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量子存储器领先

发布时间: 2022-12-31 13:23:16

Ⅰ 中国目前有哪些达到世界领先水平的科技

航天领域,中国航天事业不断取得新突破,已经成为航天强国,从北斗导航,高分辨观测,到载人航天,探月工程,直到近期中国空间站的建立,都显示了中国航天的实力。

Ⅱ 2013年中国十大先进技术

2013年中国十大科技成就

探索宇宙空间、操纵量子世界、逆转生命时钟……2013年,中国科技工作者走过了令世界瞩目的一年。多项“诺奖级”的成就,见证了以艰苦攻关着称的中国科学家努力终获回报。

1.嫦娥三号登陆月球、神舟十号飞船和天宫一号交会对接

12月15日,“嫦娥三号”携带的“玉兔”月球车在月球开始工作,标志着中国首次地外天体软着陆成功。这也是人类时隔37年再次在月球表面展开探测工作。

作为一项庞大的系统工程,探月任务成为中国科技工业综合实力的一次完美展现。准时发射,精确入轨,稳定落月,创新探索,嫦娥三号的每一步都代表着中国航天新的进步。美国和前苏联达到这样一个目标,都经过了20次以上的任务,我们是用三次就实现这样一个目标。

2、实现量子反常霍尔效应

清华大学薛其坤院士领衔的团队2013年成功观测到“量子反常霍尔效应”,被杨振宁称为诺奖级的科研成果。“量子反常霍尔效应”的实现既是理论物理领域的突破,又具有极高的商用价值。量子霍尔效应是整个凝聚态物理领域最重要、最基本的量子效应之一。我们使用计算机的时候,会遇到计算机发热、能量损耗、速度变慢等问题。这是因为常态下芯片中的电子运动没有特定的轨道、相互碰撞从而发生能量损耗。而量子霍尔效应则可以对电子的运动制定一个规则,让它们在各自的跑道上“一往无前”地前进,“这就好比一辆高级跑车,常态下是在拥挤的农贸市场上前进,而在量子霍尔效应下,则可以在‘各行其道、互不干扰’的高速路上前进。”

量子霍尔效应的产生需要非常强的磁场,而量子反常霍尔效应的美妙之处是不需要任何外加磁场,在零磁场中就可以实现量子霍尔态,更容易应用到人们日常所需的电子器件中。现代芯片处理器消耗约100瓦的功率,其中有约80%浪费在晶体管材料的能耗。量子反常霍尔效应可以解决电子设备的问题发热,让元器件集成密度大大提高,“上千亿次的计算机能够集成浓缩成一部Pad掌上电脑,或者迷你Pad,走进寻常百姓家,这完全有可能。”

3、使用小分子化学物质诱导多能干细胞,逆转生命时钟。

北京大学邓宏魁教授领导的团队2013年成功使用4种小分子化学物质,将小鼠的皮肤细胞诱导成全能干细胞并克隆出后代。与克隆羊“多莉”的技术相比,诱导多能干细胞技术是更简便和彻底的克隆方式。

传统观点认为,哺乳动物细胞只有在胚胎的早期发育阶段具有分化为各种类型组织和器官的“多潜能性”,而随着生长发育分化成为成体细胞之后会逐渐丧失这一特性。人类一直在寻找方法让已分化的成体细胞逆转(脱分化),使之重新获得类似胚胎发育早期的“多潜能性”,并将其重新定向分化成为有功能的细胞或器官,应用于治疗多种重大疾病。通过借助卵母细胞进行细胞核移植(传统克隆)或者使用特定物质诱导(iPS)的方法,体细胞被证明可以被进行“重编程”获得“多潜能性”。日本人山中伸弥曾以病毒诱导法获得iPS细胞,获得2012年诺奖。而邓宏魁团队使用小分子化学物质替代病毒,大大提高了技术安全性,具有革命性意义。

4、艾滋病感染粘膜疫苗研究取得重大进展

清华大学张林琦、香港大学陈志伟和中科院广州生物医药与健康研究院陈凌的研究团队三方合作,于2013年完成了艾滋病感染黏膜疫苗在恒河猴体内的临床前试验研究,看清了预防艾滋病的“攀登珠峰之路”。

该团队发现这种黏膜疫苗可以大大提高针对艾滋病病毒的T和B淋巴细胞的免疫能力,从而可以有效地抑制病毒在体内的复制与传播。

艾滋病被发现的30多年以来,已导致2500万人死亡,至今全球仍有3300万感染者人体内的各类粘膜是艾滋病毒感染的主要途径,该疫苗如能最终进入临床试验并证实有效,将对阻断和减缓艾滋病毒通过粘膜途径感染(性接触)在普通人群中的流行具有重大科学意义和社会意义。

