電子信息

中科院二維材料半導(dǎo)體量子晶體管研究獲進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在半導(dǎo)體門(mén)控量子點(diǎn)的研究中取得新進(jìn)展。研究人員研究了二維層狀過(guò)渡金屬硫族化合物應(yīng)用于半導(dǎo)體量子芯片的可能性，實(shí)驗(yàn)上首次在半導(dǎo)體柔性二維材料體系中實(shí)現(xiàn)了全電學(xué)調(diào)控的量子點(diǎn)器件。

研究人員選擇新型二維材料二硫化鉬進(jìn)行深入研究。該材料具有合適的帶隙、較強(qiáng)的自旋軌道耦合強(qiáng)度，以及豐富的自旋-能谷相關(guān)的物理現(xiàn)象，在量子電子學(xué)，尤其是自旋電子學(xué)和能谷電子學(xué)中具有廣闊的應(yīng)用前景。研究人員利用微納加工、低溫LED輻照等一系列現(xiàn)代半導(dǎo)體工藝手段，結(jié)合當(dāng)前二維材料體系研究中廣泛采用的氮化硼封裝技術(shù)，有效減少了量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)中的雜質(zhì)、缺陷等，首次在這類材料中實(shí)現(xiàn)了全電學(xué)可控的雙量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)。在極低溫下，通過(guò)電極電壓，可以將一個(gè)尺寸約為128nm的單量子點(diǎn)調(diào)制為兩個(gè)尺寸約為68nm的單點(diǎn)組成的雙量子點(diǎn)系統(tǒng)，雙量子點(diǎn)體系的點(diǎn)間電子隧穿可以通過(guò)電極電壓?jiǎn)握{(diào)地調(diào)控，實(shí)現(xiàn)了人造原子到人造分子的電學(xué)可控調(diào)制。這種可控的單電子隧穿器件為在單電子層面研究該材料自旋和能谷自由度相關(guān)的物理現(xiàn)象提供了可能的平臺(tái)。利用這一平臺(tái)，研究人員觀測(cè)到了器件電導(dǎo)隨著外磁場(chǎng)增大而下降的現(xiàn)象。這一被稱作庫(kù)倫阻塞反局域化的現(xiàn)象，揭示了在二硫化鉬材料中短程缺陷和自旋軌道耦合對(duì)電學(xué)輸運(yùn)性質(zhì)的影響。

(新 華)

DARPA測(cè)試可穿透云層的極高頻雷達(dá)傳感器

美國(guó)預(yù)先研究計(jì)劃局（DARPA）戰(zhàn)略技術(shù)辦公室的視頻合成孔徑雷達(dá)（ViSAR）項(xiàng)目已完成飛行測(cè)試，成功驗(yàn)證了一型可穿透云層的極高頻雷達(dá)傳感器。

該ViSAR的飛行測(cè)試在改裝的DC-3客機(jī)上進(jìn)行，ViSAR、光電紅外傳感器安裝在飛機(jī)底部的傳感器萬(wàn)向節(jié)上。測(cè)試結(jié)果表明，在透過(guò)云層拍攝時(shí)，光電紅外傳感器無(wú)法拍攝地面圖像，而ViSAR合成孔徑雷達(dá)能夠始終保持對(duì)地面目標(biāo)的連續(xù)跟蹤，且目標(biāo)清晰可辨。

據(jù)悉，此前，可穿透云層的雷達(dá)已應(yīng)用于衛(wèi)星等平臺(tái)，但尚無(wú)適用于航空器傳感器萬(wàn)向節(jié)的合成孔徑傳感器。ViSAR項(xiàng)目旨在為航空器研發(fā)可穿透云層的極高頻傳感器，用于在全天候條件下監(jiān)視地面移動(dòng)目標(biāo)，以提供高分辨率、全動(dòng)態(tài)視頻。ViSAR項(xiàng)目將在小型機(jī)載極高頻激勵(lì)器、接收器、功率放大器、視景仿真技術(shù)等領(lǐng)域取得突破。按計(jì)劃，下一階段，ViSAR將被集成到裝配戰(zhàn)斗管理系統(tǒng)的飛機(jī)上開(kāi)展飛行測(cè)試。

(孫明月)

新加坡國(guó)立大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)出了全新“一站式”電子-等離子體激元轉(zhuǎn)換器，可利用等離子體激元的高速和小尺寸優(yōu)勢(shì)進(jìn)行高頻數(shù)據(jù)處理和傳輸。

