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利用大規模集成硅基納米光量子芯片技術，實現對高維度光量子糾纏體系的高精度和普適化量子調控和量子測量。 （圖一）基于硅納米光波導的大規模集成光量子芯片(可實現對高維量子糾纏體系的高精度、可編程、且任意通用量子操控和量子測量)       集成光學量子芯片技術，基于量子力學基本物理原理，使用半導體微納加工工藝實現單片集成光波導量子器件（包括單光子源、量子操控和測量光路，以及單光子探測器等），可以實現對量子信息的載體單光子進行處理、計算、傳輸和存儲等。集成光學量子芯片具有集成度高、穩定性高、性能好、體積小、制造成本低等諸多優點。因此，該技術被普遍認為是一種實現光量子信息應用的有效技術手段。      利用硅基納米光波導技術實現的光量子芯片具有諸多獨特優點，例如與傳統微電子加工工藝兼容、可集成度高、非線性效用強、以及工作波長與光纖量子通信兼容等。然而，迄今為止光量子芯片的復雜度僅限于小規模的演示，如集成少數馬赫-曾德干涉儀對光子態進行簡單操控。因此，我們迫切需要擴大集成量子光路的復雜性和功能性，增強其量子信息處理技術的能力，從而推進量子信息技術的應用。       相干且精確地控制復雜量子器件和多維糾纏系統是量子信息科學和技術領域的一項難點。相對于目前普遍采用的二維體系量子技術，高維體系量子技術具有信息容量大、計算效率高、以及抗噪聲性強等諸多優點。最近，多維度量子糾纏系統已分別在光子、超導、離子和量子點等物理體系中實現。利用光子的不同自由度，如軌道角動量模式、時域和頻域模式等，可以有效編碼和處理多維光量子態。然而，實現高保真度、可編程、及任意通用的高維度量子態操控和量子測量，依然面臨很多困難和挑戰。       針對上述問題，英國布里斯托爾大學、北京大學、丹麥技術大學、德國馬普研究所、西班牙光學研究所和波蘭科學院的科研人員密切合作，并取得了突破性進展。研究團隊提出并實現了一種新型的多路徑加載高維量子態方式，即每個光子以量子疊加態的形式同時存在于多條光波導路徑，從而實現了一個高達15×15的高維量子糾纏系統。通過可控地激發16個參量四波混頻單光子源陣列，可以制備具有任意復系數的高維度量子糾纏態。通過單片集成通用型線性光路，可對高維量子糾纏態進行任意操控和任意測量。因此，該多路徑高維量子方案具有任意通用性。與此同時，團隊充分利用集成光路的高穩定性和高可控性，實現了高保真度的高維量子糾纏態，如4、8和12維度糾纏態的量子態層析結果分別為96、87% 和 81%保真度，遠超其他方式制備的高維量子糾纏態性能。       更重要的是，團隊通過硅基納米光子集成技術，實現了目前集成度最復雜的光量子芯片（圖一所示），單片集成550多個光量子元器件，包括16個全同的參量四波混頻單光子源陣列、93個光學移相器、122個光束分束器、256個波導交叉結構以及64個光柵耦合器，從而達到對高維量子糾纏體系的高精度、可編程、且任意通用量子操控和量子測量。       研究進一步利用該高維光量子芯片技術，驗證高維度量子糾纏系統的強量子糾纏關聯特性，包括普適化貝爾不等式和EPR導引不等式等，證明量子物理和經典物理定律的重要區別。例如，對4維度量子糾纏態，實驗觀察得到了2.867±0.014的貝爾參數，不僅成功違背經典物理定律61.9個標準差，而且超過普通二維糾纏體系的最大可到達值的2.8個標準差。研究還首次實現高維量子系統的貝爾自檢測和量子隨機放大等新功能，例如，對3維度最大糾纏態和部分糾纏態的自檢測保真度約為76%，對14維以下糾纏態均實現了量子隨機放大功能。

