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液相芯片在多元生物分析中具有重要應(yīng)用，而與該技術(shù)相關(guān)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)都被國(guó)外的公司壟斷，因此我國(guó)有必要開(kāi)發(fā)原創(chuàng)性的液相芯片技術(shù)。本課題組即以此為目標(biāo)，進(jìn)行具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“光子晶體編碼液相芯片技術(shù)”研究和開(kāi)發(fā)。在該研究領(lǐng)域，我們對(duì)微流控乳化技術(shù)及納米粒子有序組裝進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，確立了光子晶體編碼微球的制備方法；提出了微載體解碼及檢測(cè)的圖像分析方法，構(gòu)建了用于光子晶體微球液相芯片技術(shù)的檢測(cè)平臺(tái)；開(kāi)發(fā)了腫瘤等疾病的診斷試劑盒，證明了光子晶體液相芯片技術(shù)的應(yīng)用能力。

人工智能技術(shù)飛速發(fā)展,我國(guó)大體上能夠與世界先進(jìn)國(guó)家發(fā)展同步。我國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的文字識(shí)別、語(yǔ)音識(shí)別、中文信息處理、智能監(jiān)控、生物特征識(shí)別、工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、無(wú)人駕駛汽車等很多智能科技成果已進(jìn)入市場(chǎng),但是9%以上是軟件、算法產(chǎn)品，在人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)芯片研發(fā)方向上,我國(guó)又是落后于美國(guó)5-10年左右，可以預(yù)見(jiàn)的是,將來(lái)我國(guó)的人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)硬件又將進(jìn)口大量的IBM、Google、NVIDA、Braodcom等公司的產(chǎn)品,遵循的標(biāo)準(zhǔn)又將按美國(guó)的標(biāo)準(zhǔn),在市場(chǎng)上處于弱勢(shì)地位。

近年來(lái),半導(dǎo)體光源正以新型固體光源的角色逐步進(jìn)入照明領(lǐng)域。由于半導(dǎo)體照明具有高效、節(jié)能、環(huán)保、使用壽命長(zhǎng)、響應(yīng)速度快、耐振動(dòng)、易維護(hù)等顯著優(yōu)點(diǎn),所以在國(guó)際上被公認(rèn)為最有可能進(jìn)入通用照明領(lǐng)域的新型固態(tài)冷光源。隨著其價(jià)格的不斷降低,發(fā)光亮度的不斷提高,半導(dǎo)體光源在照明領(lǐng)域中展現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用前景。業(yè)界普遍認(rèn)為,半導(dǎo)體燈取代傳統(tǒng)的白熾燈和熒光燈,是大勢(shì)所趨。而半導(dǎo)體發(fā)光二極管（Light Emitting Diode , 簡(jiǎn)稱LED）被認(rèn)為是最有可能進(jìn)入普通照明領(lǐng)域的一種綠色照明光源，按固體發(fā)光物理學(xué)原理,LED發(fā)光效率能近似100 % ,并具有工作電壓低、耗電量小、發(fā)光效率高、響應(yīng)時(shí)間極短、光色純、抗沖擊、性能穩(wěn)定可靠及成本低等優(yōu)點(diǎn),因此被譽(yù)為21 世紀(jì)新光源,有望成為繼白熾燈、熒光燈、高強(qiáng)度氣體放電燈之后的第四代光源。雖然LED具有以上的很多優(yōu)點(diǎn)，但是發(fā)光效率和使用壽命仍是制約其普及應(yīng)用的主要因素。 目前國(guó)內(nèi)大多致力于LED外部封裝結(jié)構(gòu)的研究，而公司里多采用進(jìn)口芯片，如cree芯片，再在現(xiàn)有基礎(chǔ)上進(jìn)行外部封裝結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)。而即便是散熱好，壽命長(zhǎng)，取光效率比較好的封裝結(jié)構(gòu)，國(guó)內(nèi)所能達(dá)到的水平也就是剛剛超出100lm/w。主要原因在于其封裝材料的選擇和封裝結(jié)構(gòu)的不合理性，浪費(fèi)了芯片的出射光，從而降低了取光效率。而國(guó)外LED不僅在外部封裝結(jié)構(gòu)，而且在芯片方向都明顯優(yōu)于國(guó)內(nèi)水平，所以基本壟斷國(guó)內(nèi)LED的市場(chǎng)，尤其對(duì)于功率型白光LED的壟斷相當(dāng)嚴(yán)重。而這些高亮度半導(dǎo)體LED芯片生產(chǎn)技術(shù)掌握在以美國(guó)Cree和Lumileds、日本的Nichia和Toyoda Gosei，以及歐洲的Osram等為首的少數(shù)大公司手中。 現(xiàn)在功率型白光LED 的光效已提高到80～100lmPW,而真正能夠取代白熾燈和熒光燈進(jìn)入通用照明市場(chǎng),其光效需要達(dá)到150lm/ W。這一方面要求在芯片的制作上不斷提高LED 的量子效率,同時(shí)還要求在LED 的封裝及燈具的設(shè)計(jì)制作過(guò)程中盡可能提高出光效率。現(xiàn)有的LED出光效率低的原因之一是，LED芯片的折射率較高，LED發(fā)出的光在出射芯片的時(shí)候，有相當(dāng)一部分光被芯片與外界（環(huán)氧樹(shù)脂）的界面反射。本產(chǎn)品是通過(guò)特殊鍍膜方法，使LED芯片出光效率提高了10%。可以有效的增加LED的使用壽命，達(dá)到2萬(wàn)小時(shí)以上，而且可以使發(fā)光效率達(dá)到120lm/w到160lm/w。擁有這樣長(zhǎng)壽命和高出光效率的白光LED，必將引領(lǐng)整個(gè)照明市場(chǎng)，必將產(chǎn)生豐厚的利潤(rùn)，具有非常好的發(fā)展前景。

