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傳統(tǒng)的量子振蕩理論，包括考慮了塞曼劈裂的SdH振蕩，都無法解釋最新發(fā)現(xiàn)的對數(shù)周期現(xiàn)象。這預(yù)示著該工作為量子振蕩家族增加了一個新的成員。此外，相對于已知的量子極限以外的量子態(tài)，例如分?jǐn)?shù)量子霍爾態(tài)、魏格納晶體以及密度波相變等，該研究同時揭示了一種量子極限之外的新型量子態(tài)。? 進(jìn)一步分析表明，這一新奇發(fā)現(xiàn)中磁電阻振蕩的對數(shù)周期性實(shí)質(zhì)上是離散標(biāo)度不變性的明顯特征。標(biāo)度不變性指體系在任何尺度下都是自相似的，體系不存在特定的特征尺度。離散標(biāo)度不變性是連續(xù)標(biāo)度不變性破缺的結(jié)果，其顯著特征是體系的特征尺度滿足等比數(shù)列。對數(shù)周期振蕩是離散標(biāo)度不變性的典型特征，這一特征在動物學(xué)、金融危機(jī)、地震、湍流等多種研究領(lǐng)域中都有所體現(xiàn)。在經(jīng)典物理體系里，離散標(biāo)度不變性存在于非線性方程導(dǎo)致的分形結(jié)構(gòu)中。譬如著名數(shù)學(xué)物理學(xué)家龐加萊提出的龐加萊圓盤模型就是一種滿足自相似性的分形結(jié)構(gòu)，參見荷蘭著名畫家埃舍爾的畫作Circle Limit III （圖2A）。對于量子體系，目前已知的只有Efimov三體束縛態(tài)表現(xiàn)出離散標(biāo)度不變的行為。近年來，Efimov三體束縛態(tài)在冷原子實(shí)驗中得到了觀測，進(jìn)而激發(fā)了相關(guān)領(lǐng)域極大的研究熱情。

本項目研發(fā)的新型量子吸藍(lán)光材料，用于防藍(lán)光眼鏡，防藍(lán)光護(hù)眼貼膜等產(chǎn)品?？捎糜诜雷o(hù)液晶（LCD）和有機(jī)電致發(fā)光（OLED）手機(jī)，電腦顯示器等電子產(chǎn)品顯示器屏幕發(fā)出的高能藍(lán)光，實(shí)現(xiàn)健康護(hù)眼的目的。該種新型量子吸藍(lán)光材料具有超強(qiáng)的光波過濾功能，比市面現(xiàn)有主流吸藍(lán)光材料效果高10－100倍，處于世界領(lǐng)先水平。在技術(shù)層面優(yōu)于市場上現(xiàn)有產(chǎn)品。依托于先進(jìn)的新型量子技術(shù)制備防藍(lán)光護(hù)眼鏡片和護(hù)眼貼膜，可高效吸收藍(lán)光，從根本上解決電子產(chǎn)品藍(lán)光傷害這一社會痛點(diǎn)問題。本項目量子防藍(lán)光眼鏡和貼膜產(chǎn)品的生產(chǎn)有兩條技術(shù)路線，主要步驟如下：1、無機(jī)吸藍(lán)光材料分散在聚合物基材（如聚碳酸酯,聚丙烯酸酯）中直接成型；2、無機(jī)吸藍(lán)光材料分散在紫外光固化膠水中，采用涂布技術(shù)制作鏡片或者可貼合膜片。

