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智能供配電實(shí)驗(yàn)研究共享數(shù)字云平臺(tái)（簡(jiǎn)稱研究平臺(tái)）由供電系統(tǒng)智能故障模擬系統(tǒng)、高低壓智能供電系統(tǒng)、集散控制系統(tǒng)、云控制系統(tǒng)、客戶端等子系統(tǒng)組成。實(shí)驗(yàn)者授權(quán)后，開展線上+線下供配電系統(tǒng)的操作實(shí)訓(xùn)、系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)；研究者授權(quán)后開展線上“云計(jì)算、大數(shù)據(jù)處理、人工智能”在供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用研究，賦能供配電行業(yè)經(jīng)濟(jì)數(shù)字化。 一、系統(tǒng)功能 研究平臺(tái)提供供電一次系統(tǒng)故障源，如過電流、過欠電壓、三相不平衡等故障種類。提供供電二次系統(tǒng)運(yùn)行信息，包括微機(jī)繼電保護(hù)輸出信息和開關(guān)柜體運(yùn)行信息。如電壓、電流、功率、頻率、電能、絕緣電阻、溫度、濕度等模擬量；斷路器分閘、斷路器合閘、手車工作位、手車實(shí)驗(yàn)位、接地刀合位、儲(chǔ)能位等開關(guān)量；短路、過流、過負(fù)荷、過壓、欠壓、漏電、絕緣監(jiān)視、照明、閉鎖等保護(hù)信息；開關(guān)的分閘、合閘、復(fù)歸、試驗(yàn)、溫濕度等控制信息。事件和故障的數(shù)據(jù)等事件記錄信息。 研究平臺(tái)具有人機(jī)會(huì)話、數(shù)據(jù)顯示、記錄查詢、參數(shù)修改、控制操作等功能，設(shè)有就地操作、上位機(jī)操作、客戶端云操作等操作方式，提供數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理、云組態(tài)等功能，使分布式用戶分享系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源與控制資源。 二、系統(tǒng)特征 研究平臺(tái)集供配電系統(tǒng)的能量流與信息流有機(jī)融合。以實(shí)驗(yàn)裝置為中心，輻射分布式、遠(yuǎn)程眾多客戶端，共同分享實(shí)驗(yàn)平臺(tái)資源。提供了一個(gè)從構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、驗(yàn)證、評(píng)價(jià)等全方位線上+線下研究場(chǎng)景。服務(wù)于本科生的實(shí)踐教學(xué)，研究生、科研人員的項(xiàng)目研究。 （1）、平臺(tái)集成度高、安全可靠。平臺(tái)硬件裝備包括供電系統(tǒng)智能故障模擬裝置與智能測(cè)試裝置，智能高壓進(jìn)線與出線開關(guān)柜，智能低壓進(jìn)線與出線開關(guān)柜，組成一個(gè)有機(jī)體系。系統(tǒng)工作電壓為交流380V，高壓開關(guān)主回路為交流380V，總功率小于10KW，安全保護(hù)性高。 （2）、搭建共享智能數(shù)字研究空間。研究者在客戶端自定義供電系統(tǒng)一次運(yùn)行工況后，獲取相應(yīng)的二次信息，共同分享數(shù)據(jù)資源。基于數(shù)據(jù)挖掘、機(jī)器自學(xué)習(xí)等人工智能方法，設(shè)計(jì)軟件算法，研究供配電的運(yùn)行趨勢(shì)研判、故障診斷和預(yù)測(cè)、運(yùn)行預(yù)警等的控制方案，提升供配電系統(tǒng)自主識(shí)別能力，提升供配電系統(tǒng)安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。 （3）、營(yíng)造分布式融合教學(xué)研究空間。在不同地域的實(shí)驗(yàn)室、單位、高校，線上線下同步進(jìn)行開展教學(xué)研究工作。同時(shí)，研究平臺(tái)吸納異地企業(yè)、科研院所、高校的優(yōu)質(zhì)硬件資源。基礎(chǔ)資源一邊建設(shè)、一邊分享，合作資源共建共享，跨區(qū)域融合，實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)式發(fā)展。 