张林琦形容说,过去的艾滋病载体疫苗、DNA疫苗和重组蛋白疫苗等都只能打中艾滋病毒的“手脚”,粘膜疫苗则有望最终打中“心脏”。

5、中科大测出量子纠缠速度下限(光速的10000倍)

相距遥远的两个量子会呈现关联性,影响其中一个粒子时,另一个也会发生反应,这就是被爱因斯坦称为“鬼魅般超距作用”的量子纠缠。我们知道,爱因斯坦的相对论认为光速是物质传播的最大速度,而中科大70后青年物理学家潘建伟院士的团队测出,量子纠缠的速度下限比光速高四个数量级(可理解为30亿公里每秒)。

这一成果标志着我国在自由空间量子物理实验领域继续保持着国际领先地位,另一方面也为未来基于量子科学实验卫星进行大尺度量子理论基础检验、探索如何融合量子理论与爱因斯坦广义相对论奠定了必要的技术基础。

中国科学技术大学潘建伟院士是国际量子信息实验研究领域的杰出科学家。他12年前回国组建实验室,为中国在该领域迅速走到世界前列作出了突出贡献,并培养了一批科技英才。潘建伟院士与他所在的中科院量子科技先导专项协同创新团队,2013年还实现了单个量子高维度存储、星地量子通信地面验证等,继续向着建立实用的全球性量子通信网络稳步迈进,帮助中国在“绝对保密”的量子通信这个未来战略性领域继续领跑全球。

6、成功研发世界第一个半浮栅晶体管(SFGT)

复旦大学微电子学院张卫教授团队研发出世界第一个半浮栅晶体管(SFGT),这是我国微电子器件领域首次领跑世界。半浮栅晶体管(SFGT)作为一种新型的微电子基础器件,它的成功研制将有助于我国掌握集成电路的核心技术,从而在芯片设计与制造上逐渐获得更多话语权。2013年8月9日出版的《科学》杂志(Science)刊发了张卫团队关于半浮栅晶体管(SFGT,Semi-Floating-Gate Transistor)的科研论文。

新型晶体管可在三大领域应用 拥有巨大的潜在市场:作为一种新型的基础器件半浮栅晶体管(SFGT)可应用于不同的集成电路、还可以应用于DRAM领域以及主动式图像传感器芯(APS)。

7、世界首个存储单光子量子存储器,量子计算机的研发前进了一大步

中国科学技术大学中科院量子信息重点实验室的史保森教授领导的研究小组在国际上首次实现了携带轨道角动量、具有空间结构的单光子脉冲在冷原子系综中的存储与释放,证明了建立高维量子存储单元的可行性,迈出了基于高维量子中继器实现远距离大信息量量子信息传输的关键一步。

这是量子计算机的基础。量子计算机的研发向前迈进了一大步!

8、成功研发H7N9禽流感病毒疫苗株

2013年3月,中国首次发现人感染H7N9禽流感病毒病例,随即展开了一场病毒阻击战。截至2013年5月31日应急响应终止,中国内地共报告131例确诊病例,其中康复78人,在院治疗14人,死亡39人。

中国科技部4月初启动了科技应急防控研究项目,重点推进临床诊断试剂开发、疫苗研制等工作。国家禽流感参考实验室主任陈化兰及其团队迅速揭示了新型H7N9流感病毒的来源,分别在5月和7月的《科学》杂志上发表文章,解析禽流感病毒重配机制和传播可能性。

10月,浙江大学附属第一医院李兰娟院士团队成功研发H7N9禽流感病毒疫苗株。这是中国自主研发的首例流感病毒疫苗株,改变了我国一直以来流感疫苗株依赖国外进口的历史。

9、世界最长碳纳米管

纳米层面的碳材料制造技术是当前材料科学界最热门的研究领域之一。碳纳米管是迄今发现的力学性能最好的材料之一,其单位质量上的拉伸强度是钢铁的276倍,远远超过其他材料。

清华大学魏飞教授团队成功制备出单根长度达半米以上的碳纳米管,创造了新世界纪录,这也是目前所有一维纳米材料长度的最高值。魏飞教授还表示,“目前我们正在从事一米以上碳纳米管的制备,下一步我们希望能够制备出公里级以上长度并具有宏观密度的碳纳米管。这些工作将为太空天梯的制备开启一线曙光。”

10、天河2号重夺世界超级计算机头名

2013年6月,国防科技大学研制的中国超级计算机“天河二号”以每秒33.86千万亿次的浮点运算速度,成为全球最快的超级计算机,并且比第二名快了近一倍。继2010年“天河一号”首次夺冠之后,我国“天河”系列计算机再次登上世界超级计算机500强排名榜首。在11月份的排名中,天河2号再次蝉联冠军!

