墨负极进行尺寸、形状图像分析，以帮助解释不同石墨负极引起的LIB性能差异。利用扫描电子显微镜可以清晰观察到石墨表面的片层结构形貌。图4-1 负极浆料/3kV/Inlens图4-2 负极极片/10kV/ETD图4-3 负极极片/3kV/Inlens图5-1 石墨负极/5kV/ETD图5-2 球形石墨表面/3kV/ETD扫描电镜在锂电隔膜中的应用作为锂电池的关键材料，隔膜在其中扮演着隔绝电子的作用，既可以阻止正负极直接接触，又可以允许电解液中锂离子自由通过。隔膜对于保障电池的安全运行有至关重要的作用[5]。当前，市场上商业化的锂电隔膜主要是以聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）为主的微孔聚烯烃隔膜，这类高分子材料凭借着较低的成本、良好的力学性能、优异的化学稳定性和电化学稳定性等优点被广泛应用于锂电隔膜中。国仪量子扫描电子显微镜可以在低压下直接观察到隔膜表面的精细结构，并且根据拍摄的形貌图像照片可以对隔膜进行孔径和孔隙率分析（图6）。图6-1 隔膜/5kV/ETD图6-2 干法拉伸隔膜/0.5kV/Inlens锂电材料分析测试前沿解决方案国仪量子以先进的量子精密测量技术为核心，聚焦科学仪器主航道，推出了一系列“人无我有”“人有我优”的高端科学仪器，针对锂离子电池行业推出了系统化的原材料检测分析与产品质量检测方案。基于国仪量子自主研制的扫描电镜、比表面及孔径分析仪、电子顺磁共振波谱仪等高端科学仪器，可分别对锂离子电池的负极材料、正极材料、隔膜等原材料进行检测，避免因原料质量低、引入杂质和加工工艺不当而引起的电池失效。欢迎扫描下方二维码下载PDF！参考资料[1]陈港欣,孙现众,张熊 等. 高功率锂离子电池研究进展[J].工程科学学报,2022,44(04):612-624.[2]郭炳焜, 徐徽, 王先友, 等. 锂离子电池[M]. 长沙: 中南大学出版社, 2005: 48-65.[3]李仲明，李斌，冯东，曾天标.锂离子电池正极材料研究进展[J].复合材料学报,2022,39(2): 513-527.[4]彭盼盼，来雪琦，韩啸，伊廷锋.锂离子电池负极材料的研究进展[J].有色金属工程,2021,11(11): 80-91[5]王振华，彭代冲，孙克宁.锂离子电池隔膜材料研究进展[J].化工学报,2018,69(1): 282-294

据合肥日报报道，国内首个专用于量子芯片生产的MLLAS-100激光退火仪（以下简称“激光退火仪”）已研制成功，可解决量子芯片位数增加时的工艺不稳定因素，像“手术刀”一样精准剔除量子芯片中的“瑕疵”，增强量子芯片在向多比特扩展时的性能，从而进一步提升量子芯片的良品率。报道显示，该激光退火仪由合肥本源量子计算科技有限责任公司完全自主研发，可达到百纳米级超高定位精度，对量子芯片中单个量子比特进行局域激光退火，从而定向控制修饰量子比特的频率参数，解决多比特扩展中比特频率拥挤的问题，助力量子芯片向多位数扩展。安徽省量子计算工程研究中心副主任贾志龙表示，这台激光退火仪拥有正向和负向两种激光退火方式，可以在生产过程中灵活调节多比特超导量子芯片中量子比特的关键参数。同时，该设备还可用于半导体集成电路芯片、材料表面局域改性处理等领域，目前已在国内第一条量子芯片生产线上投入使用。

国仪量子EPR交付新加坡国立大学近日，国仪量子台式电子顺磁共振波谱仪EPR200M成功交付新加坡国立大学陈小元教授课题组。这是国产EPR产品首次进入新加坡高校，标志着国产EPR检测技术与产品性能获得了新加坡用户的认可。国产EPR助力诊疗一体化研究CIQTEK新加坡国立大学创建于1905年，是新加坡最优秀的研究型大学之一，在化学和材料科学领域的研究水平位居世界前列。本次引入国仪量子EPR200M的陈小元教授课题组主要研究方向为诊疗一体化。该研究利用纳米技术实现药物精准递送，包括小分子药物、多肽和mRNA等，结合多模态成像技术，评价药物在体内的组织分布和药代动力学过程，最终实现诊断与治疗的一体化。课题组相关负责人邹建华表示：国仪量子EPR200M产品的稳定性、灵敏度指标与数据准确性完全符合课题组实验检测的要求。团队将利用设备测试多种活性氧物质，如单线态氧、超氧自由基、羟基自由基的产生或者清除。EPR通过测量这些自由基物质的信号参数变化，可以动态、定量监测其在生物样品中的浓度升高或降低，从而检验抗氧化物质清除活性氧物质的效果。台式电子顺磁共振波谱仪EPR200MCIQTEKEPR200M是一款全新设计、符合工程学的台式电子顺磁共振波谱仪。在满足高灵敏度、高稳定性、多种实验场景的基础上，为每一位EPR实验用户提供高性价比、低维护成本、简洁易用的使用体验。产品+服务！致力打造EPR技术领导品牌CIQTEK电子顺磁共振(EPR)技术是一种重要的磁共振分析技术，在化学、环境、材料物理、生物医疗、食品、工业领域有着重要而广泛的应用。国仪量子目前已推出具有核心自主知识产权，商用化的X波段电子顺磁共振波谱仪全系列产品：X波段脉冲式电子顺磁共振波谱仪EPR100、X波段连续波电子顺磁共振波谱仪EPR200-Plus、台式电子顺磁共振波谱仪EPR200M；并向前沿高端技术的高频谱仪进军，研发出了W波段脉冲式电子顺磁共振波谱仪EPR-W900。基于在电子顺磁共振技术领域深厚的积累，国仪量子打造了一支应用经验丰富、多学科交叉的专家团队。这使得国仪量子不仅能够为用户提供多样化的产品选择，还能够帮助用户解决使用过程中的应用解谱难题。