三、實(shí)驗(yàn)與研究?jī)?nèi)容 1、高低壓供配電實(shí)訓(xùn)操作系統(tǒng)。完成低壓供配電與高壓供配電等系統(tǒng)操作；高壓開關(guān)柜機(jī)械聯(lián)動(dòng)與低壓開關(guān)柜閉鎖聯(lián)動(dòng)等系統(tǒng)原理實(shí)訓(xùn)；高壓繼電保護(hù)與低壓繼電保護(hù)等系統(tǒng)參數(shù)整定實(shí)訓(xùn)；高壓一次系統(tǒng)與低壓一次系統(tǒng)故障模擬等實(shí)訓(xùn)操作。 2、研制供電+控制設(shè)備一體化無人值守系統(tǒng)，遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)裝備的運(yùn)行狀況、系統(tǒng)操作、以及運(yùn)行管理。適用于油田、沙漠等野外無人值守場(chǎng)所，可用手機(jī)、平板電腦、電腦等終端設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控與操作。 3、研制無人值守變電站，用手機(jī)可以監(jiān)視設(shè)備運(yùn)行工況、操作設(shè)備運(yùn)行。 4、研制分布式變電站集群化管理系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)社區(qū)、企業(yè)變電站分布式管理與遠(yuǎn)程自動(dòng)化監(jiān)控有機(jī)融合，能夠跨區(qū)域集群化監(jiān)控，完成眾多變電站的運(yùn)行監(jiān)控、故障預(yù)判、檢修預(yù)警、故障排查、遠(yuǎn)程急停電、遠(yuǎn)程送電、運(yùn)行電費(fèi)監(jiān)管等業(yè)務(wù)。 5、研制供配電損耗分析系統(tǒng)。分析線路損耗、變壓器損耗，有效診斷竊電、攤派電損、電價(jià)估算等。 6、研制供配電虛擬仿真系統(tǒng)。研究高壓開關(guān)、變壓器、電纜運(yùn)行、繼電保護(hù)、倒閘操作等虛擬仿真系統(tǒng)。 7、研制供用電協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。研究風(fēng)光互補(bǔ)控制、用電協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)、光伏發(fā)電+負(fù)載協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電+負(fù)載協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)等協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。 8、研制設(shè)備遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。如農(nóng)業(yè)灌溉、供排水、抽油機(jī)、景觀燈等遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。 四、適用對(duì)象 1、實(shí)驗(yàn)教學(xué)：電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)、電子信息專業(yè)、計(jì)算機(jī)專業(yè)、計(jì)算機(jī)軟件專業(yè)、測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)、機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)等本科專業(yè)。 2、實(shí)訓(xùn)與培訓(xùn)：電氣控制技術(shù)人員、供配電技術(shù)人員、供配電運(yùn)行人員等。 3、軟件系統(tǒng)開發(fā)：自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件、供配電系統(tǒng)軟件。 4、算法驗(yàn)證：自動(dòng)控制系統(tǒng)算法，供配電調(diào)度系統(tǒng)、協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)算法等。  