北京大學“極端光學創新研究團隊”發展了一種高精度的暗場光學成像定位技術(位置不確定度僅21 nm)，并結合電子束套刻工藝，實現了片上量子點微盤激光器與銀納米線表面等離激元波導的精確、并行、無損集成。這種微盤-銀納米線復合結構同時具有介質激光器與表面等離激元波導的優勢，因此不僅具有介質激光器的低閾值與窄線寬特性，而且具有表面等離激元波導的深亞波長場束縛特性。基于這種靈活、可控的制備方法，他們實現了片上微盤激光器與表面等離激元波導間多種形式的精確可控集成，包括切向集成、徑向集成以及復雜集成，并且對量子點無任何加工損傷；進一步，通過同時集成多個片上微盤激光器與多個銀納米線表面等離激元波導，他們獲得了多模、單色單模以及雙色單模的深亞波長(0.008λ2)相干輸出光源。這些高性能的深亞波長相干輸出光源可以容易地耦合并分配至其它深亞波長表面等離激元光子器件和回路中。因此，這種靈活、可控的精確集成方法在高集成密度的光子-表面等離激元復合光子回路中具有重要應用，并且這種方法可以拓展到其它材料和其它功能的微納光子器件集成中，為未來光子芯片的實現提供了一種可行的解決方案。  該工作于2018年5月發表在Advanced Materials上(Advanced Materials 2018, 30, 1706546)，并以卷首插畫(Frontispiece)的形式予以重點報道。文章的第一作者為北京大學物理學院博士研究生容科秀，陳建軍研究員為通訊作者。該研究工作得到了國家自然科學基金委、科技部、人工微結構和介觀物理國家重點實驗室、量子物質科學協同創新中心和極端光學協同創新中心等的支持。 圖1. 片上膠體量子點微盤激光器與銀納米線表面等離激元波導的精確、并行、無損集成。

本項目是基于復合礦物材料的改性，通過 CPB（陽離子）和 CSB（兩性）復合改性方法，取代原有的傳統藥劑，可以在氣浮、生物處理等領域開展應用。 技術指標包括： 1）通過 XRD、SEM、BET、FTIR、Zeta 電位等科學表征方法，驗證了改性后藥劑的微觀結構有利于后續的物化、生物過程； 2）通過 Design Expert 數據處理軟件探討改性膨潤土的二次響應曲面模型以及優化的水平值，建立的污染物指標的去除模型； 3）利用響應面 Optimal Design 建立數學模型，基于響應面法(RSM)優化復合改性膨潤土的制備條件和工藝參數，該改性復合材料（陰-陽離子、陰-陽-非等表面活性劑、PAC 基質交聯等方式）能實現市政污水穩定提標中 COD 保持在30mg/L 以下，黑臭水體治理中 TP 保持在 0.2mg/L 以下，含重金屬廢水的治理 中 Cr 的濃度保持在 1.0mg/L 以下，印染廢水中銻離子實現 95.2%的去除效果。使用該改性藥劑后，運行成本噸水投加藥劑費用為 0.5 元，該技術能解決多種難以處理的廢水。

過程工業工藝過程是能源利用高度密集和CO2排放的系統。由于工藝系統能源消費的密集性和復雜性，系統中工藝過程、換熱網絡和蒸汽動力系統的節能一直備受重視。隨著人們對CO2減排問題認識的逐漸深入，針對過程工藝系統能量利用中CO2減排與控制的問題也日益顯現。如何在提高能源利用效率的同時減少CO2的排放以及如何在提高能源利用效率的節能技術方案中進一步選優成為亟待解決的關鍵問題。 本項目將采用夾點技術和數學規劃技術相結合的方法。夾點技術已成功地在世界范圍內取得了顯著的節能效果。采用這種技術對新設計而言，比傳統方法可節能30-50%，節省投資10%左右；對舊系統改造而言,通常可節能20-35%，改造投資的回收年限一般只有0.5-3年。由于夾點技術能取得明顯的節能和降低成本的效果。 本項目的目的在于為過程工業系統提供系統分析和優化集成的方案。對過程工藝系統的能量利用進行夾點分析，找出能量利用不合理的環節和原因；對各裝置提出節能改造的初步方案；對公用工程系統進行分析，找出能量利用不合理的環節和原因；提出解決方案并進行調優；從而提出全能量系統優化和CO2排放最小的改造方案。