“一站式”電子-等離子體激元信號(hào)轉(zhuǎn)換器新技術(shù)開(kāi)發(fā)成功

等離子體激元是受光子激發(fā)后在金屬表面產(chǎn)生的電子波，尺寸更小、速度接近光速。等離子體激元獨(dú)特的特性使其更適合納米電子學(xué)集成，因而在納米電子學(xué)顛覆性技術(shù)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。

新加坡國(guó)立大學(xué)開(kāi)發(fā)的新型轉(zhuǎn)換器可將等離子體激元尺寸小、速度快等優(yōu)越特性用于納米電子系統(tǒng)，進(jìn)行高頻率數(shù)據(jù)處理和傳輸。其僅需一步即可將電信號(hào)直接轉(zhuǎn)換為等離子體激元信號(hào)，反之亦然。該研究成果將等離子體學(xué)和納米電子學(xué)融合在一起，成功填補(bǔ)了等離子體激元在納米電子學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的技術(shù)空白，有望制造出速度更快、功耗更低的芯片。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，新型電子-等離子體激元轉(zhuǎn)換器僅為普通光學(xué)器件尺寸的1/10000，而轉(zhuǎn)換效率超過(guò)10%，比傳統(tǒng)方法提升了1000多倍。

未來(lái)，研究人員將進(jìn)一步研發(fā)尺寸更小、頻率更高的轉(zhuǎn)換器，并將其與效率更高的等離子體激元波導(dǎo)集成，以獲得更高的性能。

(李鐵成)

中科院人工智能超靈敏突觸器件研究取得進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所的研究人員采用輕微氧化的硫化鋅（ZnS）薄膜構(gòu)筑了Cu/ZnS/Pt憶阻型突觸器件。該器件表現(xiàn)出了超高的電靈敏性。

神經(jīng)元是人腦的基本組成單元，突觸是神經(jīng)元之間在功能上發(fā)生聯(lián)系的部位，也是信息傳遞的關(guān)鍵部位。研制具有生物突觸功能的電子器件，對(duì)于構(gòu)建神經(jīng)形態(tài)電路和實(shí)現(xiàn)智能計(jì)算機(jī)意義重大。研究人員制備的Cu/ZnS/Pt憶阻型突觸器件在超低電壓（6mV左右）下實(shí)現(xiàn)了神經(jīng)突觸可塑性，獲得了一種超高靈敏性的突觸仿生器件，其靈敏度甚至超過(guò)了生物突觸，且功率低至納瓦量級(jí)。此外，通過(guò)簡(jiǎn)單的集成，研究人員構(gòu)筑了5×5超靈敏突觸器件陣列，在超低電壓下實(shí)現(xiàn)了記憶和遺忘的動(dòng)態(tài)過(guò)程。超低的工作電壓有助于減輕對(duì)器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的破壞，降低器件工作參數(shù)的波動(dòng)性，并提供降低器件功耗的新途徑。

(新 華)

中科大首次實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展量子中繼器的光學(xué)演示

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)在國(guó)際上首次利用參量下轉(zhuǎn)換光源，實(shí)現(xiàn)了基于線性光學(xué)的量子中繼器中的嵌套糾纏純化和二級(jí)糾纏交換過(guò)程?；谠摷夹g(shù)，以往量子糾纏交換過(guò)程中阻礙分發(fā)態(tài)被進(jìn)一步相干操作的主要噪聲可以被自動(dòng)剔除，從而為將來(lái)實(shí)現(xiàn)基于原子系綜的可擴(kuò)展線性光量子中繼器提供了前瞻性的技術(shù)指引。

研究人員基于其此前的研究成果——八體糾纏光源，首次演示了嵌套量子糾纏純化和級(jí)聯(lián)量子糾纏交換；通過(guò)巧妙地設(shè)置貝爾態(tài)測(cè)量裝置，完全消除了糾纏交換過(guò)程中雙光子干擾項(xiàng)，同時(shí)保留了分發(fā)量子態(tài)的進(jìn)一步可操縱性；結(jié)合使用光纖模擬量子存儲(chǔ)，以及測(cè)量反饋裝置，實(shí)現(xiàn)了可擴(kuò)展量子中繼器的光學(xué)演示。這一開(kāi)創(chuàng)性的工作使基于參量下轉(zhuǎn)換光源構(gòu)建量子中繼器的可行性獲得了進(jìn)一步驗(yàn)證，尤其是原子系綜系統(tǒng)中的原子—光子糾纏源存在和參量下轉(zhuǎn)換糾纏源同樣的雙光子噪聲項(xiàng)。該技術(shù)也可應(yīng)用于基于原子系綜的量子中繼器。