隨著集成技術(shù)和微封裝技術(shù)的發(fā)展，電子元器件和電子設(shè)備向小型化和微型化方向發(fā)展。電子設(shè)備所產(chǎn)生的熱量迅速積累、增加。為保證電子元器件在使用環(huán)境溫度下仍能高可靠性地正常工作。需要開發(fā)導(dǎo)熱絕緣高分子復(fù)合材料替代傳統(tǒng)高分子材料，作為熱界面和封裝材料，迅速將發(fā)熱元件熱量傳遞給散熱設(shè)備，保障電子設(shè)備正常運(yùn)行。高分子材料本身的熱傳導(dǎo)系數(shù)比較小，所以填充型高分子復(fù)合材料導(dǎo)熱性能主要依賴于填充物的導(dǎo)熱系數(shù)、填充物在基體中的分布以及與基體的相互作用。填料用量較小時(shí)，填料雖均勻分散于樹脂中，但彼此間未能形成相互接觸和相互作用，導(dǎo)熱性提高不大；填料用量提高到某一臨界值時(shí)，填料間形成接觸和相互作用，體系內(nèi)形成了類似網(wǎng)狀或鏈狀結(jié)構(gòu)形態(tài)，即形成導(dǎo)熱網(wǎng)鏈。當(dāng)導(dǎo)熱網(wǎng)鏈的取向與熱流方向一致時(shí)，材料導(dǎo)熱性能提高很快；體系中在熱流方向上未形成導(dǎo)熱網(wǎng)鏈時(shí)，會(huì)造成熱流方向上熱阻很大。項(xiàng)目采用導(dǎo)熱填料添加的同時(shí)，以耐高溫的硅橡膠或者氟橡膠為基體，硅橡膠是由環(huán)狀有機(jī)硅氧烷開環(huán)聚合或以不同硅氧烷進(jìn)行共聚而制得的彈性共聚物。在有機(jī)硅產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)中既含有“有機(jī)基團(tuán)”，又含有“無機(jī)結(jié)構(gòu)”，這種特殊的組成和分子結(jié)構(gòu)使它集有機(jī)物的特性與無機(jī)物的功能于一身。硅橡膠有耐熱，耐寒，有很寬溫度使用范圍，高電絕緣性，良好耐候性，耐臭氧性，并且無味無毒等性能。其最顯著的特點(diǎn)是其優(yōu)異的耐熱性，可在?O0℃左右的溫度下長(zhǎng)期使用，因此被廣泛用作高溫場(chǎng)合的彈性材料。具有耐高溫性的硅橡膠在印刷業(yè)、電子、電器、汽車、航空航天等工業(yè)部門和高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用是其它材料所不能替代的。

在工業(yè)生產(chǎn)過程中，物位一直是一個(gè)非常重要的控制參數(shù)。物位檢測(cè)的準(zhǔn)確性直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性。就目前的物位檢測(cè)儀表而言，其技術(shù)已經(jīng)相對(duì)比較成熟，使用的類別也呈現(xiàn)出多樣化，如浮球式、壓力式、電容式等物位儀表，在早期的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常被用于檢測(cè)料位和液位。由于超聲波測(cè)量可以實(shí)現(xiàn)非接觸式的測(cè)量，不會(huì)被測(cè)量介質(zhì)的特性而影響測(cè)量結(jié)果，因此多用于復(fù)雜危險(xiǎn)的測(cè)量環(huán)境。而與其他非接觸式儀表如雷達(dá)物位計(jì)等相比，具有安裝方便、易維護(hù)、成本低的優(yōu)點(diǎn)。其強(qiáng)大的穿透力既不會(huì)損壞其他設(shè)備，也不會(huì)對(duì)人們?nèi)粘９ぷ饔杏绊懀欠墙佑|測(cè)量中較為理想的測(cè)量方式。 超聲波物位計(jì)的工作原理是由發(fā)射頭發(fā)出超聲波脈沖遇到被測(cè)介質(zhì)表面被反射回來，部分反射回波被同一發(fā)射頭接收，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。超聲波脈沖以聲波速度傳播，從發(fā)射到接收到超聲波脈沖所需時(shí)間間隔與發(fā)射頭到被測(cè)介質(zhì)表面的距離成正比。 本項(xiàng)目基于以上研究背景，力求在結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)約功耗的前提下，設(shè)計(jì)功能完善，能實(shí)現(xiàn)具有高精度的，并且高穩(wěn)定性的超聲波物位計(jì)。本項(xiàng)目基于超聲波的基本理論，從硬件上、軟件上進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)，對(duì)超聲波物位測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了理論研究和實(shí)現(xiàn)，最終完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)。 