量子材料與量子相變是本世紀(jì)凝聚態(tài)物理與材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。量子相變與傳統(tǒng)的熱力學(xué)相變不同，是在絕對零度下調(diào)節(jié)非熱力學(xué)參量而發(fā)生的相變，相變點(diǎn)附近量子漲落而非熱漲落起了重要作用。作為量子相變的經(jīng)典范例，二維超導(dǎo)-絕緣體相變以及超導(dǎo)-金屬相變研究獲得了2015年美國凝聚態(tài)物理最高獎巴克利獎。在量子相變過程中，除超導(dǎo)基態(tài)和絕緣基態(tài)外，量子金屬態(tài)是否存在于二維超導(dǎo)體系一直是理論與實(shí)驗上爭論的焦點(diǎn)（Rev. Mod. Phys.91, 11002 (2019)）。根據(jù)安德森標(biāo)度理論，由于量子干涉效應(yīng)以及相位相干長度在零溫下發(fā)散的特性，載流子在趨于絕對零度時會表現(xiàn)出局域化效應(yīng)，因此理論上不存在二維量子金屬基態(tài)。盡管實(shí)驗上在各種二維電子體系發(fā)現(xiàn)了量子金屬態(tài)的可能跡象，但受低臨界溫度的制約以及外界高頻噪聲的影響（Science Advances 5, 3826 (2019)），二維量子金屬態(tài)的存在與否仍存在著巨大爭議，是近三十年來國際學(xué)術(shù)界一直懸而未決的重要物理問題。 最近，北京大學(xué)物理學(xué)院量子材料中心王健教授、博雅博士后劉易與合作者在高溫超導(dǎo)納米多孔薄膜中首次完全證實(shí)了量子金屬態(tài)的存在。通過調(diào)節(jié)反應(yīng)離子刻蝕的時間，研究團(tuán)隊在高溫超導(dǎo)釔鋇銅氧（YBCO）多孔薄膜中實(shí)現(xiàn)了超導(dǎo)-量子金屬-絕緣體相變。量子金屬態(tài)存在的直接證據(jù)是體系的電阻隨著溫度降低表現(xiàn)出飽和特性，在高溫超導(dǎo)體YBCO薄膜中，該電阻飽和溫度高達(dá)5K，這一溫度相比于傳統(tǒng)超導(dǎo)體系提高了1-2個數(shù)量級，大大提升了量子金屬態(tài)的穩(wěn)定性和實(shí)驗結(jié)果的可信度。通過高頻濾波器極低溫對照實(shí)驗表明，是否添加濾波器對體系的電阻在低溫下的飽和規(guī)律沒有明顯的作用，有效地排除了外界高頻噪聲對實(shí)驗的影響，為量子金屬態(tài)的存在提供了可靠的實(shí)驗證據(jù)。實(shí)驗還揭示了量子金屬態(tài)的霍爾電阻為零歐姆，意味著量子金屬態(tài)具有與超導(dǎo)體類似的粒子空穴對稱性（particle-hole symmetry）。 此外，實(shí)驗表明量子金屬態(tài)在低溫下滿足歐姆定律且具有巨磁阻效應(yīng)，這些發(fā)現(xiàn)也與理論上對量子金屬態(tài)的預(yù)期吻合。 研究團(tuán)隊通過系統(tǒng)的極低溫電輸運(yùn)測試發(fā)現(xiàn)，超導(dǎo)，金屬與絕緣這三個量子基態(tài)都有與庫珀電子對相關(guān)的h/2e周期的超導(dǎo)量子磁通振蕩，這表明量子金屬態(tài)與傳統(tǒng)金屬不同，是玻色金屬態(tài)，揭示了庫珀對玻色子對量子金屬態(tài)的形成起到了主導(dǎo)作用。（注：傳統(tǒng)金屬中導(dǎo)電是電子，也即費(fèi)米子）實(shí)驗發(fā)現(xiàn)，對于超導(dǎo)態(tài)的樣品，量子振蕩振幅隨溫度的降低迅速增加而發(fā)散; 對于絕緣態(tài)的樣品，振幅隨溫度的降低先迅速增加然后在低溫下衰減; 而對于量子金屬態(tài)的樣品，振幅隨溫度的降低先迅速增加然后在低溫下飽和。進(jìn)一步分析揭示出振蕩振幅飽和對應(yīng)于相位相干長度飽和，是量子金屬形成的一種可能機(jī)制。有意思的是通過調(diào)控正常態(tài)電阻僅兩個數(shù)量級，量子振蕩振幅從超導(dǎo)態(tài)樣品到最絕緣的樣品變化了九個數(shù)量級，這意味著多孔高溫超導(dǎo)體系具備很好的相位相干調(diào)控性。 該工作于2019年11月14日在線發(fā)表于學(xué)術(shù)期刊《Science》上。（DOI: 10.1126/science.aax5798；https://science.sciencemag.org/content/early/2019/11/13/science.aax5798）。北京大學(xué)王健教授、布朗大學(xué)James M. Valles Jr 教授、電子科技大學(xué)熊杰教授是本文的共同通訊作者，電子科技大學(xué)博士生楊超和北京大學(xué)博士后劉易為文章共同第一作者，北京大學(xué)為第一通訊作者單位。這一工作的主要合作者還包括布朗大學(xué)Jimmy Xu教授，北京大學(xué)林熙研究員，北京師范大學(xué)劉海文研究員，清華大學(xué)姚宏教授，電子科技大學(xué)李言榮院士等。該工作得到了國家自然科學(xué)基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)、量子物質(zhì)科學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心、中科院卓越創(chuàng)新中心、低維物理國家重點(diǎn)實(shí)驗室開放基金、北京市自然科學(xué)基金、北京市交叉科學(xué)與技術(shù)基金、博士后科學(xué)基金等支持。 二維高溫超導(dǎo)體系中量子玻色金屬態(tài)的證實(shí)是王健研究組與合作者繼量子格里菲斯奇異性發(fā)現(xiàn)以來（Science 350, 509 (2015)); Nature Communications 10, 3633 (2019)），在二維超導(dǎo)量子相變領(lǐng)域的又一重要突破。該工作為國際上爭論了三十多年的量子金屬態(tài)的存在提供了有力的證據(jù)，并為研究量子金屬態(tài)提供了新思路。該工作也得到了美國科學(xué)院院士斯坦福大學(xué)Steven A. Kivelson教授的高度評價，評論文章發(fā)表在Journal Club for Condensed Matter Physics（凝聚態(tài)物理期刊俱樂部）上。Kivelson教授指出：“這一工作對量子材料的理解具有基礎(chǔ)性的重要意義”。圖一， 釔鋇銅氧（YBCO）納米多孔薄膜中的超導(dǎo)-量子金屬-絕緣體量子相變。(A)用多孔氧化鋁（AAO）模板蝕刻法制備YBCO納米多孔薄膜的工藝示意圖。(B) YBCO納米多孔薄膜掃描電鏡（SEM）圖像。(C) YBCO納米多孔薄膜的幾何結(jié)構(gòu)示意圖。(D)不同刻蝕時間下YBCO納米多孔薄膜的電阻對溫度的依賴關(guān)系。超導(dǎo)態(tài)(SC)、反常金屬態(tài)(AM1)、過渡態(tài)(TS)和絕緣態(tài)(INS)四種典型薄膜的電阻溫度曲線用黑色表示。圖二,量子金屬態(tài)證據(jù)。(A)量子金屬態(tài)薄膜和超導(dǎo)薄膜的輸運(yùn)曲線。其中低溫下電阻的飽和行為為量子金屬態(tài)的特征。(B) 量子金屬態(tài)薄膜極低溫輸運(yùn)曲線。是否采用高頻濾波器并不改變量子金屬態(tài)飽和電阻的特征。插圖: 量子金屬態(tài)薄膜的I-V曲線，符合歐姆定律，亦為量子金屬態(tài)的證據(jù)。(C)典型量子金屬態(tài)薄膜的霍爾電阻和縱向電阻隨溫度的變化圖。霍爾電阻(Rxy)在低溫下趨于零，而縱向電阻不為零，表現(xiàn)出量子金屬態(tài)的特征。插圖: 量子金屬態(tài)薄膜不同溫度下的霍爾電阻(Rxy)。(D) 量子金屬態(tài)薄膜的巨磁阻效應(yīng)，與理論上對量子金屬態(tài)的預(yù)期相符。圖三，庫柏對在量子相變過程中的相干性衍變 (A)超導(dǎo)態(tài)、(B) 量子金屬態(tài)、(C)絕緣態(tài)的磁導(dǎo)振蕩圖。 (D) 不同溫度下，所有YBCO薄膜的磁導(dǎo)振蕩的振幅。對于量子金屬態(tài)薄膜，磁導(dǎo)振蕩的振幅隨溫度的降低在5 K左右而飽和。而超導(dǎo)態(tài)薄膜磁導(dǎo)振蕩的振幅在低溫下發(fā)散，絕緣態(tài)薄膜磁導(dǎo)振蕩的振幅隨著溫度降低先增加后減小。(E) 通過相位相干的近似模型，計算得到量子金屬態(tài)的相位相干長度在低溫下飽和。揭示了量子金屬形成的一種可能機(jī)制。