南開(kāi)大學(xué)在天津市科技發(fā)展計(jì)劃科技攻關(guān)項(xiàng)目《建立和應(yīng)用腫瘤 轉(zhuǎn)移相關(guān)基因生物芯片篩選抗腫瘤轉(zhuǎn)移藥物的研究》的資助下，進(jìn)行 了腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)基因生物芯片的研究，在設(shè)計(jì)探針后，完成制備了含 有 213 個(gè)腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)基因的基因芯片。 應(yīng)用上述基因芯片所進(jìn)行的大量的研究工作，表明該基因芯片有很好的應(yīng)用前景。由于該基因芯片的成本低于全基因組芯片，有利于 大量推廣使用。與科研機(jī)構(gòu)、醫(yī)院和藥廠等相關(guān)企業(yè)合作，大量制備 該基因芯片，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，投放市場(chǎng)使用，可實(shí)現(xiàn)良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì) 效益。 應(yīng)用價(jià)值： 基礎(chǔ)研究：可應(yīng)用該基因芯片進(jìn)行腫瘤轉(zhuǎn)移分子機(jī)制的基礎(chǔ)研究， 篩選與腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)的信號(hào)傳導(dǎo)途徑。 應(yīng)用研究：可應(yīng)用該基因芯片篩選抗腫瘤轉(zhuǎn)移的藥物；在臨床上 對(duì)切除的腫瘤組織進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)行原代細(xì)胞培養(yǎng)的基礎(chǔ)上檢測(cè)對(duì)不同 化療藥物的敏感性，為臨床治療方案提供依據(jù)

本項(xiàng)目中的視頻模擬前端（AFE）芯片是一個(gè)完整的200MSPS、10位單片模擬視頻接口芯片，用于將YPbPr或RGB計(jì)算機(jī)視頻等格式的模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字視頻信號(hào)。芯片可支持高達(dá)1080p的HDTV電視，以及高達(dá)1600X1200的UXGA計(jì)算機(jī)視頻。 芯

現(xiàn)階段牛津納米孔公司所開(kāi)發(fā)的MinIon測(cè)序儀尚存在若干內(nèi)在缺陷，如單次使用成本極高，單次檢測(cè)正確率低，檢測(cè)通量小，檢測(cè)速度慢等天然缺陷。在這個(gè)意義上，我國(guó)科研工作者尚存實(shí)現(xiàn)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)并超越國(guó)外同行的機(jī)會(huì)

南開(kāi)大學(xué)在天津市科技發(fā)展計(jì)劃科技攻關(guān)項(xiàng)目《建立和應(yīng)用腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)基因生物芯片篩選抗腫瘤轉(zhuǎn)移藥物的研究》的資助下，進(jìn)行了腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)基因生物芯片的研究，在設(shè)計(jì)探針后，完成制備了含有213個(gè)腫瘤轉(zhuǎn)移相關(guān)基因的基因芯片。申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利：乳腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)基因基因芯片的建立及其建立方法，專利（申請(qǐng)）號(hào)：20061013107.3（已公示）。 應(yīng)用上述基因芯片所進(jìn)行的大量的研究工作，表明該基因芯片有很好的應(yīng)用前景。由于該基因芯片的成本低于全基因組芯片，有利于大量推廣使用。與科研機(jī)構(gòu)、醫(yī)院和藥廠等