具體要求歸納如下： (1)在成本上滿足低成本，增強(qiáng)產(chǎn)品的性價(jià)比，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，能有效地在工業(yè)工廠中進(jìn)行推廣。 (2)在功耗上需要滿足低功耗，滿足節(jié)能減排的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略方針，同時(shí)也可以減少在儀表的安裝過程中的步驟并節(jié)省安裝費(fèi)用。 (3)在量程上需要滿足大量程和可變量程，大量程可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品應(yīng)用的有效性，可變量程可以分級(jí)提高測(cè)量精度，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的應(yīng)用性和適應(yīng)性。    (4)在功能上實(shí)現(xiàn)LCD實(shí)時(shí)顯示與HART通信遠(yuǎn)程參數(shù)修改。

（1）南方山區(qū)特殊土公路路基處治關(guān)鍵技術(shù)：用于處治南方山區(qū)公路建設(shè)中遇到的典型特殊土類（軟土、巖溶、紅砂巖等），確保工程安全的前提下產(chǎn)生了較大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)；（2）高速公路軟土路基處理技術(shù)：提出了雙向增強(qiáng)復(fù)合地基這一新型地基處理方法，對(duì)其處治技術(shù)、加固機(jī)理、試驗(yàn)研究及計(jì)算理論等進(jìn)行了深入研究，成功應(yīng)用于湖南省臨長(zhǎng)高速公路沿線軟基處治；（3）高速公路巖溶與采空區(qū)路、橋基礎(chǔ)設(shè)計(jì)施工與質(zhì)量控制方法：提出了經(jīng)濟(jì)可行的巖溶區(qū)路橋基礎(chǔ)處治技術(shù)，并成功應(yīng)用于湖南省潭邵高速公路沿線的巖溶處治；（4）高速公路紅砂巖路堤修筑技術(shù)：成功解決了紅砂巖路基填筑機(jī)理及施工工藝問題，在湘耒高速等高速公路實(shí)現(xiàn)了紅砂巖路用，節(jié)省工程投資4.7億元，該工程獲評(píng)“國家環(huán)境保護(hù)百佳工程”；（5）高填石路堤施工與質(zhì)量控制技術(shù)，應(yīng)用于廣西寨任高速建設(shè)，獲廣西優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng)。

研究領(lǐng)域 以企業(yè)的生產(chǎn)需要為出發(fā)點(diǎn)，以研發(fā)新產(chǎn)品、新設(shè)備、新工藝為目標(biāo)，進(jìn)行光機(jī)電一體化成套設(shè)備及新技術(shù)的研究與開發(fā)，解決企業(yè)發(fā)展過程中的瓶頸問題。圍繞創(chuàng)新制造工藝、機(jī)電控制及自動(dòng)化，開展綠色化、系統(tǒng)化智能機(jī)電一體化技術(shù)及其在生產(chǎn)過程中的應(yīng)用研究。主要研究方向有：（1）綠色新能源生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)備（2）特種加工機(jī)械（3）新型包裝機(jī)械（4）根據(jù)企業(yè)實(shí)際需求定制光機(jī)電一體化成套設(shè)備（生產(chǎn)線）的研發(fā)。科研成果及簡(jiǎn)介 所承擔(dān)主要項(xiàng)目： 鋅空燃料電池極片干嵌法成形過程控制的理論與技術(shù)(國家自然基金) ·高速水墨柔性印刷模切機(jī)CL1224 （國家科技部） ·機(jī)械軟起動(dòng)控制系統(tǒng)的開發(fā)（天津市教委） ·柔性傳動(dòng)行星輪差速機(jī)構(gòu)的研究 （河北省教育廳） ·機(jī)械液壓自動(dòng)控制軟啟動(dòng)系統(tǒng)（石家莊科技局） ·自動(dòng)分頁裝訂機(jī)的開發(fā)研究（河北省教委） 橫向課題： 紙管機(jī)開發(fā)（天津巨業(yè)衣架制造有限公司） 盤料螺紋鋼滾絲機(jī)（天津市天鵬建筑器材有限公司） 