Ⅲ 中国在光量子技术中取得了哪些成就

中国通信技术试验卫星二号发射成功
通信技术试验卫星二号由中国航天科技集团公司八院抓总研制,是我国新一代大容量通信广播试验卫星,主要用于卫星通信、广播电视、数据传输等业务,并开展多频段、宽带高速率数据传输试验验证。
2017年1月5日23点18分,长征三号乙运载火箭,成功将通信技术试验卫星二号送入预定轨道。这也是长征火箭第245次发射。
2、1月20日:中国星地高速相干激光通信实验成功
由中科院上海光学精密机械所牵头研制的星地高速相干激光通信载荷是2012年在中科院支持下启动,2016年8月16日实验载荷搭载“墨子号”量子卫星发射升空。
2016年12月28日至2017年1月15日开展了首轮在轨测试,实现了星地距离1000公里以上,低仰角(20度左右)情况下,下行单路通信速率5.12Gbps,并成功进行了图像传输,图片清晰;同时也进行上行PPM调制直接通信,通信速率20Mbps。
星地相干激光通信载荷总指挥陈卫标介绍,这是我国首次开展星地高速相干激光通信试验,在轨测试的完成,表明该载荷已具备持续开展双向激光通信实验的能力,对我国高速相干激光通信技术来说,具备里程碑的意义。

Ⅳ 我国实现独立量子存储器间的远距离纠缠,我国在这项技术上处于什么地位

说明我国在这项技术上投入了很多的研究成本,才能够实现这样的地位,也说明我国已经完全掌握了这样的技术,处于一个顶尖的地位。

Ⅳ 潘建伟团队实现独立量子存储器间远距离纠缠,量子储蓄的技术难度有多大

最近科技领域又有一个重大消息,中国科技大学宣布,该校研究团队最近成功地将光存储时间提高到1小时,大大改进了8年前由德国团队创造的1分钟的世界纪录,并向实现量子U盘迈出了重要一步。

量子通信需要量子存储和纠缠交换技术来实现量子信息的远距离中继传输。因此,作为存储和释放信息的关键量子逻辑器件,量子存储器是量子计算和量子网络通信的关键技术之一,它直接影响到量子通信的可行性。这对量子通信的可行性有直接影响。如何提高存储器的容量和速度以实现高效的量子通信,已经成为一个热点和难点问题。在提高量子存储器的容量方面,基于轨道角动量(OAM)的量子存储器可以显着提高量子网络的信息容量,这对于构建大容量信息网络具有重要意义。

Ⅵ 中国近代十大科技成就有哪些呢

1.嫦娥三号登陆月球、神舟十号飞船和天宫一号交会对接
2、实现量子反常霍尔效应
3、使用小分子化学物质诱导多能干细胞,逆转生命时钟
4、艾滋病感染粘膜疫苗研究取得重大进展
5、中科大测出量子纠缠速度下限(光速的10000倍)
6、成功研发世界第一个半浮栅晶体管(SFGT)
7、世界首个存储单光子量子存储器,量子计算机的研发前进了一大步
8、成功研发H7N9禽流感病毒疫苗株
9、世界最长碳纳米管
10、天河2号重夺世界超级计算机头名

Ⅶ 中科大科研团队再登《Nature》封面,从此量子通讯不受距离限制

量子通信是当下热门的科研话题之一。

但由于光子的衰减,量子通信会被距离所限制, 这些光子就正如神话故事里的“牛郎”和“织女”一样,被分隔在光纤两端

如果说牛郎织女可以靠着“鹊桥”每隔一年相会一次。

那么在量子世界里,能让“光子牛郎”和“光子织女”相遇的“鹊桥”就是 “量子中继”

中国科学技术大学郭光灿院士团队 李传锋、周宗权研究组 利用固态量子存储器和外置纠缠光源,首次实现两个 吸收型量子存储器之间的量子纠缠 ,并演示了多模式量子中继。

该研究成果登上国际着名学术期刊《Nature》新一期封面,这也是中国量子存储和量子中继领域的重大进展。

受限于光子数在光纤中的指数衰减,远程量子纠缠的传输距离被限制在百公里水平。

中科大科研团队是这么描绘远程量子纠缠传输难题:“通过光纤向距离一千公里外的地方每秒发射一百亿个光子,要花三百年才能接收到一个光子。”

