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光子动量-偏振两自由度逻辑Bell态测量

中国科学：物理学、力学、天文学 2024年第8期54卷 49-60页

作者：李翔曦齐纪杨哲袁瑞玚任宝藏首都师范大学物理系北京100048 太赫兹光电子学教育部重点实验室首都师范大学北京100048

量子逻辑编码是提高量子系统抗噪声能力的一种有效方法.相较于单自由度多光子逻辑编码方式,单光子多个自由度的逻辑编码方式更为简洁且能够节约光子资源.本文利用线性光学元件提出了两种光子动量-偏振两自由度逻辑Bell态测量方案:辅助W... 详细信息

量子逻辑编码是提高量子系统抗噪声能力的一种有效方法.相较于单自由度多光子逻辑编码方式,单光子多个自由度的逻辑编码方式更为简洁且能够节约光子资源.本文利用线性光学元件提出了两种光子动量-偏振两自由度逻辑Bell态测量方案:辅助W态的逻辑Bell态测量方案和自辅助逻辑Bell态测量方案.在第一个方案中,通过辅助四光子W态对两光子的两个自由度同时进行宇称测量,并根据光子探测器的响应情况得到偶宇称逻辑Bell态的测量结果,成功率为12.5%.在第二个方案中,利用简单的线性光学元件和光子探测器能够从四个逻辑Bell态中完全区分出两个偶宇称逻辑Bell态,且成功率提高为50%.相较于非线性光学方案,这两种基于线性光学的逻辑Bell态测量方案更加容易实验实现,因此在量子通信中有非常重要的应用.

关键词：逻辑Bell态 Bell态测量光子多自由度量子通信

普及化发展阶段高等教育学分转移系统探赜——以加拿大阿尔伯塔省为例

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现代大学教育 2024年第2期40卷 65-76页

作者：陈浊段世飞浙江大学加拿大不列颠哥伦比亚大学浙江大学教育学院杭州310058

构建和完善高等教育学分转移系统对普及化阶段高等教育高质量发展具有重要的价值与意义。加拿大阿尔伯塔省高等教育学分转移系统历经计划制定、调研论证和改革推进3个阶段,在当地政府和高校的支持下逐步发展完善。当前,阿尔伯塔省高等... 详细信息

构建和完善高等教育学分转移系统对普及化阶段高等教育高质量发展具有重要的价值与意义。加拿大阿尔伯塔省高等教育学分转移系统历经计划制定、调研论证和改革推进3个阶段,在当地政府和高校的支持下逐步发展完善。当前,阿尔伯塔省高等教育学分转移系统的运行模式主要包含横向转移、垂直转移和复学转移3种类型。借鉴加拿大阿尔伯塔省高等教育学分转移系统的改革经验,中国可通过赋权高校学分互认、设定学分转移标准、并行多类学分转移模式以及搭建学分转移数字平台等方式,构建和完善具有中国特色的学分转移系统,支撑中国高等教育在普及化阶段的高质量发展。

关键词：学分转移高等教育普及化数字化转型高等教育治理高质量发展加拿大

一般各向异性介质中qS1和qS2波波前分离

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地球物理学报 2024年第7期67卷 2773-2784页

作者：李兴旺王迪白超英长安大学地质工程与测绘学院地球物理系西安710054 长安大学计算地球物理研究所西安710054 海洋油气勘探国家工程研究中心北京100028

地震波在各向异性介质中传播时存在横波分裂现象,可用于研究岩石中地震波传播特征和了解地下介质各向异性参数.一般各向异性介质中计算三种地震波(qP,qS1,qS2)相速度和群速度的研究日趋成熟,但分离qS1和qS2波的波前仍然是一项具有挑战... 详细信息

地震波在各向异性介质中传播时存在横波分裂现象,可用于研究岩石中地震波传播特征和了解地下介质各向异性参数.一般各向异性介质中计算三种地震波(qP,qS1,qS2)相速度和群速度的研究日趋成熟,但分离qS1和qS2波的波前仍然是一项具有挑战性的工作.为此,本文基于新近给出的一般各向异性介质中三种波(qP,qS1,qS2)群速度的解析计算公式,依据相速度光滑连续的条件给出相邻方向上qS1和qS2波识别方法;为避免数值计算误差造成识别错误,构建了置信度函数,并借鉴快速行进法的思想逐点进行判别以分离qS1和qS2波的波前,最终得到三种波(qP,qS1,qS2)各自独立且完整的波前面.多个数值模拟试验结果表明,该算法适用于不同类型各向异性介质,且不受波前复杂程度的影响,具有较高的稳定性,可为一般各向异性介质中多次波射线追踪、多震相走时反演以及横波分裂研究等提供算法支持.