實(shí)驗裝置簡圖，原子能級以及與原子相互作用的光脈沖序列復(fù)旦大學(xué)物理學(xué)系精密測量物理與量子光學(xué)團(tuán)隊開展國際合作研究，在突破標(biāo)準(zhǔn)量子極限的精密測量研究中取得系列重要進(jìn)展。團(tuán)隊利用預(yù)測和回溯測量的方法，實(shí)現(xiàn)了迄今含原子數(shù)最多的原子自旋壓縮以及突

本項目開發(fā)了一種量子保密通信保障信息傳輸安全條件下的量子安全云智慧考場作弊防控新技術(shù)，并成功地開發(fā)了量子安全云智慧偵測器屏蔽、量子安全偵測等終端產(chǎn)品， 所開發(fā)完成的量子安全云智慧考場技防平臺，確?？荚嚢踩凸焦?rdquo;的明確指示，針對當(dāng)前無線電作弊的現(xiàn)狀和未來趨勢，實(shí)施有效的考場電子防衛(wèi)。該系統(tǒng)偵測范圍涵蓋當(dāng)前已知的幾乎所有無線電作弊設(shè)備（包括語音通信、字符通信以及手機(jī)/對講機(jī)等），兼具實(shí)時偵測、作弊信號識別、作弊信號內(nèi)容探測、作弊信號還原取證、對作弊信號實(shí)施阻斷等多種能力。功能全面強(qiáng)大，易于部署，且能夠接入考務(wù)綜合管理平臺，通過數(shù)據(jù)接口鏈接支持與巡查指揮等其他系統(tǒng)的互聯(lián)互通和協(xié)同工作，是目前業(yè)內(nèi)最先進(jìn)最完整的高科技作弊防控解決方案。 