量子计算的前景令人期待，它在基础科学研究、新材料和药物研发、类脑人工智能技术开发等领域有潜在应用价值。　　中国科学院物理研究所固态量子信息与计算实验室研究员范桁、副研究员许凯，与中国科学院物理研究所量子计算研究中心研究员郑东宁、副主任工程师相忠诚等合作，研发出超40比特的一维超导量子芯片，以战国时期思想家和哲学家庄子命名，利用其成功模拟了“侯世达蝴蝶”能谱以及各种新奇拓扑零模式。相关研究成果近日发表于《物理评论快报》。　　“庄子”芯片诞生记　　在科学家看来，大规模的量子计算正朝着实用化的方向发展，要想实现实用化，需要操纵精确、比特数多、相干时间长、效率足够高。在这个过程中，量子芯片的设计、制备、测控都至关重要。　　相忠诚长期从事超导量子芯片制备，他告诉记者，与传统芯片相比，量子芯片对外界环境的扰动非常敏感。　　“量子芯片是一种非常脆弱的系统，稳定时间非常短，在芯片上运行量子算法就好像是在夏日里堆雪人，需要足够的速度，赶在雪融化前把雪人堆出来。通常超导量子芯片的相干时间大约在几十微秒量级，这意味着量子效应维持的时间只在一瞬，要在很短的相干时间尺度内精确执行完量子算法是比较困难的。”相忠诚解释道。　　借助中国科学院物理研究所位于北京怀柔的综合极端条件实验室的超导量子计算实验平台，郑东宁与相忠诚在器件设计和制备实践中反复摸索思考，不断改进和优化器件的设计方法和制备工艺，完成了43比特一维超导量子芯片的设计和制备，芯片中整体比特参数与设计值一致，总体退相干时间、制备良品率、量子状态易读性等都得到了大幅提升。部分比特退相干时间达到百微秒量级。　　在最新发表的研究中，他们设计并构建了多达41个量子比特的对角AAH模型的各种实例，并应用动态光谱技术实验测量了著名的“侯世达蝴蝶”能谱。由于对角AAH模型的拓扑特性，出现了“翅膀形状”的能隙，整个能谱图看起来就像一只翩翩起舞的蝴蝶，研究人员不禁联想到庄周梦蝶的故事，这也是该量子处理器名字的由来。　　因为“庄子”处理器拥有足够多的量子比特，有限尺寸效应的影响被极大地抑制，“蝴蝶”身体细节中的分形结构和能带的分裂被清晰展示了出来。　　零下200多摄氏度的实验　　量子芯片是第一步，利用多个超导量子比特模拟各种量子效应也是当前人们关注的前沿研究。　　量子芯片只有指甲盖大小。拿到芯片后，许凯和团队成员立刻开始对芯片进行测控，并开展量子模拟实验。　　许凯告诉记者：“量子模拟，就是通过调控量子芯片构建一些重要的多体模型，实现对真实物质或材料体系的各种新奇物理特性进行仿真和计算，以解决能源、材料等领域的一系列重要问题。”　　超导量子计算芯片需要在极低温环境中工作，以避免热量（噪声）对量子态的干扰。　　研究人员将芯片封装进盒子中，并放入稀释制冷机中降温至10mK，制冷机的温度比绝对零度（零下273.15℃）仅高了0.01℃，这种极低的温度可以使芯片转变为无损的超导态并有效抑制芯片周围的环境噪声和热噪声，从而呈现量子效应，让科研人员更好地操控量子效应。　　操控芯片的过程并不轻松。在实验室，数十台仪器微波脉冲信号与“芯片”相连，研究人员在自己开发的软件平台上编写程序控制仪器，对芯片发出“指令”，从而“操控”芯片。“指令”发出的时间达到了纳秒级。　　“我们要非常精细地优化每个量子比特的调控参数和它们之间的相互作用，这个过程需要准备两个月。”许凯说，通过使程序实现自动化参数搜索，进行自动化操控，未来的研究会更加高效。　　由于“庄子”量子处理器超过40个量子比特，这足以让研究人员在这个重要的一维量子多体系统复杂的能带结构中捕捉到大量拓扑特征。使用由高度可控的Floquet（周期驱动）调控技术辅助的超导量子处理器，研究人员提出了一种通用混合量子模拟方法来探索含噪声中等规模量子时代的量子拓扑系统。　　前景广阔 需要人才　　许凯和相忠诚及其所在团队长期致力于超导量子计算、量子模拟、量子器件制备等方面的实验研究，并取得了许多领先的成果。在他们看来，量子计算前景广阔，未来还有很长的路要走。　　“虽然目前量子芯片只能完成一些特定任务，而且还未达到超越经典计算的量子优势，但是通过量子模拟的实验可以积累各种操控技术、探索和展示量子计算的各种应用场景，这对未来量子计算机的实现和应用都是非常有价值的。”许凯说。　　在许凯看来，我国在量子计算方面与国际上最好的团队相比还存在一定的差距。量子计算是一个交叉学科，需要各方面的人才，他们期待新鲜血液加入量子团队。　　“我们虽然需要建立全方位的生态，但还要尊重科学发展的自然规律，在加快实验节奏的同时不能操之过急。”许凯说。

