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不同量子系統(tǒng)之間的相干相互作用是量子物理和量子技術(shù)領(lǐng)域的一個基本科學(xué)問題。Jaynes-Cummings (JC)模型描述了兩能級量子系統(tǒng)和量子化的場之間的兩體相干相互作用，它是量子體系中光-物質(zhì)相互作用的典型代表，奠定了量子光學(xué)的基礎(chǔ)。

近日，來自中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理學(xué)院、合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家研究中心，國際功能材料量子設(shè)計中心(ICQD),合肥國家實(shí)驗(yàn)室的趙瑾教授研究團(tuán)隊與王兵、譚世倞教授、以及北京大學(xué)李新征教授合作，發(fā)現(xiàn)固體-分子界面的超快電荷轉(zhuǎn)移與質(zhì)子的量子動力學(xué)有很強(qiáng)的耦合，揭示了電荷轉(zhuǎn)移過程中核量子效應(yīng)的重要作用。

劉奇航及其合作者以最近由中科院物理所領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)的ZnCu3(OH)6BrF為例，采用修正后的單體平均場密度泛函理論方法，對這一體系的本征和摻雜行為進(jìn)行了詳盡的模擬。研究發(fā)現(xiàn)，ZnCu3(OH)6BrF摻雜后，摻入的電子并沒有成為期待的“自由載流子”，而是局域在一個銅原子周圍，引起了局域形變。這種電子與束縛它的晶格畸變的復(fù)合體稱為極化子（如圖一所示）。本征材料的帶隙中形成新的電子態(tài)。因此，電子摻雜后，ZnCu3(OH)6BrF并沒有實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體到導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變。相比之下，具有類似CuO4局部環(huán)境的銅氧化物高溫超導(dǎo)體的母體材料Nd2CuO4顯現(xiàn)除了不同的隨摻雜濃度變化的導(dǎo)電性。研究發(fā)現(xiàn)，低摻雜濃度時，銅原子附近形成較為擴(kuò)展的極化子，因此在高摻雜濃度時，這些極化子之間的躍遷可以使系統(tǒng)導(dǎo)電性大大增加，實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體到導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變，與實(shí)驗(yàn)觀測很好地吻合。? 該研究圓滿地解釋了最近實(shí)驗(yàn)上觀測到的Kagome晶格的鋅銅羥基鹵化物在摻雜后并不導(dǎo)電的現(xiàn)象，指出要在量子自旋液體實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)，僅僅找到量子自旋液體體系是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還必須實(shí)現(xiàn)有效摻雜，注入一定濃度的“自由載流子”，為耕耘在該領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)工作者提出了新的挑戰(zhàn)和實(shí)驗(yàn)方向。

近年來，超強(qiáng)激光技術(shù)的迅速發(fā)展，尤其是10-100PW超強(qiáng)激光時代的到來，為量子電動力學(xué)（QED）的理論驗(yàn)證提供了前所未有的極端實(shí)驗(yàn)條件。