五金平臺(tái)自動(dòng)機(jī)械手的研制（慶輝五金制品有限公司） 乒乓膠皮海綿上料系統(tǒng)的研發(fā)（天津七二九體育器材開發(fā)有限公司） 電池極片卷繞設(shè)備（海裕百特鋰能設(shè)備有限公司） 鋰電池極片軋制卷繞線 ； 流延膜擠壓收卷裝置及控制系統(tǒng)的合作研發(fā)； 瓦棱機(jī)生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的研制； KSQ-500電池極片卷繞設(shè)備開發(fā) 木工挖船機(jī)（威盧克斯有限公司） WS-260衛(wèi)生巾生產(chǎn)線獲獎(jiǎng)與專利一種布料機(jī)                  發(fā)明專利           專利號(hào)：200910068754.x一種雙向水泥土攪拌樁機(jī)      發(fā)明專利           專利號(hào)：200910069172.3一種雙向水泥土攪拌樁機(jī)      發(fā)明專利           專利號(hào)：200910069171.9一種雙向水泥土攪拌樁鉆桿    發(fā)明專利           專利號(hào)：200910069170.4一種收獲機(jī)                  發(fā)明專利           專利號(hào)：200910069269.4可轉(zhuǎn)讓項(xiàng)目 可承擔(dān)（合作開發(fā)）科研項(xiàng)目與技術(shù)合作光機(jī)電一體化成套設(shè)備（生產(chǎn)線）的研發(fā)

拓?fù)淞孔游锵嘣谶^去十年里已發(fā)展成為凝聚態(tài)物理及超冷原子量子模擬的主流研究方向。 相關(guān)研究大大加深了對(duì)量子物質(zhì)的基本理解。依據(jù)拓?fù)湮飸B(tài)的存在是否依賴于系統(tǒng)的對(duì)稱 特性，可將拓?fù)湎喾诸惓蓛?nèi)秉拓?fù)湮飸B(tài)和對(duì)稱保護(hù)拓?fù)湮锵唷Ｇ罢卟灰蕾囉趯?duì)稱保護(hù)，而 后者需有對(duì)稱保護(hù)才可穩(wěn)定存在。其中，在一維量子系統(tǒng)中，已有理論表明拓?fù)湎嗟拇嬖?總是需要相關(guān)對(duì)稱性的保護(hù)。對(duì)于自由費(fèi)米子體系，基于熟知的 Artland-Zirnbauer 十重分 類的拓?fù)淅碚摳嬖V我們，得到一維拓?fù)湮锵嘈枰蓄愃朴诹Ｗ?空穴對(duì)稱的對(duì)稱保護(hù)。在 合作小組完成的該篇文章中，他們發(fā)現(xiàn)一種新的并非由傳統(tǒng)熟知的粒子-空穴或子晶格對(duì) 稱保護(hù)的一維拓?fù)湮锵唷Ｔ撏負(fù)鋺B(tài)被證明由一種隱藏的滑移鏡像對(duì)稱和非局域手征對(duì)稱保 護(hù)。這超出傳統(tǒng)的基于 Artland-Zirnbauer 十重類的拓?fù)浞诸惱碚摰姆懂牎Ａ硗猓@項(xiàng)工作 部分基于劉雄軍等人較早期基于拉曼光晶格體系提出的 AIII 類拓?fù)湮飸B(tài)（2013 年 PRL 工 作）。進(jìn)一步，基于所實(shí)現(xiàn)的拓?fù)潴w系，他們理論預(yù)測(cè)、且實(shí)驗(yàn)觀測(cè)到與量子體系拓?fù)涮?征相關(guān)的兩類基本量子動(dòng)力學(xué)行為。這對(duì)研究拓?fù)潴w系的非平庸量子動(dòng)力學(xué)帶來啟發(fā)。

通過使用鉛的條狀非公度相作為鉛膜和硅襯底的界面，用超高真空分子束外延技術(shù)成功制備出一種宏觀面積的、塞曼保護(hù)的新型二維超導(dǎo)體。系統(tǒng)的低溫強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)表明，該體系的超導(dǎo)電性可存在于超過40特斯拉的平行強(qiáng)磁場(chǎng)中，這一數(shù)值遠(yuǎn)超過體系的泡利極限，是塞曼保護(hù)超導(dǎo)電性的直接證據(jù)。第一性原理計(jì)算結(jié)果也表明，條狀非公度相中特殊的晶格畸變會(huì)延伸至鉛膜中，從而在該體系中引入很強(qiáng)的塞曼自旋軌道耦合。同時(shí)，新的微觀理論也給出了強(qiáng)雜質(zhì)情形下各種自旋軌道耦合及散射效應(yīng)對(duì)二維超導(dǎo)臨界場(chǎng)的影響并定量地解釋了塞曼保護(hù)超導(dǎo)電性的物理機(jī)制。