为了测量光电二极管或太阳能电池等设备的量子效率，通常需要测量响应不同波长的入射光子而产生的电子或载流子的数量。此过程涉及将设备的输出（如光电流）与撞击设备的已知光子数量进行比较。使用专用设备和受控照明条件来确保在不同波长的光下进行准确测量。然后将量子效率计算为比率或百分比，以量化设备将光转换为电信号的效率。量子效率（QE）测量系统的PD-QE光路设计。以下是该系统如何工作的分步说明：灯系统：这是系统的光源。它发出的光直接射向单色仪。斩波器：斩波器周期性地中断光束。这种调制可以区分光源信号和环境光信号，从而提高测量精度。单色器：单色器将光分散成其组成波长，类似于棱镜，并选择窄带波长通过。滤光轮：位于单色仪之后，可用于进一步细化到达样品的光的波长或强度。光圈：光圈调整光束直径，控制穿过样品的光量。镜头：镜头将选定的光聚焦到样品或光电探测器上。参考电池：用于通过提供可比较样品 QE 的已知标准来校准系统。样品：这是正在测试 QE 的光电探测器或太阳能电池。它吸收光线并产生光电流，其大小用于计算其 QE。在 QE 测量系统中，光源的准确度和精度、单色仪选择正确波长的能力以及检测器的稳定性至关重要。光路设计对于确保光有效、精确地传递到样品以进行准确测量至关重要。光伏检测请搜寻光焱科技

近日，上海微系统所传感技术国家重点实验室采用微纳加工技术制备了一种基于氮空位（NV）色心的微型光电一体化集成钻石量子磁传感器。相关研究成果于2022年5月9日以“Amicrofabricatedfiber-integrated diamond magnetometer with ensemble nitrogen-vacancy centers”为题发表在当期的Applied Physics Letters上。 钻石，不仅可以作为珠宝装饰品，更是具有极高研究价值的新型量子材料。氮空位缺陷——NV色心，是钻石晶体结构中最常见的点缺陷，由氮原子取代碳原子和相邻空穴而形成，利用其在磁场中的量子顺磁共振效应及荧光辐射特性可以进行精密磁测量。NV色心在常温下也具有稳定的量子态，可以在非制冷的室温下工作。同时，钻石量子磁传感器以其高空间分辨率、高灵敏度、高生物兼容性等技术优势，在近场微观磁共振、磁异常探测、生命科学等领域具有重要的应用前景。 小型化、集成化、便携化是钻石量子传感器取得实际应用的重要条件。该团队基于晶圆级微机电工艺平台，利用标准微纳加工技术，制备出钻石量子磁传感器的核心——钻石芯片。芯片内部集成了微波辐射结构，实现了原位微波量子态操控。采用金属热压键合技术实现了钻石单晶与硅晶圆的异质集成，确保了机械稳定性。钻石芯片耦合带有梯度变化折射率透镜的光纤模块，实现了“光进光出”的工作模式，大大缩小了探头尺寸，实现了钻石磁强计探头的高集成度。并进一步指出，采用双频共振技术可以同时进行磁场和温度场的同步实时测量，不仅通过温漂抑制提高了磁场测量的信噪比，还确保了传感器的温度稳定性。 该团队提出的制备工艺可以在晶圆级进行拓展，具有批量化制备的潜力，为建立高一致性、高灵敏度的可穿戴传感器阵列提供了可能性。目前钻石量子磁传感器整体尺寸仅有20×15×1.5 mm3，灵敏度达到2.03nT/√Hz。同时，该钻石磁传感器可以对小于0.5 mm（甚至更小）的目标区域进行近距离测量，具有在心磁、脑磁等弱磁信号探测场景的应用潜力，为后续实用化的可穿戴生物磁传感器提供了良好的研究基础。 该论文的第一作者单位和通讯单位为中科院上海微系统所，第一作者为博士研究生谢非，通讯作者为武震宇研究员和陈浩副研究员。该工作得到中国科学院战略性先导科技专项（XDC07030200）、国家重点研发计划（2021YFB3202500）、中科院科研仪器装备研制（YJKYYQ20190026）等项目的支持。 论文链接：https://doi.org/10.1063/5.0089732

电子顺磁共振 (Electron Paramagnetic Resonance， EPR) 波谱技术是一种研究含有未成对电子物质的结构，动力学以及空间分布的谱学方法，能够提供原位和无损的电子自旋、轨道和原子核等微观尺度的信息。当含有未成对电子的物质置于静磁场中时，如果对样品施加一定频率的电磁波信号，会观测到物质对电磁波能量的发射或者吸收。通过对电磁波信号的变化规律进行分析，可以简析出电子以及其周围环境的特性，从而可以进行物质结构的分析以及其他应用。电子顺磁共振可以用来准确、快速和无破坏性地获取物质的组成和结构上的信息。含有未成对电子的物质分布广泛，如孤立单原子、导体、磁性分子、过渡金属离子、稀土离子、离子团簇、掺杂材料、缺陷材料、生物自由基、金属蛋白等；许多物质本身不含有未成对电子，在受到光激发后也会产生未成对电子。因此电子顺磁共振(EPR)技术广泛应用于物理、化学、生物、地质、考古、材料科学、医药科学和工业等重要领域。产品特点：产品参数：欢迎下载样本了解更多产品信息。创新点：1.微波脉冲时间分辨率达50 ps，提高了脉冲模式下的谱线分辨率；高性能固态功率放大器：500 W输出功率，高相位稳定性；不限脉冲个数的序列发生器，适用于极多脉冲的动力学去偶技术。 2.功能综合，适用于通用的连续波和脉冲EPR测量，实验场景多样化，满足光照、低温、转角等实验需求。 3.自带的EPR-Pro是国仪量子电子顺磁共振谱仪的上位机操作软件，提供快捷的实验操作流程和科学的数据分析功能。 电子自旋磁共振能够用来准确、快速和无破坏性地获取物质的组成和结构上的信息，广泛应用于量子计算、自由基研究、材料科学、生物结构分析等领域。 脉冲式电子顺磁共振谱仪