基于智能終端控制、大數(shù)據(jù)集群分析、數(shù)字網(wǎng)關(guān)以及智能云平臺等技術(shù)構(gòu)建智慧用能數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)。 項(xiàng)目系統(tǒng)框架圖 項(xiàng)目整體思路框架圖 項(xiàng)目研究工作分解 針對項(xiàng)目不同負(fù)荷類型和典型應(yīng)用場景，匹配相應(yīng)的通訊控制模塊，通過電力載波或無線等多元傳輸方式，將用戶用能需求等相關(guān)電力數(shù)據(jù)集中在云平臺，結(jié)合用戶行為模型、能耗模型及能源管理控制模型對電力數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類整合及分析。達(dá)到提升用戶的用能體驗(yàn)和節(jié)省用電成本的雙重目標(biāo)，同時對于電網(wǎng)側(cè)能夠利用削峰填谷等策略，增加電網(wǎng)參與輔助服務(wù)的力度，有效利用電網(wǎng)資源。 智慧用能平臺系統(tǒng)圖 目前市場存在的用戶用能監(jiān)測設(shè)備及系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)信息交流往往是單向的，難以達(dá)到人們對測量精度和實(shí)效性的要求。而本系統(tǒng)基于新型通信和人工智能技術(shù)，集成電力信息的感知、采集、通信和控制技術(shù)，創(chuàng)建以智能電能表和智能終端為核心的雙向互動體系，通過對電流、電壓、功率、電量等用戶用電信息及溫度等環(huán)境數(shù)據(jù)的自動采集，實(shí)現(xiàn)對電能的使用情況及各類關(guān)鍵供能用能設(shè)備進(jìn)行的實(shí)時監(jiān)控及能耗監(jiān)測，對異常值做出預(yù)警，通過分析處理采集的數(shù)據(jù)生成各種用電行為曲線指導(dǎo)用戶進(jìn)行經(jīng)濟(jì)合理用電。 技術(shù)特點(diǎn) 1、實(shí)時性指標(biāo) 常規(guī)數(shù)據(jù)查詢響應(yīng)時間＜10s；90%界面切換響應(yīng)時間≤3s，其余≤5s；計算機(jī)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)通信中實(shí)時數(shù)據(jù)傳送時間＜5s。 2、并發(fā)指標(biāo) 支持300用戶同時在線，并發(fā)要求達(dá)到100用戶以上，并同時滿足以下指標(biāo)：常規(guī)數(shù)據(jù)查詢響應(yīng)時間≤15秒；主要節(jié)點(diǎn)CPU負(fù)載≤80%。 3、可用性指標(biāo) 年可用率≥99.5%。負(fù)載率指標(biāo)：在任意30分鐘內(nèi)，各服務(wù)器CPU的平均負(fù)荷率≤80%；在任意30分鐘內(nèi)，人機(jī)工作站CPU的平均負(fù)荷率≤80%；在任意30分鐘內(nèi)，主站局域網(wǎng)的平均負(fù)荷率≤80%。 4、存儲容量指標(biāo) 數(shù)據(jù)在線存儲容量滿足12個月以上數(shù)據(jù)存儲需求。

伊辛超導(dǎo)是指超導(dǎo)庫珀對的自旋被有效的塞曼磁場固定住，由此表現(xiàn)出極強(qiáng)的的面內(nèi)臨界磁場（遠(yuǎn)超其泡利順磁極限）。通過分子束外延法在雙層石墨烯終止的6H-SiC(0001)襯底上成功制備出大面積（毫米以上）原子級平整的高質(zhì)量單層過渡族金屬硫化物NbSe2薄膜（僅0.6 nm厚），在此基礎(chǔ)上對其覆蓋非晶態(tài)Se保護(hù)層，進(jìn)而對非原位的電輸運(yùn)物性展開了系統(tǒng)研究。研究發(fā)現(xiàn)：單層NbSe2薄膜表現(xiàn)出超過6 K的起始超導(dǎo)臨界轉(zhuǎn)變溫度和高達(dá)2.40 K的零電阻溫度，超過了早期機(jī)械剝離獲得的單層NbSe2以及分子束外延生長的單層NbSe2的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度。同時，強(qiáng)磁場和極低溫下的輸運(yùn)測量結(jié)果直接證實(shí)了平行特征臨界場Bc//(T = 0)是順磁極限場的5倍以上，符合Zeeman保護(hù)的伊辛超導(dǎo)機(jī)制（前期NbSe2薄片中的伊辛超導(dǎo)證據(jù)需要實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的理論擬合在更低溫更高磁場下的外推）。此外，極低溫垂直磁場下的電輸運(yùn)測量表明，單層NbSe2薄膜在接近絕對零度時的量子臨界點(diǎn)表現(xiàn)出量子格里菲斯奇異性。

強(qiáng)關(guān)聯(lián)體系中的巨大電子庫倫相互作用能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生豐富奇異的量子多體物態(tài)，包括非常規(guī)超導(dǎo)、莫特絕緣體、維格納晶體態(tài)、非費(fèi)米液體、量子自旋液體等。

近期，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士、徐飛虎教授等人，開發(fā)出高速高保真度集成光子學(xué)量子態(tài)調(diào)控、高計數(shù)率超導(dǎo)單光子探測等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)百兆比特率的實(shí)時量子密鑰分發(fā)，將國際成碼率紀(jì)錄提升一個數(shù)量級，對未來量子通信的大規(guī)模應(yīng)用具有重要意義。