該工作表明，可以通過界面工程在中心反演對(duì)稱性保護(hù)的二維超導(dǎo)中引入面內(nèi)中心反演對(duì)稱性破缺，也即在二維晶體超導(dǎo)體系中人工引入塞曼保護(hù)的超導(dǎo)電性機(jī)制。這一結(jié)果預(yù)示出人們有望在二維超導(dǎo)體系中，通過界面調(diào)制發(fā)現(xiàn)新的非常規(guī)超導(dǎo)特性。這種宏觀尺度強(qiáng)自旋軌道耦合下的二維超導(dǎo)，也為拓?fù)涑瑢?dǎo)的探索提供了新的平臺(tái)，并為未來無耗散或低耗散量子器件的設(shè)計(jì)與集成奠定了基礎(chǔ)。圖 (a) 脈沖強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)表明6個(gè)原子層厚鉛膜的超導(dǎo)電性在高達(dá)40 T的水平強(qiáng)場(chǎng)下仍不被破壞。(b) 臨界場(chǎng)隨溫度的關(guān)系與理論高度重合，有力地證明了超薄鉛膜中的塞曼自旋軌道耦合保護(hù)的超導(dǎo)電性。 (c) 對(duì)外延生長(zhǎng)于條狀非公度相（SIC）界面上的超薄鉛膜進(jìn)行磁阻測(cè)量的示意圖。

北京大學(xué)物理學(xué)院肖云峰教授與龔旗煌院士領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)在微腔非線性光學(xué)研究取得重要進(jìn)展：首次實(shí)現(xiàn)有機(jī)分子修飾的二氧化硅光學(xué)微腔的高效三次諧波產(chǎn)生，比此前報(bào)道的二氧化硅微腔轉(zhuǎn)換效率提高了四個(gè)量級(jí)，接近晶體微環(huán)腔三次諧波的最高轉(zhuǎn)換效率。成果被《物理評(píng)論快報(bào)》以封面及編輯推薦形式亮點(diǎn)報(bào)道：Phys. Rev. Lett. 123, 173902 (2019)。論文題為“Microcavity Nonlinear Optics with an Organically Functionalized Surface” (https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.123.173902)。左圖：二氧化硅微腔表面修飾有機(jī)共軛分子；右圖：實(shí)驗(yàn)測(cè)得的激發(fā)光和三次諧波光譜圖 三階非線性光學(xué)效應(yīng)是現(xiàn)代光學(xué)研究和應(yīng)用中最重要的非線性光學(xué)過程之一，被廣泛應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)光頻梳、全光開關(guān)和量子光源等。二氧化硅回音壁微腔由于具有超高的品質(zhì)因子和成熟的制備工藝，已經(jīng)成為是現(xiàn)代光子學(xué)研究的重要器件。然而，由于材料的限制，二氧化硅三階光學(xué)非線性響應(yīng)較弱于多數(shù)晶體材料，這嚴(yán)重地制約了二氧化硅微腔器件的性能。另一方面，有機(jī)共軛小分子具有離域的?電子系統(tǒng)，在光場(chǎng)激發(fā)下，離域電子表現(xiàn)出很強(qiáng)的非諧振動(dòng)，從而具有很高的非線性響應(yīng)系數(shù)。同時(shí)，回音壁微腔的表面倏逝場(chǎng)為微腔與外界物質(zhì)相互作用提供天然的通道。因此，采用表面修飾技術(shù)，光學(xué)微腔和高非線性響應(yīng)的有機(jī)分子形成連結(jié)；有機(jī)分子通過表面倏逝場(chǎng)作用，有效地調(diào)控微腔系統(tǒng)的非線性效應(yīng)，從而提高微腔器件的性能甚至可能突破微腔材料的限制。 在該項(xiàng)工作中，研究團(tuán)隊(duì)通過采用兩步反應(yīng)法，實(shí)現(xiàn)了二氧化硅微腔表面均勻地修飾有機(jī)分子層，既有效增強(qiáng)了微腔表面三階非線性系數(shù)，同時(shí)保持了腔的高品質(zhì)因子特性。實(shí)驗(yàn)中，研究者采用最近發(fā)展的動(dòng)態(tài)相位匹配技術(shù)，即基于腔克爾效應(yīng)和熱效應(yīng)補(bǔ)償非線性頻率轉(zhuǎn)換過程中本征的相位失配，實(shí)現(xiàn)泵浦光和諧波頻率與熱腔模頻率的共振匹配，最終實(shí)驗(yàn)上觀測(cè)到三次諧波轉(zhuǎn)換效率達(dá)到1680%/W2，比之前報(bào)道的二氧化硅微腔的最高轉(zhuǎn)換效率提高了四個(gè)量級(jí)，接近目前晶體微環(huán)腔轉(zhuǎn)換效率的最高值。