這兩項(xiàng)工作均在國(guó)際上突破了以往只能演示量子中繼器中單次糾纏操縱的技術(shù)障礙，首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)量子態(tài)的連續(xù)糾纏操控，基于線性光學(xué)系統(tǒng)發(fā)展了可擴(kuò)展量子中繼器技術(shù)，將大力推動(dòng)基于原子系綜量子中繼器的可擴(kuò)展性技術(shù)研究。研究結(jié)果表明，參量下轉(zhuǎn)換源理論上完全有能力成為實(shí)用光量子中繼器的另一可信系統(tǒng)。

(1)全面夯實(shí)IT機(jī)房及網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，運(yùn)用虛擬化技術(shù)、SAN架構(gòu)等提升；服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)等基礎(chǔ)設(shè)施，補(bǔ)齊短板、擴(kuò)大容量、提升安全、降能耗；（2）統(tǒng)一AD域、統(tǒng)一電郵、統(tǒng)一短信平臺(tái)；（3）構(gòu)建協(xié)同辦公基礎(chǔ)：便捷性、高效性、互通性，推進(jìn)BPMAPPeHR文檔庫(kù)等基礎(chǔ)辦公平臺(tái)建設(shè)；（4）全面升級(jí)優(yōu)化現(xiàn)有主要業(yè)務(wù)系統(tǒng)，確保穩(wěn)定、增加業(yè)務(wù)急需的功能；（5）構(gòu)建專業(yè)高效的IT團(tuán)隊(duì)、構(gòu)建信息化流程及考核、熟悉業(yè)務(wù)、融入公司。

(新 華)

美國(guó)加利福尼亞州立大學(xué)伯克利分校和河濱分校的研究人員合作開(kāi)發(fā)出了一種新的在某些金屬內(nèi)實(shí)現(xiàn)電控磁性的超快方法，或?qū)?lái)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器性能的顯著提升，有助于研發(fā)出更加節(jié)能的計(jì)算機(jī)內(nèi)存和處理技術(shù)。

美國(guó)研發(fā)新方法有助于實(shí)現(xiàn)快速、低功耗的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器

近年來(lái)，磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（MRAM）在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)領(lǐng)域的應(yīng)用嶄露頭角。其在內(nèi)存和中央處理器斷電的情況下，也能保存信息，節(jié)約能源。但是，提高能源效率的代價(jià)是降低速度。MRAM面臨的一個(gè)主要挑戰(zhàn)是加快1bit信息的寫(xiě)入速度，使其短于10ns。為此，研究人員設(shè)計(jì)了專門(mén)的電路來(lái)研究磁性金屬響應(yīng)短至皮秒（10-12s）的電脈沖的方式。研究人員發(fā)現(xiàn)，電脈沖暫時(shí)增加了鐵原子電子的能量，這種能量的增加導(dǎo)致每個(gè)鐵和釓原子中的磁性相互施加扭矩，并最終導(dǎo)致金屬磁極的重新定向。這是利用電流控制磁體的全新方式。在特殊的釓鐵合金上進(jìn)行電氣寫(xiě)入之后，研究人員試圖將該方法擴(kuò)展到更廣泛的磁性材料中。此外，研究人員發(fā)現(xiàn)，在釓鐵合金的頂部堆疊單元素磁性金屬如鈷等時(shí)，兩層之間的相互作用使操作者能夠在空前的時(shí)間尺度上操縱鈷的磁性。

這兩項(xiàng)發(fā)現(xiàn)為超高速磁存儲(chǔ)器提供了一條途徑，使新一代的高性能、低功耗計(jì)算處理器擁有高速、非易失性存儲(chǔ)器。

(張 慧)

全球首次海水量子通信實(shí)驗(yàn)成功

上海交通大學(xué)的研究人員成功完成了首次海水量子通信實(shí)驗(yàn)，觀測(cè)到了光子極化量子態(tài)和量子糾纏可以在高損耗和高散射的海水中保持量子特性，在國(guó)際上首次實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了水下量子通信的可行性。

海洋是全球量子通信的重要版圖。但是，量子糾纏能否在海水中傳播的相關(guān)研究卻一直止步于驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。相比基于光纖和大氣空間信道的量子通信，將海水作為量子通信信道的難度更高。海水鹽度對(duì)光的折射率有影響，需要更精確地計(jì)算接收角度，而且許多理論研究都認(rèn)為海水中的微生物和懸浮顆粒會(huì)導(dǎo)致光子在傳播路徑上遭遇散射，從而使量子通信無(wú)法進(jìn)行。研究人員發(fā)現(xiàn)，可將微生物或懸浮顆粒等造成的散射都?xì)w于海水損耗，海水的損耗量雖然很大，但光子只會(huì)丟失，不會(huì)發(fā)生量子比特翻轉(zhuǎn)。