关键词：一般各向异性介质群速度横波分裂波前分离

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半导体量子点分子-腔光机械耦合系统中光学双稳及多稳态的形成及调控

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原子与分子物理学报 2024年 121-128页

作者：曾莹任波徐名琪杨红佘彦超吉首大学物理与机电工程学院铜仁学院物理与电子工程系

本研究探讨了外部磁场对半导体量子点分子与腔光机械耦合系统中光学双稳态行为的影响.研究结果显示,外部磁场、量子点之间的隧穿耦合以及探测光单光子的失谐可以有效地调控系统的光学双稳态.在弱隧穿和弱磁场条件下,系统的光学双稳态阈... 详细信息

本研究探讨了外部磁场对半导体量子点分子与腔光机械耦合系统中光学双稳态行为的影响.研究结果显示,外部磁场、量子点之间的隧穿耦合以及探测光单光子的失谐可以有效地调控系统的光学双稳态.在弱隧穿和弱磁场条件下,系统的光学双稳态阈值和磁滞回线宽度随着外部磁场和点间隧穿耦合强度的增加而增大.随着磁场强度和隧穿耦合强度的进一步增加,系统的双稳态将演变为多稳态.有趣的是,在强隧穿和强磁场作用下,系统的光学双稳态阈值和磁滞回线宽度随着外部磁场和点间隧穿耦合强度的增加而减小.这种对耦合腔光机械系统中光学双稳态的灵活调控将在可控光开关方面具有潜在的广泛应用前景.

关键词：双稳态多稳态点间隧穿耦合光力耦合

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上游山脉对风力机尾流和功率影响的模拟研究

空气动力学学报 2024年第5期42卷 97-109页

作者：张子瑜黄鹏曹曙阳同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室上海200092 西安大略大学土木与环境工程系伦敦N6A 5B9加拿大

更好地了解山地上风力机尾流和功率特性有助于山地风电场的布局设计。本研究采用高精度的大涡模拟(large-eddy simulation, LES)研究了上游山脉对下游山脉顶部风力机的尾流和功率性能的影响。在基于伪谱法的LES框架中,本文分别使用了滤... 详细信息

更好地了解山地上风力机尾流和功率特性有助于山地风电场的布局设计。本研究采用高精度的大涡模拟(large-eddy simulation, LES)研究了上游山脉对下游山脉顶部风力机的尾流和功率性能的影响。在基于伪谱法的LES框架中,本文分别使用了滤波致动盘模型和浸入边界法模拟风力机和山脉对气流的作用。研究表明,LES结果与实验测量的速度和湍动能吻合很好,对湍动能的预测优于雷诺平均Navier-Stokes(Reynolds average Navier-Stokes, RANS)方法。在山脉风力机尾流的模拟中,研究发现风力机尾迹中心轨迹在山顶下风处向下偏转。与孤立山地相比,双峰型山地的尾流恢复速度更快,其恢复速率随着山脉间距的增加先增加后减少。对于有山脉情况,尽管由于气流的加速效应,高斯分布与尾流速度亏损分布在尾流下边缘存在差异,但高斯曲线仍然适用于近似风力机尾流的速度亏损。此外,因为上游山脉尾迹会扩散且到达下游山脉迎风面时会被抬升,所以当山脉间距达到一定距离时,风轮会完全浸没在上游山脉尾迹中,导致风力机功率性能受到上游山脉的不利影响,随着山脉间距的增加先下降后上升。本研究加深了对山地风力机尾流特性和功率性能的认识,对山区风电场的布局设计具有指导意义。