6月28-30日，2022中国青岛锂电负极材料技术大会在青岛举行，国仪量子携“锂电材料分析测试解决方案”闪耀大会，为锂电池材料行业的高品质发展带来了系统化的解决方案。随着国家全面推进“碳达峰、碳中和”战略，新能源产业成为实现国家双碳目标、推动能源转型的重要力量。锂离子电池以其体积小、能量密度高、循环寿命长、环境污染小等优点，覆盖消费电子产品、电动工具、新能源汽车、清洁电器、储能等众多应用场景，是促进新能源产业发展的重要力量。这也对锂离子电池制造的相关材料、工艺技术、效益、成本、制造装备等方面提出了更高要求。锂离子电池主要由四部分构成：正极、负极、电解液和隔膜。其主要依靠锂离子在正极和负极之间的移动（嵌入与脱嵌）进行工作。锂离子电池概述本次大会上，国仪量子的应用工程师尹相斐和王华强分别就扫描电镜和气体吸附技术在锂电行业的解决方案做了专题报告，获得热烈反响。国仪量子自主研制的扫描电镜、比表面及孔径分析仪、电子顺磁共振波谱仪（详情点击阅读原文）等高端科学仪器，可分别对锂离子电池的负极材料、正极材料、隔膜等原材料进行检测，避免因原料质量低、引入杂质和加工工艺不当而引起的电池失效。国仪量子应用工程师作专题报告国仪量子的场发射扫描电镜SEM5000具有的低压高分辨特性，可以清晰地观察出负极材料的表面形貌；对正极材料及其前驱体的单颗粒形貌，颗粒分布情况等进行表征，并结合能谱对原料成分和杂质进行检验；可以对极片表面活性物质、导电剂的均匀程度和分散性以及加工后正负极颗粒的完整性进行检测；可以在低加速电压下清晰地观察隔膜的孔径尺寸和分布均匀性，避免高能电子束对隔膜造成的损伤。钛酸锂正极极片负极极片极片表面的导电添加剂隔膜高性能锂电池的研发，不仅与电池的制造工艺水平相关，更与所选择的电池材料本身的理化性质紧密相关，如比表面积大小以及孔径分布都对锂电池的电化学性能起着至关重要的影响。因此，通过对锂电池材料的比表面积测试和孔径分布分析，可以初步判断出电池材料是否符合要求，同时对锂电池的电化学性能也会有一个基础的判断。国仪精测的比表面及孔径分析仪等产品可广泛应用于锂电池原材料快速检测、锂电池电极材料合成过程比表面积控制以及硅基负极材料改性过程性能分析等工作中。全自动比表面及孔径分析仪 V-Sorb X800(SM)单模组多功能型以下图片是使用国仪量子的F-Sorb 2400CES动态法比表面积测试仪对正负极原材料的比表面积快速检测结果，检测速度快且稳定性高。 石墨负极材料直接对比法比表面积快速检测结果磷酸铁锂正极材料多点BET法比表面积快速检测结果下图是采用国仪量子的V-Sorb 2800S系列比表面积测试仪对磷酸铁锂正极材料的比表面积测试结果，可以看到其线性拟合度好，测试精度高，且比表面积实测值符合行业的参考标准。磷酸铁锂正极材料比表面积测试结果下图是采用国仪量子V-Sorb 2800P系列比表面及孔径分析仪测试得出的N2吸附-脱附等温线。

全空域、全时域的无缝定位导航是未来定位导航产业的技术制高点。随着量子精密测量技术的快速发展，基于量子精密测量的陀螺及惯性导航系统具有高精度、小体积、低成本等优势，将对无缝定位导航领域提供颠覆性新技术。　　“十二五”863计划地球观测与导航技术领域主题项目“基于磁共振的微小型原子自旋陀螺仪关键技术”由北京自动化控制设备研究所承担，项目研究开展一年半取得突破性进展。项目组攻克了核自旋-电子自旋耦合极化与检测等精密量子操控技术，完成了小型化磁共振气室、高效磁屏蔽等元件的精密设计与制造，并研制成功我国首个基于磁共振的原子自旋陀螺仪原理样机。样机零偏稳定性优于2° /h，成为世界上第二个掌握该技术的国家，与美国技术差距从10年缩小到7年。　　项目所取得的研究成果为进一步提高基于磁共振的微小型原子自旋陀螺仪的精度与集成度，为支撑我国量子导航领域的发展打下了坚实的技术基础。原子陀螺仪的技术突破使现有应用于高端装备的无缝定位导航系统的体积、质量、功耗、成本等下降约两个数量级，将应用于大众定位导航市场，可在微小体积、低成本条件下实现米级定位精度，提供不依赖卫星的全空域、全时域无缝定位导航新能力。