(文匯報(bào))

我國(guó)首個(gè)商用量子通信專網(wǎng)投入使用

我國(guó)首個(gè)商用量子保密通信專網(wǎng)“濟(jì)南黨政機(jī)關(guān)量子通信專網(wǎng)”在濟(jì)南通過(guò)專家評(píng)審。測(cè)試結(jié)果表明，其保密性、安全性、成碼率等性能均達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)，完成了全網(wǎng)驗(yàn)收并正式投入使用。

據(jù)介紹，量子是能量最基本、最小的不可分割的單元。未知量子態(tài)無(wú)法精確克隆，只要有人試圖復(fù)制，就會(huì)產(chǎn)生誤碼，從而被發(fā)現(xiàn)。因此，量子態(tài)通信在傳輸過(guò)程中具有絕對(duì)安全性?！皾?jì)南黨政機(jī)關(guān)量子通信專網(wǎng)”的量子通信部分、傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)部分、管理系統(tǒng)部分均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求?！皾?jì)南黨政機(jī)關(guān)量子通信專網(wǎng)”每秒可產(chǎn)生4000多個(gè)密鑰用于數(shù)據(jù)保護(hù)，可為濟(jì)南市7區(qū)3縣和高新區(qū)下轄5個(gè)片區(qū)的各級(jí)黨政機(jī)關(guān)提供高品質(zhì)的量子安全電話和通信服務(wù)。

該專網(wǎng)是目前世界上規(guī)模最大、功能最全的量子通信城域網(wǎng)。其投入使用是我國(guó)乃至全球量子通信產(chǎn)業(yè)的一個(gè)標(biāo)志性成果，或?qū)閲?guó)防、金融、電力等領(lǐng)域開(kāi)展量子通信示范推廣打開(kāi)局面。

(央 新)

9月27日，由中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所研制的人工智能程序“CASIA-先知V1.0”在“賽諸葛”兵棋推演人機(jī)大戰(zhàn)中，與全國(guó)決賽階段軍隊(duì)個(gè)人賽4強(qiáng)和地方個(gè)人賽4強(qiáng)的8名選手交鋒，以7:1的戰(zhàn)績(jī)大勝人類選手，展示出了人工智能技術(shù)在博弈對(duì)抗領(lǐng)域的強(qiáng)大實(shí)力，成為中國(guó)版的“兵棋AlphaGo”。

中科院自動(dòng)化所研制人工智能程序“CASIA-先知V1.0”

“CASIA-先知V1.0”采用知識(shí)和數(shù)據(jù)混合驅(qū)動(dòng)的體系架構(gòu)構(gòu)建人工智能指揮員模型。目前，在態(tài)勢(shì)感知和作戰(zhàn)決策的主要模塊上采用知識(shí)規(guī)則+不確定推理的方式，第一步實(shí)現(xiàn)了知識(shí)驅(qū)動(dòng)的人機(jī)對(duì)抗和機(jī)機(jī)對(duì)抗系統(tǒng)。通過(guò)機(jī)機(jī)對(duì)抗系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)抗數(shù)據(jù)收集整理，為下一步知識(shí)和數(shù)據(jù)混合驅(qū)動(dòng)的博弈推理學(xué)習(xí)訓(xùn)練奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

博弈對(duì)抗問(wèn)題廣泛存在于軍事、商業(yè)、安防、災(zāi)害應(yīng)急救援等領(lǐng)域。目前需要解決的一個(gè)主要問(wèn)題是不完全信息態(tài)勢(shì)感知?！癈ASIA-先知V1.0”聚焦不完全信息態(tài)勢(shì)感知和群體博弈策略優(yōu)化的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，提出了新型自動(dòng)敵情分析和時(shí)空綜合態(tài)勢(shì)分析的有效方法；構(gòu)造了方案構(gòu)想、方案推演、方案評(píng)估、方案確定的群體博弈策略優(yōu)化模型，發(fā)展了基于不完全信息態(tài)勢(shì)估計(jì)的不確定決策推理技術(shù)。這種技術(shù)將大幅提高博弈對(duì)抗的收益和效能，在涉及不完全信息的重要博弈對(duì)抗應(yīng)用領(lǐng)域具有應(yīng)用前景。

(自動(dòng)化)