关键词：风能大涡模拟大气边界层山脉风力机尾流功率性能

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激光织构形状间距对单晶硅摩擦磨损特性的影响

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表面技术 2024年第11期53卷 127-139页

作者：周意皓陈文刚程家豪郭思良魏北朝袁浩恩 Dongyang Li 西南林业大学机械与交通学院昆明650224 云南省Dongyang Li院士工作站昆明650224 阿尔伯塔大学化学与材料工程系加拿大阿尔伯塔埃德蒙顿T6G 2H5

目的提高单晶硅的减摩耐磨性能。方法利用紫外激光在单晶硅试样表面刻蚀不同形状,间距为0.1、0.2、0.3 mm,宽度为0.2 mm的织构。基于MRTR-1摩擦磨损实验机,研究干摩擦条件下织构参数对单晶硅摩擦学性能的影响。利用光学显微镜和扫描电... 详细信息

目的提高单晶硅的减摩耐磨性能。方法利用紫外激光在单晶硅试样表面刻蚀不同形状,间距为0.1、0.2、0.3 mm,宽度为0.2 mm的织构。基于MRTR-1摩擦磨损实验机,研究干摩擦条件下织构参数对单晶硅摩擦学性能的影响。利用光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察单晶硅表面织构的微观形貌和磨痕形貌,用电子天平称量实验前后试样的质量,并计算磨损率,通过Ansys有限元软件模拟仿真试样表面应力和摩擦生热的温度分布。结果与无织构相比,刻蚀表面织构均能不同程度地降低试样的磨损率,磨损率从0.012 mm^(3)/(N·m)降至0.008 mm^(3)/(N·m);部分表面织构试样的摩擦因数下降,低于0.14;单晶硅试样的磨损机制主要为磨粒磨损和黏着磨损。仿真结果表明,织构试样的平均等效应力均大于无织构试样,在单晶硅试样表面加工织构会影响其表面整体性,容易出现应力集中现象;织构试样表面高于环境温度的区域面积小于无织构试样,且试样表面的最高温度与摩擦因数呈正相关。结论在单晶硅表面加工织构,可以有效提高试样的耐磨性能,合适的织构参数还能够降低摩擦因数。通过加工表面织构,一方面可以影响试样的整体性,另一方面能够改善试样的散热性能。

关键词：微织构单晶硅摩擦磨损激光加工摩擦因数磨损率摩擦生热

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计算光学成像系统测算提速方法综述(特邀)

激光与光电子学进展 2024年第2期61卷 100-123页

作者：刘正君周旭阳温秀李语童刘树田哈尔滨工业大学物理学院黑龙江哈尔滨150001 天津工业大学物理科学与技术学院天津300387

为克服扫描计算成像系统测量和计算速度慢的缺点,综述一些快速计算成像技术,从测量和计算方面论述提高速度的方法。在基于光场调制的计算光学成像法中,介绍轴向扫描、横向扫描、多波长扫描、散射介质、多距离等调制方式。针对快速定量... 详细信息

为克服扫描计算成像系统测量和计算速度慢的缺点,综述一些快速计算成像技术,从测量和计算方面论述提高速度的方法。在基于光场调制的计算光学成像法中,介绍轴向扫描、横向扫描、多波长扫描、散射介质、多距离等调制方式。针对快速定量相位成像技术,介绍定量相位成像方法、基于Kramers-Kronig关系的快速定量相位成像方法、基于对角扩展采样的计算成像方法、基于对称照明的单帧计算成像方法。针对自动聚焦技术,介绍自动聚焦技术分类、核心算法、基于Tanimoto系数和多相梯度绝对值的自动聚焦方法、基于特征区域提取和细分搜索的快速自动聚焦方法。

关键词：计算光学成像调制成像定量相位成像自动聚焦

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电催化还原氮制氨的最新进展

Chinese Journal of Catalysis 2024年第5期60卷 107-127页

作者：海广通富忠恒刘欣黄秀兵浙江大学衢州研究院浙江衢州324000 清华大学化工系膜技术与工程研究中心北京100084 北京科技大学新材料与技术研究所北京材料基因工程高精尖创新中心北京100083 加拿大国立科学研究院能源材料通讯中心瓦雷纳斯加拿大北京科技大学材料科学与工程学院北京材料基因工程高精尖创新中心北京100083