12月28日，国仪量子向上海大学理学院正式交付X波段连续波电子顺磁共振波谱仪EPR200-Plus，标志着国仪量子自主研制的电子顺磁共振波谱仪实现了全球交付100台的重要里程碑。上海大学理学院常务副院长张登松教授，国仪量子副总裁许克标博士出席交付仪式。　　◆国仪量子全球第100台EPR交付仪式◆交付仪式上，张登松院长感谢了国仪量子对上海大学与理学院的支持。他表示，国仪量子在电子顺磁共振技术领域取得了长足进步，产品性能已达国际先进水平，有非常广阔的发展前景。上海大学理学院非常荣幸成为其全球第100位用户。他介绍，在上海市各级政府支持下，学校与化学学科得到了快速发展，目前已拥有各类国家级人才16人，已有6项高水平研究成果发表在《Science》《Nature》等顶级学术刊物上。未来，希望国仪量子与上海大学的联合实验室建设取得更优异的成果，为国产科学仪器应用树立标杆。张登松院长致辞许克标博士在发言中感谢了上海大学理学院对国仪量子的认可与信任。他表示，国仪量子作为以量子精密测量技术为代表的先进测量技术的引领者与开拓者，致力于为全球客户打造先进可靠的量子精密测量仪器与高端分析仪器。本次交付标志着国仪量子电子顺磁共振产品通过持续创新，在性能、稳定性等方面达到国际领先水平，获得了客户的广泛认可，是国产电子顺磁共振谱仪发展的重要里程碑。未来，国仪量子将继续加大对电子顺磁共振波谱仪等产品的研发投入力度，为客户提供更加优质的产品与服务。许克标博士致辞　　◆共建联合实验室，助力国产高端科学仪器创新发展◆仪式期间，张登松院长与许克标博士为“国仪量子上海大学联合实验室”揭牌。　　上海大学理学院拥有一流的科研设施与深厚的学术底蕴，在基础理论研究方面具有突出的贡献和建树。近年来，上海大学理学院与国仪量子在量子信息技术领域已建立了良好的合作基础，先后引入了国仪量子研制的量子钻石单自旋谱仪、金刚石量子计算教学机等多款先进仪器。本次以电子顺磁共振波谱仪交付为契机，双方将共建联合实验室，推动顺磁共振技术在材料、环境催化、生命科学等领域的创新应用；携手探索量子物理、量子计算等前沿领域。　　◆电子顺磁共振波谱仪，国产高端科学仪器产业化标杆◆　　电子顺磁共振波谱仪是一种重要的磁共振分析手段，在化学、环境、材料物理、生物医疗、食品、工业领域有着重要而广泛的应用。但长期以来，该技术产品被国外品牌完全垄断。国仪量子团队承接中国科学技术大学科技成果转化，于2018年推出了国产首台商用化的电子顺磁共振波谱仪，一举打破国外垄断。2022年11月，该成果荣获安徽省科学技术进步奖一等奖。经过多年发展，国仪量子已推出了商用化的X波段电子顺磁共振波谱仪全系列产品：包括X波段脉冲式、X波段连续波以及台式电子顺磁共振波谱仪；并向前沿高端技术的高频谱仪进军，研发出了W波段脉冲式电子顺磁共振波谱仪。目前，该系列产品在国内已占据超60%的市场份额，并拓展了康奈尔大学、新加坡国立大学等海外客户。国仪量子电子顺磁共振波谱仪全系列产品　　该系列产品的研制，突破了国际对我国关键微波元件的限制，发展了国际领先的高精度电子自旋控制技术，使得该类谱仪的诸多关键指标达到并超越了进口谱仪，并服务于我国磁共振分析测试和量子信息领域，有力推动了相关前沿科学研究进展。未来，国仪量子将持续聚焦科学仪器主航道，以量子精密测量技术为核心，立足关键技术研发及科研成果产业化，帮助全球的科技工作者更高效地推动技术发展、探索人类的未来。

p 　　国际单位制迈入量子化时代：全部由常数定义突破时空局限 /p p 　　新华网北京12月11日电(王忻)12月11日,市场监管总局在京召开国际单位制重大变革新闻发布会。总局计量司司长谢军在发布会上透露，自明年5月20日起，中国将开始使用新修订后的国际单位制。为抓住此次变革带来的历史性机遇，我国将强化计量量子化战略研究，并制定量子化时代的中国计量发展新规划(2020年-2035年)。 /p p 　　11月16日，第26届国际计量大会(CGPM)在法国巴黎召开，经包括中国在内的53个成员国集体表决，全票通过了关于“修订国际单位制(SI)”的1号决议。根据决议，质量单位“千克”、电流单位“安培”、温度单位“开尔文”、物质的量单位“摩尔”等4个SI基本单位的定义将由常数定义，于明年的“世界计量日”——5月20日正式生效。 /p p 　　据了解，加之此前对时间单位“秒”、长度单位“米”和发光强度单位“坎德拉”的重新定义，至此，国际计量单位制的7个基本单位全部实现由常数定义，是改变国际单位制采用实物计量的历史性变革。 /p p style=" text-align: center " 　　 img src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201812/uepic/ea274f73-eea6-4bf7-ab07-f6b1cb476361.jpg" title=" 1.jpg" alt=" 1.jpg" / /p p br/ /p p 　　国际单位制大家并不陌生，在生活中我们经常会接触到“米”、“千克”、“秒”等计量单位。国际单位制与每个人的生活都息息相关，是世界上普遍采用的计量单位制，是构成国际计量体系的基石，也是促进人类不断进步的基础性工具。这次国际单位制的成功变革，实现了国际测量体系有史以来第一次全部建立在定义常数之上，将保证SI长期稳定性和环宇通用性，也将开启任意时刻、任意地点、任意主体根据定义复现单位量值的大门。 /p p 　　那么，国际单位制的变革会给普通百姓的生活带来哪些变化和影响? /p p 　　“此次变革从表面来看，大家可能感觉不到发生的变化，就如同我们给房子换了一个更加坚固的地基，并不太会直接影响我们生活起居，但它实际上已经发生了‘脱胎换骨’的变化。”谢军表示，这次SI重新定义生效后，对于大多数科研人员以及产业发展、人们日常生产生活来说，不会直接造成大的改变，原有的测量结果仍将是连续的、稳定的。但从专业角度观察，SI的重新定义，将改变国际计量体系和现有计量格局。 /p p 　　他指出，SI重新定义将实现量值传递溯源链路扁平化，使量值溯源链条更短、速度更快、测量结果更准更稳 将催生新的测量原理、测量方法和测量仪器，不受环境干扰无需校准的实时测量，众多物理量、化学量和生物量的极限测量等将成为可能 重新定义和量子测量技术发展将使得计量基准可随时随地复现，精准测量，将直接促进市场公平交易、实现精准医疗、改善环保节能等，将惠及人类生产生活的方方面面。 /p p 　　中国计量科学研究院院长方向表示，这次国际单位制的“基石”完全建立在“常数”上，新定义用自然界恒定不变的“常数”替代了实物原器，保障了国际单位制的长期稳定性 “定义常数”不受时空和人为因素的限制，保障了国际单位制的客观通用性 新定义可在任意范围复现，保障了国际单位制的全范围准确性 新定义不受复现方法限制，保障了国际单位制的未来适用性。 /p p 　　“我国目前获得国际互认的校准和测量能力已跃居全球第三、亚洲第一。我国自主可控的国家时间基准、长度量子基准都跻身世界先进行列。”谢军介绍，在这次国际计量单位制重大变革中，作为国家计量院的中国计量科学研究院为SI温度基本单位开尔文的修订作出了重要贡献。我国已独立建立了基于新定义的千克复现装置，并成功研制了真空质量测量和质量标准传递装置，可以保障未来我国质量量值与国际等效一致。 /p p br/ /p