在各種類型的自動化生產線上，以工業機器人為核心集成適合于不同生產作業的機器人工作站或生產線是目前工業生產自動化的熱門發展方向。北京科技大學已經在焊接、涂敷、搬運、裝配及特殊作業等方面成功開發出多套工業機器人工作站。用于國內外多家企業，產生了良好的經濟和社會效益。下面介紹幾種典型的工作站： 用于汽車裝配生產線的玻璃涂膠機器人工作站。其組成有機器人及其控制系統、單軸回轉變位機、翻轉機械手、膠液供給系統、保溫室等。這種工作站保證了涂膠的均勻性、一致性、準確的涂敷位置以及優良的生產質量。機器人選用六自由度垂直關節機器人，最大動作半徑約R1550mm，重復定位精度±0.08mm。通過在線示教，編制適合不同類型、不同尺寸的工件作業程序，由傳感器判別工件型號，調用相應的作業程序，特別適用于多品種工件的混流生產。膠液采用性能優良的單組分濕氣固化聚氨脂膠。供給系統由壓膠泵、定量泵、膠槍、清槍器、保溫室以及控制系統等構成。已在國內若干家汽車生產企業投入5套。 精密鈑金焊接機器人工作站：開發出的焊接機器人工作站適用于碳鋼、不銹鋼和鋁材的焊接。工作站由工業機器人、機器人移動滑臺、工件位置變換機、夾具體、高品質電焊機、氣動系統、電控系統及輔助裝置等組成。機器人采用OTC公司的AX–V6L型六自由度垂直關節機器人。焊接電源采用OTC公司DP400型全數字控制脈沖MIG焊機。現已投入生產，提高了工廠的自動化生產水平和產品在國際市場的競爭力，改善了工人的勞動條件，使生產節拍更加穩定、迅速，焊接質量更加可靠，很值得在焊接加工業大力推廣。 彩管搬運機器人工作站：大型彩管的特點是體積笨、重量大、溫度高。在生產線上的搬運作業必須采用機器人工作站或專用的移載機。機器人工作站主要由機器人、末端執行器、同步裝置、氣動系統和電控系統等部分組成。開發出的適用于不同作業區的7個機器人搬運工作站投入使用后，運行穩定、可靠，取得了顯著的經濟和社會效益。這種技術同樣適用于其它物品的搬運作業。 轎車擋風玻璃密封膠壩條粘貼機器人工作站：在轎車裝配生產線上，使用機器人進行轎車前后擋風玻璃密封膠壩條的粘貼作業，是一項技術難度很大的工作。經過在試驗機上的反復試驗，現已經成功開發出密封膠壩粘貼末端執行器并用于實際生產。密封膠壩粘貼末端執行器機構簡單、可靠，無需獨立的驅動裝置，適用于粘貼的特殊作業。經過輕量化設計，總重僅有5.8kg,實際生產中選用6自由度,可搬重量為6kg的工業機器人就可滿足不同規格的轎車前后擋風玻璃密封膠壩的粘貼。 應用于各種產品的規模化生產，大幅度提高產品的質量和產量。

已有樣品/n針對各種生物醫用儀器對心電、腦電、肌電、神經電等電生理信號采集與分析的需求，研制出了一系列專用集成電路芯片。其中包括：1、一款適合大多數生理信號的通用前端集成電路，完成從電生理傳感器輸出市場預期：市場需求量：芯片300萬顆/年，傳感器3000萬-5000萬顆/年；可應用系統：小型化便攜式電生理檢測設備、移動健康產品、穿戴式健康產品。的原始信號到CMOS或TTL等標準數字電平信號之間的轉換，這款前端電路的功能包括跟隨、前放、A/D、濾波等基本功能。2、多款專用的信號處理后端集

本發明公開了一種設備預防性維護和柔性作業車間控制集成的多目標優化方法，其特征在于，該方法具體包括：首先，根據柔性作業車間控制問題的工序先后順序、設備維護時段、每個工序的生產過程不可中斷、生產過程和設備維護過程之間不可沖突的約束條件，建立考慮成本和效率的柔性作業車間控制和設備維護計劃的集成優化模型；其次，采用混合多目標化學反應方法對所述多目標進行優化，其中，所述多目標包括最大完工時間、總生產費用以及總的設備預防性維護的費用；最后，獲得優化求解結果，即可得到柔性作業車間控制計劃。本發明可以降低最大完工時