氮还原反应在生态系统、农业系统和工业氮循环中发挥着至关重要的作用.然而,由于氮气在水中的溶解度低,N≡N三键结构稳定,且存在与析氢反应的激烈竞争,因此目前电化学氮还原反应面临着产率缓慢、法拉第效率低等挑战.尽管研究者们通过不... 详细信息

氮还原反应在生态系统、农业系统和工业氮循环中发挥着至关重要的作用.然而,由于氮气在水中的溶解度低,N≡N三键结构稳定,且存在与析氢反应的激烈竞争,因此目前电化学氮还原反应面临着产率缓慢、法拉第效率低等挑战.尽管研究者们通过不懈的努力已经在该领域取得了显著的进展,但距离其实际应用仍有较大差距.因此,如何通过多方面的调控手段,尽早实现人工固氮的工业化生产,成为当前该领域亟待解决的关键问题.本文系统梳理了电催化还原氮制氨的最新进展.首先,对NRR的机理进行了全面介绍.详细介绍了五种备受关注的氮还原机理:解离机理、结合机理、交替机理、酶促机理以及最新发现的马尔斯-范克雷维伦机理.通过对比电催化氮还原与哈珀法催化氮还原的反应机理,阐明了电催化氮还原的优势.然后,总结了该领域最新的研究进展.详细介绍了高性能氮还原催化剂的最新设计开发成果,基于近五年的相关报道,重点介绍了Mo基催化剂、Cu基催化剂、Ru基催化剂、Bi基催化剂和Fe基催化剂的研究进展.此外,对其他过渡金属基催化剂和非金属催化剂也进行了评述和展望,并对不同催化剂的优缺点进行了系统的比较.随后,对新型氮还原反应装置的研究进展进行了综述.讨论了新型反应器对缓解氮分子低溶解度这一问题的关键作用,强调了研发新型氮还原反应装置对提升电催化氮还原性能的重要性.在NRR反应路径的调控和优化方面,本文总结了最新的研究成果,特别是Li介导的氮还原反应的重要意义,证实了反应路径的调控优化是提升氮还原性能的有效手段.更为重要的是,从目前最新的研究成果出发,提出了氮还原性能的提升需要多方面的协同调控,单一的优化手段难以突破现有的瓶颈,这为后续的研究提供了重要参考.在展望部分,强调了氮还原领域目前面临的挑战并讨论了未来的研究方向.综上,本文系统地总结了近年来的研究进展,包括高性能催化剂、新型反应设备以及氮还原反应路径的调控和优化.提升氮还原反应的整体性能需要多方面的协调调控,仅关注催化剂很难取得重大突破.本文旨在为氮还原催化剂和反应器的设计以及反应路径的调控优化提供参考.

关键词：氮还原反应电催化催化剂反应设备反应途径

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序言:DNA数据存储技术与应用

集成技术 2024年第3期13卷 1-3页

作者：戴俊彪姜青山钱珑黄小罗中国农业科学院深圳农业基因组研究所中国科学院大学深圳市高性能数据挖掘重点实验室加拿大多伦多大学北京大学前沿交叉学科研究院中国科学院深圳先进技术研究院

计算机、互联网、人工智能等技术的发展推动人类文明的进步,同时也给人类社会带来海量的数据。传统的存储介质如磁带、硬盘等存在存储周期短、存储密度低等问题。寻找新兴的存储介质具有重要价值。基于DNA的数据存储介质存储密度高于传... 详细信息

计算机、互联网、人工智能等技术的发展推动人类文明的进步,同时也给人类社会带来海量的数据。传统的存储介质如磁带、硬盘等存在存储周期短、存储密度低等问题。寻找新兴的存储介质具有重要价值。基于DNA的数据存储介质存储密度高于传统介质6个数量级以上,存储周期可达千年,是应对未来数据存储挑战的重要战略技术之一,在长期冷数据、国家档案数据、高度加密数据存储领域具有重要意义。本期专题针对目前DNA信息存储的核心进展、存在的问题以及未来技术发展进行了系列讨论。其中,中国科学院深圳先进技术研究院为主科研团队[1]提出了“基于混沌系统和喷泉码的DNA加密编码方法”,在DNA喷泉码编码过程中利用混沌系统加密,一方面保留DNA喷泉码优势,同时保障了喷泉编码的安全.

关键词：存储密度存储周期数据存储技术人工智能存储领域存储介质中国科学院档案数据