在 雙金屬氮雜富勒烯 Gd2@C79N 的分子結(jié)構(gòu)和量子比特行為這一體系中可以實(shí)現(xiàn)對(duì)任意疊加態(tài)的操控，并可應(yīng)用于 Grover 算法中。直流磁化率測(cè)試表明，碳籠上氮原子取代引入的自由基轉(zhuǎn)移到內(nèi)部釓離子之間，并與兩個(gè)釓離子發(fā)生強(qiáng)的鐵磁耦合（耦合常數(shù) JGd-Rad = 350 ± 20 cm-1 ），使體系呈現(xiàn)出 S = 15/2 的高自旋基態(tài)。連續(xù)波電子順磁共振（ cw-EPR ）測(cè)試在 0-6000 G 磁場(chǎng)范圍內(nèi)觀測(cè)到了 22 個(gè)躍遷，通過(guò)自旋哈密頓量的擬合可以確定 Gd2@C79N 中豐富的多能級(jí)結(jié)構(gòu)。脈沖 EPR （ pulse EPR ）則可以通過(guò)自旋回波（ spin echo ）信號(hào)研究體系中的退相干行為。在 5 K 溫度下， 2-6000 G 磁場(chǎng)范圍內(nèi)，高自旋 Gd2@C79N 仍然具有微秒量級(jí)的退相干時(shí)間， 如此長(zhǎng)的退相干時(shí)間使得對(duì)任意自旋疊加態(tài)的操控成為可能。自旋回波章動(dòng)實(shí)驗(yàn)證明了體系中多樣性拉比循環(huán)（ Rabi Cycle ）的存在，拉比頻率則可由旋轉(zhuǎn)波近似的方法從 22 個(gè)躍遷推演計(jì)算，并且得到與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)一致的結(jié)果，進(jìn)一步驗(yàn)證了 Gd2@C79N 的 22 個(gè)躍遷非常適合用于量子操作。

1. 痛點(diǎn)問(wèn)題 量子計(jì)算機(jī)是基于量子力學(xué)原理的通用計(jì)算設(shè)備，其基礎(chǔ)邏輯單元是遵守量子力學(xué)原理的量子比特。基于其并行計(jì)算的特性，量子計(jì)算機(jī)在解決某些特定問(wèn)題時(shí)相對(duì)于經(jīng)典計(jì)算機(jī)具有指數(shù)級(jí)的加速，在未來(lái)的基礎(chǔ)科學(xué)研究、量子通訊及密碼學(xué)、人工智能、金融市場(chǎng)模擬、氣候變化預(yù)測(cè)、藥物模擬、新材料發(fā)現(xiàn)等需要強(qiáng)大算力的領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景。目前國(guó)際上已出現(xiàn)眾多的量子計(jì)算商業(yè)項(xiàng)目，例如美國(guó)的IonQ、霍尼韋爾、谷歌、IBM、亞馬遜、微軟等，以及國(guó)內(nèi)的騰訊、阿里巴巴、百度、華為、字節(jié)跳動(dòng)等公司。 目前有若干種物理平臺(tái)有望實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量子計(jì)算，其中離子阱量子計(jì)算平臺(tái)在衡量量子計(jì)算性能的各項(xiàng)指標(biāo)方面表現(xiàn)優(yōu)異，是最有可能實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)的平臺(tái)之一。應(yīng)用于離子阱量子計(jì)算機(jī)的量子計(jì)算尋址裝置是離子阱量子計(jì)算機(jī)必不可少的部件。量子計(jì)算尋址裝置的功能是利用操控激光對(duì)任意空間位置、任意數(shù)量的量子比特的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)操控。 2. 解決方案 本成果的量子計(jì)算尋址裝置提出了一種全新的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)量子比特的尋址，該系統(tǒng)采用兩個(gè)尋址單元協(xié)同操作以實(shí)現(xiàn)一維量子比特尋址操控。而利用多個(gè)尋址單元及相應(yīng)的控制手段可實(shí)現(xiàn)二維與三維量子比特尋址操控。本發(fā)明增加了尋址操控系統(tǒng)的信道容量，可實(shí)現(xiàn)離子型量子計(jì)算機(jī)內(nèi)任意量子比特進(jìn)行尋址操控并消除了尋址操控系統(tǒng)引入的誤差；可實(shí)現(xiàn)對(duì)量子計(jì)算機(jī)上任意量子比特進(jìn)行任意比特量子邏輯門(mén)操作；可根據(jù)離子量子比特在空間分布及量子態(tài)來(lái)優(yōu)化尋址系統(tǒng)并動(dòng)態(tài)反饋，可靈活實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的量子算法及量子糾錯(cuò)。 合作需求 尋求量子計(jì)算方向的企業(yè)開(kāi)展業(yè)務(wù)合作。