研究者進(jìn)一步地在實(shí)驗(yàn)上揭示了三次諧波的增強(qiáng)來自表面修飾的有機(jī)分子：微腔三次諧波/合頻轉(zhuǎn)換效率顯著依賴于泵浦光偏振，平均輸出功率對(duì)比度達(dá)到50倍，這是由于有機(jī)分子偶極取向?qū)е碌钠褚蕾図憫?yīng)。該工作采用的表面修飾技術(shù)和動(dòng)態(tài)相位匹配方法可以普適地推廣到其它微腔和光波導(dǎo)等體系中，在寬帶可調(diào)諧非線頻率轉(zhuǎn)換和表面科學(xué)研究中發(fā)揮重要作用。

生成模型的研究重點(diǎn)是如何從給定的數(shù)據(jù)集合中學(xué)習(xí)到數(shù)據(jù)的聯(lián)合概率分布，以及從學(xué)習(xí)到的概率分布中高效地生成新的樣本。研究團(tuán)隊(duì)提出將數(shù)據(jù)的聯(lián)合分布概率編碼成量子多體態(tài)的概率幅的模平方。進(jìn)一步地，他們提出在經(jīng)典計(jì)算機(jī)上使用矩陣乘積態(tài)(Matrix Product States)來模擬學(xué)習(xí)的過程。矩陣乘積態(tài)的參數(shù)，即張量網(wǎng)絡(luò)的張量元，可以通過類似密度矩陣重整化群(Density Matrix Renormalization Group)的算法進(jìn)行學(xué)習(xí)，最終形成一個(gè)具有泛化能力的生成模型。這個(gè)學(xué)習(xí)算法結(jié)合了量子物理與機(jī)器學(xué)習(xí)各自的優(yōu)點(diǎn)：它不僅可以利用GPU高效地學(xué)習(xí)到模型參數(shù)，還可以利用張量網(wǎng)絡(luò)的靈活性動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)模型表達(dá)能力。此外，與傳統(tǒng)的基于統(tǒng)計(jì)物理的生成模型（例如玻爾茲曼機(jī)）相比，玻恩學(xué)習(xí)機(jī)還具備直接生成無關(guān)聯(lián)樣本的強(qiáng)大能力，從而可以高效地生成新的數(shù)據(jù)。 基于量子態(tài)的概率生成模型融合了量子物理與機(jī)器學(xué)習(xí)的思想，是一個(gè)嶄新的研究領(lǐng)域。玻恩學(xué)習(xí)機(jī)借助量子態(tài)內(nèi)稟的概率解釋及其強(qiáng)大的表達(dá)能力，意在為機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能提供更為先進(jìn)的生成模型和學(xué)習(xí)算法。此外，這類模型在量子信息處理，量子計(jì)算以及多體物理中具有應(yīng)用潛力。展望將來，最令人興奮的前景應(yīng)該會(huì)是在一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)玻恩學(xué)習(xí)機(jī)，從而以全新的方法進(jìn)行概率型的學(xué)習(xí)和建模。這項(xiàng)工作用使用張量網(wǎng)絡(luò)模擬量子計(jì)算機(jī)的運(yùn)行，向無監(jiān)督量子機(jī)器學(xué)習(xí)邁近了一步。作用在一幅MNIST圖片上的矩陣乘積態(tài)以及它的糾纏譜

隨著恒星輻射增強(qiáng)，這類冰行星或衛(wèi)星將直接進(jìn)入極 端炎熱的溫室逃逸狀態(tài)，也就是說，它們的表面溫度將升高到 100 °C 以上，液態(tài) 水因而無法存在，生命也將無法存在。 隨著恒星輻射增強(qiáng)，冰行星或衛(wèi)星的氣候狀態(tài)之所以發(fā)生突變，而不是平緩過 渡到溫和的宜居狀態(tài)，是因?yàn)槠浔砻娣瓷浜阈禽椛淠芰Φ募眲〗档秃痛髿鉁厥倚?yīng) 的急劇增強(qiáng)造成的。冰雪能夠把 60%以上的恒星輻射反射回太空，而液態(tài)水僅反 射不足 10%的恒星輻射。一旦冰雪融化，行星地表反射能力的突然降低使得其吸 收恒星輻射的能力大大增強(qiáng)，從而導(dǎo)致地表溫度急劇升高。除此之外，冰雪融化 后，大量的水汽進(jìn)入大氣，水汽的強(qiáng)溫室效應(yīng)也將使地表溫度進(jìn)一步升高。在水汽 正反饋效應(yīng)的作用下，液態(tài)水將完全蒸發(fā)進(jìn)入大氣并被光解、最終逃逸到太空。