距离问题,就成了当下量子网络建设亟待解决的问题之一

为此,科学家们提出量子中继的思想,即将远距离传输划分为若干短距离基本链路,先在基本链路的两个临近节点间建立可预报的量子纠缠,然后通过纠缠交换技术进行级联,从而逐步扩大量子纠缠的距离。

通俗易懂来讲: 如果直接发送光子很困难,那么可以像短跑接力一样,将光子分段传输,从而实现远距离通信。

这其中的技术核心是量子存储技术,作为量子中继的核心器件, 量子存储器对光子比特进行缓存,并用于储存光子纠缠态

而当前业内一直研究的课题,就是 提升纠缠连接效率

目前,国际上的研究者已在冷原子气体和单量子系统中实现量子中继的基本链路,但均基于 发射型量子存储器 构建,其纠缠光子是由存储器本身发射出来的。此前,李传锋教授在接受新华社采访时表示:发射型量子存储器,要么一次只能传输1个量子,效率低;要么一次传输多个量子,但精确率低。

这种架构难以同时支持确定性光子发射和多模式复用存储,限制了纠缠分发的速率。

而此次李传锋、周宗权研究组的 吸收型量子存储器 的量子中继架构,把量子存储器和量子光源分离开来,故能同时兼容确定性光子源和多模式复用, 是目前理论上通信速率最优的量子中继方案

简单来说, 存储和发射分离开来,可以保证传输时的精确度。

此前,李传锋、周宗权研究组长期从事基于稀土离子掺杂晶体的固态量子存储器的研究。

早在2015年,该团队就首次利用光子的空间自由度实现复用量子存储,存储维度数达到51维,至今保持固态量子存储维度数最高水平。

此后,研究组还进一步证明他们的存储器可以在时间和频率自由度实现任意脉冲操作,代表性的操作包括脉冲排序、分束、分频、异频光子合束和窄带滤波等。

在本次实验里,研究组研究的是 基于稀土离子掺杂晶体 的固态量子存储,这种存储器利用两块1.4毫米厚的掺钕钒酸钇晶体,分别处理光的两种正交偏振态。

基于独创的“三明治”结构,每对纠缠光子中的一个光子被三明治型量子存储器所存储,然后,每对纠缠光子中的另一个光子会同时传输至中间站点,这就实现了量子中继。

《Nature》杂志审稿人对此次的研究成功给予高度评价并表示:“这是在地面上实现远距离量子网络的一项重大成就。”

总结来讲,这次研究成果就是如何让单个微弱的纠缠态光子在光纤中尽可能远的传输,传输的其实依然是量子密钥,距离真正的“量子+通讯”还有一定距离。

但这依然是中科大这些年量子通讯领域一系列进步的延续,也延续着该领域的国际领先地位。

目前来看, 中国已经走在了国际量子通信领域的前列。

一方面,中国拥有世界上最好的光纤资源,这为其大规模实施量子通信提供了土壤。另一方面,行业头部企业在产品上的突破和通信巨头的入局,国内外相关标准制定的推进,也为量子通信低成本产业化带来可能。

在未来, 信息安全本身是一个刚需、庞大的市场,而量子通信作为信息安全中的重要战略产业 ,也将一直保持行业技术突破,直到我国实现“量子霸权”。

对于今后的研究方向,李传锋教授表示:下一步,研究组将继续提高量子存储器的各项指标,并采用确定性纠缠光源,从而大幅提高纠缠分发的速率,努力实现超越光纤直接传输的实用化量子中继器。

我们也期待中科大科研团队能在未来有更大的突破。

Ⅷ 潘建伟团队实现了独立量子存储器间的远距离纠缠,量子储蓄技术难度有多大

中国科学技术大学潘建伟及其同事包小辉、张强等,将长寿命冷原子量子存储技术与量子频率转换技术相结合,采用现场光纤在相距直线距离12.5公里的独立量子存储节点间建立纠缠。潘建伟团队实现了独立量子存储器间的远距离纠缠,量子储蓄技术难度有多大?

Ⅸ 中国有哪些领域的科技是领先世界的

水稻杂交技术。袁老的毕生心血,不但解决了我国吃饭难问题,而且为世界粮食问题做出了巨大的贡献。拿个诺贝尔不成问题,感谢袁老。

Ⅹ 中国什么科技在世界上排第一

核聚变发电技术中国在世界上排第一。