量子计算机从实验室走向产业化应用的步伐正在加快。北京玻色量子科技有限公司日前发布了自研100量子比特相干光量子计算机——“天工量子大脑”，该成果目前已在通信、金融、生物医药、交通等产业领域进行了真机应用测试。量子计算，是一种遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算模式。随着电子计算机赖以提升算力的摩尔定律逐渐走到尽头，人们对新一代计算工具无比渴求，量子计算机正是备受关注的新一代计算工具的代表。量子比特是量子计算机的基本信息单元，当前，在实验室里制备单个或少量的量子比特对量子物理学家来说已经不再是难题，如何制备出成百上千的量子比特并使其在系统中稳定运行，成为量子计算技术从实验室走向产业应用的最大挑战。据悉，“天工量子大脑”具有100个计算量子比特，可以解决最高超过100个变量的数学问题，已达国际领先水平。此外，它还实现了上百规模光量子之间的“全连接”控制，具备完整的可编程能力，也就是对应不同的应用场景和不同算法时硬件无需修改，完全通过软件配置就能实现可扩展、可编程，充分利用光量子计算优势，极大降低了实际问题的建模复杂度。公司首席技术官魏海介绍，当光穿过非线性材料时，其光子的波长和相位都会发生变化，在精准控制其能量和相位的过程中，在相空间会出现量子叠加态效应，这也是“天工量子大脑”实现加速计算的根本原因，玻色量子技术团队利用该效应，完成了100光量子比特的并行加速计算。为了满足光量子存储运算的极高精度需求，实现超过100个量子比特的存储，技术团队自主研发了一款光量子计算专用光纤恒温控制设备——“量晷”，该设备能将光纤的温度变化稳定在千分之一摄氏度量级，即能够做到0.001摄氏度的温度稳定维持，有效避免环境温度波动带来的光纤内存长度误差。为了导入计算问题的参数矩阵，玻色量子自研了光量子测控一体机——“量枢”，集光量子测量反馈、系统状态检测、计算流程控制等功能于一体，同时控制、读取和执行快速反馈来操控100个计算量子比特。量子计算应用在产业的实际场景中，究竟有何优势？平安银行LAMBDA创新实验室负责人崔孝林介绍，其在“天工量子大脑”上实现了对德国信用数据集特征筛选计算的加速，在不到一毫秒的时间内完成了相关问题的求解。这一计算速度与传统的经典计算机最优算法相比，至少实现了100倍加速。北京航空航天大学教授、数据智能与智慧管理工信部重点实验室主任吴俊杰也举例说道，在复杂环境下的动态决策问题困扰了其很久，量子计算为其提供了新的解决思路和技术路径。北京量子信息科学研究院科研副院长、清华大学物理系教授龙桂鲁说，在量子计算机的多种技术路径里，“天工量子大脑”所属的相干伊辛机是最经济实用的，也是当前具产业化应用条件的方向之一。据悉，玻色量子2020年11月成立于北京朝阳区，其团队来自斯坦福、清华、中科院等顶尖院所，目前其成果已率先在金融、通讯、生物医药、交通等领域进行了应用探索，推动光量子计算领域实用化与产业化。3个月前，因“天工量子大脑”在通信、金融等领域的巨大潜力，玻色量子团队获得了中国移动的产业投资，这也是量子计算行业里首例来自产业领域的战略投资。