技術內容及特點： 本項目旨在提升螺旋管制造業的自動化生產水平和 產品質量。該系統是一體化的智能控制系統，能夠在內焊生產過程中對焊 縫進行自動跟蹤，并對焊接的熔深進行實時控制。使用這套系統能夠顯著 提高產品的焊接質量和一致性，而且可以大大減輕工人的勞動強度。 市場預測及投資 ：該產品具有非常可觀的市場前景和經濟效益。國內 眾多的管狀焊接生產廠家都需要實現焊接自動化，全國僅按 50 家計算， 每個廠家三條生

本發明公開了一種微型皮拉尼計與體硅器件集成加工的方法。集成加工的方法包括：在硅基片正面制備體硅器件所需的絕緣層及電路引線；在硅基片的背面或正面沉積一層絕緣隔熱材料，刻蝕去除其四周部分得到絕緣隔熱層；在絕緣隔熱層上制備加熱體和電極；在沒有加熱體的一面制備圖形化的光刻膠掩膜；在有加熱體的一面沉積金屬膜；將金屬膜粘貼在表面有氧化層的硅托片上；對有光刻膠掩膜的一面進行感應耦合等離子體干法刻蝕，刻穿硅基片；去除光刻膠掩膜和金屬膜，得到集成結構。本發明能有效提高皮拉尼計的制備與其它工藝的兼容性，解決皮拉尼計與體

針對于我國方竹屬重要經濟竹種種苗缺乏、造林周期長、產量低下、培育技術落后等問題，以金 佛山方竹、合江方竹、刺黑竹為研究對象，集成國家科技支撐、重點研發、林業行業公益專項、林業科技推廣等項目成果，優化構建了方竹屬重要經濟竹種高效生態培育技術 一、項目分類 關鍵核心技術突破 二、成果簡介 針對于我國方竹屬重要經濟竹種種苗缺乏、造林周期長、產量低下、培育技術落后等問題，以金 佛山方竹、合江方竹、刺黑竹為研究對象，集成國家科技支撐、重點研發、林業行業公益專項、林業科技推廣等項目成果，優化構建了方竹屬重要經濟竹種高效生態培育技術，核心內容從以下四個方面開展： （1）系統開展了方竹屬重要經濟竹種的生物學特性研究，包括解剖學特性、筍芽分化機制、竹筍-幼竹高生長、枝-葉形態建成、氣生根及稈芽的發育、遺傳多樣性等，揭示了方竹屬重要經濟竹種的基本生物生態學特性，為方竹屬重要經濟竹種的高效生態培育提供了理論依據； （2）揭示了金佛山方竹種子萌發機制，分析了不同種源金佛山方竹實生苗的差異，提出了金佛山方竹實生苗質量評價體系， 并制定了金佛山方竹實生苗種子質量標準、質量評價標準和苗木分級標準；確定了金佛山方竹適宜 AM真菌菌株，初步制定金佛山方竹菌根化育苗生產標準，為后期提高造林成活率提供了科技支撐； （3）開展了不同種源實生苗造林發筍、地下鞭生長與天然林的差異研究，運用生態系統空間結構理論，采用誘導擴鞭、留筍養竹技術，促使金佛山方竹實生苗造林 4 年內滿園并產生經濟效益，為后期推動方竹產業發展奠定了基礎； （4）系統調查不同適生條件下金佛山方竹的生長狀況，分析金佛山方竹生長與各環境因子（海拔、土壤類型、坡度、坡向、坡位及混交比例等）的關系，確定主導因子，進行立地類型劃分；通過采用調整混交比例、立竹度、年齡結構、鉤梢、采筍措施等，對不同生長條件下金佛山方竹的生長情況分別從生物學特性、高生長過程、各部分生物量及生產力等幾個方面進行了調查研究，根據發筍量、立竹空間位置坐標建立 Cartesian 坐標系，進行 K 函數分析，明確了金佛山方竹生。