超高的遷移率、超低載流子濃度，以及單個費(fèi)米口袋特性是整個實(shí)驗成功的關(guān)鍵所在。他們研究了多種高品質(zhì)的ZrTe5晶體，該材料在2014年被中科院物理所翁紅明、戴希和方忠等人預(yù)測可能具有非平庸的拓?fù)湫浴Ｔ诘蜏睾托〈艌鰲l件下，通過量子振蕩輸運(yùn)測量和分析手段，可以重構(gòu)出一個非常清晰的閉合費(fèi)米面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這種封閉的三維費(fèi)米面可以與準(zhǔn)二維體系明確分開，在量子極限

本發(fā)明公開了一種用于非球面測量的波長掃描干涉儀及方法，包括一套可調(diào)諧激光器作為光源，一個泰曼—格林干涉儀用于產(chǎn)生干涉條紋，一個平移臺用于沿光軸掃描光程差，一個用于將干涉數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為數(shù)字信號并傳入計算機(jī)的圖像卡，以及一個用于同步CCD相機(jī)和平移臺動作的數(shù)據(jù)卡。與傳統(tǒng)非球面測量方法不同的是，本干涉儀適用范圍廣，可以測量大非球面度的表面或波前，且無需補(bǔ)償零位鏡。另外，該方法無需復(fù)雜且通常較為昂貴的多維運(yùn)動平臺。

基于啞鈴形光纖結(jié)構(gòu)的馬赫增德干涉儀, 適用于光纖激光器、光纖傳感、光纖通信領(lǐng)域。解決了基于光纖結(jié)構(gòu)的馬赫增德干涉儀尺寸大、敏感性差、制作成本高的問題。該干涉儀包括在光纖(1)上制作的第一、第二擴(kuò)芯區(qū)(21、23)，拉錐區(qū)(22)。制作方法：將光纖(1)去除涂覆，在對光纖(1)加熱的同時將光纖(1)兩端向中間推，分別制作位置連續(xù)的第一、第二擴(kuò)芯區(qū)(21、23)，然后在第一、第二擴(kuò)芯區(qū)(21、23)之間將光纖(1)拉細(xì)制作拉錐區(qū)(22)。加熱的方法包括：電火花放電、CO2激光器聚焦或火焰加熱。激光在第一擴(kuò)芯區(qū)21分成兩路，一路耦合到包層中傳播，另一路繼續(xù)在纖芯中傳播，在第二擴(kuò)芯區(qū)23處，包層中的光信號和纖芯中的光信號相干產(chǎn)生干涉條紋。

研發(fā)階段/n本發(fā)明公開了一種基于干涉條紋形狀的二維小角度測量裝置，屬于精密測量技術(shù)領(lǐng)域。該裝置包括激光器、分光鏡、目標(biāo)反射鏡、參考反射鏡和四象限接收器，目標(biāo)反射鏡固定在被測物體上。激光調(diào)制器對激光器發(fā)出的光束進(jìn)行調(diào)制，被調(diào)制的光束經(jīng)分光鏡后分為兩束，這兩束光分別經(jīng)目標(biāo)反射鏡和參考反射鏡反射后再返回分光鏡，會聚產(chǎn)生動態(tài)干涉條紋，當(dāng)被測物體繞ｚ軸有角度變化時，動態(tài)干涉條紋的寬度將發(fā)生變化，當(dāng)被測物體繞ｘ軸有角度變化時，動態(tài)干涉條紋的寬度和方向同時改變。動態(tài)干涉條紋用四象限光電接收器接收后轉(zhuǎn)為電信號，該信

項目成果/簡介:1）提出冷原子實(shí)現(xiàn)和探測相對論狄拉克粒子的理論,并預(yù)言可觀測相應(yīng)的拓?fù)湎嘧?，被斯坦福、ETH和Nice大學(xué)的實(shí)驗觀察到。2）揭示了幾何相位和量子相變的內(nèi)在定量聯(lián)系。3）是國際上最早研究冷原子幾何相位誘導(dǎo)規(guī)范勢的少數(shù)理論組之一，提出實(shí)現(xiàn)原子自旋霍爾效應(yīng)理論，并被NIST實(shí)驗實(shí)現(xiàn)。冷原子相對論效應(yīng)和誘導(dǎo)規(guī)范勢已逐步成為當(dāng)前量子模擬的新熱點(diǎn)研究。4）提出了非絕熱和非常規(guī)幾何量子計算理論，解決了原絕熱理論不易在實(shí)際體系中實(shí)現(xiàn)的困難，已被7個獨(dú)立實(shí)驗驗證。發(fā)表的20 篇核心論文中，PRL10 篇，被Nature、Science、PRL等SCI 論文他引1137次，8篇代表論文他引602次。