如今，量子计算研究已成为全球科技发展的一大热点，各主要国家高度关注量子计算的发展，启动国家级量子战略行动计划，大幅增加研发投入，同时开展顶层规划以及研究应用布局。同时，国际产业界也纷纷投资量子计算，如谷歌、IBM、英特尔、微软等巨头企业更是积极推动量子计算产业的发展，其中以谷歌公司在 2019 年首次实现量子霸权，为产业界在量子计算方面发展的标志。据波士顿咨询公司（Boston Consulting Group）预测，量子计算机将很快开始解决许多今天的计算机无法解决的工业问题。那么量子计算机离我们还有多远呢？从当前硬件、算法和计算机架构上来说，量子计算机还不是很成熟。在 20 多年前，澳大利亚的量子计算机专家 Bruce Kane 在《自然》上发表了名为“A silicon-based nuclear spin quantum computer”论述了搭建硅基量子计算机的问题，并指出之中的关键是要将量子比特放置在间距 10—20nm 时所能够实现的一种两比特门。众所周知，我们的电脑是由很多具有特定功能的复杂电路组成，其中就有很多逻辑门电路。这些逻辑门电路及其有序组合就是电脑中形形色色的功能的基础，进而成就了人类数字社会的今天，而逻辑门操作的稳定性和开关特性决定了电脑的很多关键性能，例如计算速度等。这种特殊的两比特门就像是我们通向通用硅基单原子量子计算机的最后一道门一样，来自南方科技大学的贺煜副研究员也许就是开启这扇通向单原子级别硅基量子计算大门的开门人。他和团队成员一起，利用高精度微纳加工方式，将两个磷原子构成的量子点分别放置在相距 13nm（也就是130）的位置上，实现了第一个适用于量子计算机的高速两比特门。图 | 《麻省理工科技评论》中国区“35 岁以下科技创新 35 人”榜单入选者贺煜贺煜现在是南方科技大学量子科学与工程研究院的副研究员、独立 PI、硅量子器件和量子计算方向团队带头人。多年来，他在量子计算和量子网络方面取得了系列开创性成果，利用前沿量子技术操纵单个原子、电子和光子，在微观世界构建未来信息技术。突破关键量子门，推进量子计算机构建从硬件的角度来说，如果能基于硅制作量子计算机无疑是最方便的，因为从材料上来说，硅在地球上的含量是十分富足的。再者，如今的半导体工艺大都基于硅材料，那么与传统半导体工艺的兼容性也能使得量子计算机的构建变得更加方便。在 2019 年，贺煜带领团队证明了硅基磷原子体系第一个两比特门，是满足通用量子计算判据的最后一条，也正是 Bruce Kane 提出的量子计算方案中关键的一环。来自南方科技大学的俞大鹏院士以此推荐贺煜博士入选“35 岁以下科技创新 35 人”榜单，并表示：“这个工作为大规模量子计算芯片奠定了坚实基础，是一个里程碑式的工作。”该成果以封面文章发表在《自然》上，贺煜为第一作者，且该工作被列为“2019 年量子计算实验十大进展”。图 | 贺煜发表在《自然》的论文贺煜创造性地采用扫描隧道显微镜技术（STM）实现纳米尺度芯片加工，成功地以单原子级别的精度将两个磷原子构成的量子点放置在 13 纳米间距上，在硅基量子芯片上实现了第一个高速两比特门——800 皮秒的根号交换门，并实现了利用全统计计数方法对比特读出保真度的优化、参与构建比特读出保真度分析的理论工作等。这是一种高精度的微纳加工方式，可用于制备单原子、单电子量子器件以及人工量子材料，并能够实现单原子尺度的量子计算，为大规模可扩展的硅基量子计算奠定了坚实基础。师从潘建伟院士和陆朝阳教授多年来，贺煜在量子计算和量子网络方面取得了系列开创性成果，用前沿量子技术操纵单个原子、电子和光子，在微观世界构建未来量子信息技术平台。回顾他的求学之路，用“根正苗红”来形容再合适不过。自本科起，贺煜就在中科大这片量子的土壤中成长，并以优异的成绩保送本校硕博连读。期间在导师潘建伟院士和陆朝阳教授的指导下，贺煜主要研究砷化镓自组装量子点，核心成果包括一系列单光子源方面开创性工作，以及首次观察到自发辐射谱线擦除效应——实现量子光学的实验突破，以及单光子向单电子自旋的量子传态等。谈及选择量子技术作为研究方向的原因，他告诉 DeepTech：“之所以一直选择量子物理、量子计算的方向，首先是兴趣爱好，是自己对于微观世界的好奇心和对量子世界的喜爱所驱动，其次是因为量子计算是一个将改变人类未来的前沿科技，尤其是硅量子计算芯片具有很大的产业潜力，希望通过自己的耕耘为社会贡献一份力量，为科学发展做一份努力。”图 | 贺煜发表在《自然-光子学》的论文2015 年以后，贺煜继续在陆朝阳教授团队做了半年的博后研究，结合博士期间的工作，实现了当时世界最高光子数玻色抽样——证明了量子计算机对于第一台电子管计算机 ENIAC 的超越和第一台晶体管计算机 TRADIC 的超越，研究成果以论文形式发表于 2017 年的《自然-光子学》上，并入选“2017 年中国十大科技进展新闻”。论文指出，为完成高性能玻色抽样实验，研究团队克服的技术难点有两个：一是基于砷化镓量子点，研究团队设计了稳定的高亮度单光子源；二是设计并使用了性能卓越的多光子干涉仪（multiphoton interferometers），其传输效率高达 99%。研究团队完成并实现了 3 光子、4 光子以及 5 光子玻色抽样实验，采样率分别为 4.96kHz、151Hz 和 4Hz，都达到之前实验的 24000 倍以上。图 | 贺煜团队开发的高性能玻色抽样实验平台这是一项十分惊人的突破，是首次量子计算机超越传统计算机的案例。火车刚刚出现时比马车还慢，飞机刚刚问世时只能在空中短暂停留，如今都是改变生活的重要科技成果。量子计算机从理论上来说，会比传统计算机快很多，是基于量子比特运行的计算机。通过量子物理学中的两个奇异的原理——“纠缠（entanglement）”和“叠加（superposition）”，量子计算机能以指数形式扩展计算机的处理速度。着眼未来，布局固态量子网络从根本上来说，量子计算机目前仍处在产业发展的初期阶段，但军工、金融、石油化工、材料科学、生物医疗、航空航天、汽车交通等行业都已注意到其巨大的发展潜力。随着时间的推移，预计 2050 年左右将达到每年 3000 亿美元的营业收入，将成为改变世界的下一代技术革命关键领域之一。回顾计算机的发展历史，世界上的第一台计算机是 ENIAC，它生于第二次世界大战，主要任务是计算弹道，是一台军用计算机。而计算机的全面普及其实与商业计算机的出现和网络的构建息息相关。那么量子计算机会不会也沿着这一条“老路”发展呢？这也是一个值得思考的问题。贺煜认为，量子计算机要走向应用，量子网络和通信是十分关键的技术，必须做以突破。如今他任教于南方科技大学，除了量子计算之外，主要研究方向还有量子网络。2017 年，他和团队实现了单光子到单电子的量子传态，开发了一整套全新的单光子频率比特控制和测量方案，验证了单个光子和电子之间的纠缠，并且把光子的量子信息传递到 5 米远的电子自旋上去，为固态量子网络研究的重要突破。图 | 贺煜及研究团队完成的“单光子-单电子”量子传态而谈及接下来的研究方向，贺煜表示：“根据硅量子计算的发展趋势，在南方科技大学量子科学与工程研究院，我将带领硅量子计算团队，研究硅基量子计算芯片和量子计算，从根本问题入手，解决目前的一些技术瓶颈：进行硅基单原子量子器件的基本物理研究；研究新型的硅基原子比特和研究比特耦合技术；利用低温扫描隧道显微镜直写技术构建新型芯片等。并将研发的新工艺和半导体芯片产业化进行对接，为将来的广阔商业前景奠定基础。”

电子顺磁共振 (Electron Paramagnetic Resonance， EPR) 波谱技术是一种研究含有未成对电子物质的结构，动力学以及空间分布的谱学方法，能够提供原位和无损的电子自旋、轨道和原子核等微观尺度的信息。当含有未成对电子的物质置于静磁场中时，如果对样品施加一定频率的电磁波信号，会观测到物质对电磁波能量的发射或者吸收。通过对电磁波信号的变化规律进行分析，可以简析出电子以及其周围环境的特性，从而可以进行物质结构的分析以及其他应用。电子顺磁共振可以用来准确、快速和无破坏性地获取物质的组成和结构上的信息。含有未成对电子的物质分布广泛，如孤立单原子、导体、磁性分子、过渡金属离子、稀土离子、离子团簇、掺杂材料、缺陷材料、生物自由基、金属蛋白等；许多物质本身不含有未成对电子，在受到光激发后也会产生未成对电子。因此电子顺磁共振(EPR)技术广泛应用于物理、化学、生物、地质、考古、材料科学、医药科学和工业等重要领域。产品特点：产品参数：欢迎下载样本了解更多产品信息。创新点：1.国产自主研发X波段连续波电子顺磁共振谱仪EPR200； 2.高灵敏度：8× 109 spins/(G· Hz)，实验场景多样化，满足光照、低温、转角等实验需求,磁场均匀性优于10 ppm，稳定性优于10 mG/h； 3.自带EPR-Pro软件，现代化设计风格，界面简洁大方，单独的数据分析软件，可脱机使用。 可广泛应用于物理、化学、生物、材料、工业等领域。 国仪量子X波段连续波电子顺磁共振谱仪EPR200

2015年中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳教授等人在WSe2二维单原子层半导体材料中发现非经典单光子发射，连接了量子光学和二维材料这两个重要领域，打开了一条通往新型光量子器件的道路。由于基于单原子层的量子调控的潜在前景和新颖物理意义，该领域很快成为国际激烈竞争的焦点。国内外的科学家们一直在进一步探索量子发射器、量子计算机等相关领域的新技术与新应用。现在，来自史蒂文斯理工学院Stefan Strauf教授组报道了一种新的制备高效率量子发射器的方法，用于在芯片平台上创建大量的量子光源。该方法具有有序可控以及量子产率高的特点，不仅为不可破解的加密系统开发铺平道路，而且还为量子计算机的研发提供了可能的技术方案。该项工作成果发表在Nature Nanotechnology 一文中，文中描述了一种在芯片任意位置按需创建量子光源的新方法（如图1a所示）。 图1：在芯片上任意位置按需创建量子光源的示意图（图片来源：Nature Nanotechnology 13,1137–1142 (2018)）蓝宝石衬底上分布了有序分布的金颗粒（立方体）阵列，单层WSe2被转移到衬底上，三氧化二铝分隔层与金镜子也被加入实验的设计。理论与实验证明了单光子发射器存在于每个金颗粒的四角处。实验发现单光子发射器实现了每秒发射4200万个光子，创历史新高。值得指出的是，在量子发射器光致发光谱的测量过程中（如图2所示），使用了德国attocube systems AG公司的低温强磁场共聚焦显微镜attoDRY1100+attoCFM（如图3所示），它简单易用，模块化的设计满足了光学实验开放性与灵活性的要求。低温与强磁场下的光致发光、荧光光谱、拉曼光谱、光电流、电致发光、电学测量等材料性质测量都可以由此实验平台实现。 图2：低温磁场中单层WSe2与金纳米立方体耦合的光致发光测量结果（图片来源：Nature Nanotechnology 13,1137–1142 (2018)）图3：低振动无液氦磁体与恒温器—attoDRY系列超低振动是提供高分辨率与长时间稳定光谱的关键因素 无液氦低温强磁场显微镜attoCFM使用低温与强磁场适用的位移器使样品在三个不同线性轴方向上进行几个毫米范围的精细移动。配合特殊设计的适用于高NA值的低温物镜，系统可准确定位与发现微米尺度的样品。外置的光学头可自由更换光学部件，可立调节激发和接受端口。该系统因而可以实现微纳米尺度下样品定量表面性质表征。图4：无液氦低温强磁场显微镜attoCFM系统具有超高稳定性与大灵活性，简单易用，是研究具有挑战性的量子光学实验的不二之选

“新春上班第一天，省委、省政府就召开高规格的全省性会议，不仅是省委、省政府对民营企业的重视，也是对我们民营企业的激励，我深感使命在肩。”国仪量子技术（合肥）股份有限公司董事长贺羽说。　　国仪量子成立于2016年12月，是一家以量子精密测量为核心技术的专精特新“小巨人”企业，主要从事量子精密测量、量子计算及高端科学仪器的技术研发和相关产品的研制、生产与销售。国仪量子通过不断地原始创新、沿途下蛋和技术整合，以“鼎新”带动“革故”，打造以量子测量仪器为核心的先进仪器产业集群。去年，国仪量子营收超4亿元，实现连年翻番，研发投入占比近30%，现有员工600余人，其中，研发人员占比近70%，荣获“独角兽企业”称号。　　据介绍，公司成立时就承接了中国科大原始创新成果的产业化任务，并在国家及省市多项重点研发项目的支持下，不断进行原始创新，陆续研制并发布了多款“人无我有”“人有我优”的高端科学仪器。在公司的高端科学仪器产业化过程中，诞生了一系列关键部件，均取得了性能指标的突破。这些部件形成的产品，不仅提升了国产化率，同时为公司带来了更广阔的市场空间。　　“随着原始创新设备和关键器件在市场的推广应用，国仪量子在科学仪器行业形成了集聚效应，技术关联或市场相近的一些科学仪器团队不断聚拢、融合发展，形成以量子测量仪器为核心的先进仪器产业集群雏形。”贺羽介绍，公司成立7年来，集中精力办好自己的事情。目前，实现了量子精密测量仪器全球市场占有率领先；顺磁共振谱仪国内市场占有率第一，并超过其他进口品牌总和；电子显微镜年成交量近200台，国内市场占有率前三，超过其他国产品牌总和。目前，公司正在积极有序筹备上市工作。　　“国仪量子将立足安徽，坚持量子科技和高端科学仪器主航道，催生出更多‘从0到1’的原创性成果，突破一批‘卡脖子’关键核心技术，不断拓展行业应用示范场景，助力量子领域科技创新实现并跑领跑。”贺羽说。