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量子计算机的现状与发展

量子计算机的现状与发展

摘要：量子计算是一场信息和计算领域的深刻变革，有望重塑未来的计算范式。文章追溯了量子计算从理论奠基与思想萌芽、算法突破、实验探索与硬件起步到当前“含噪声的中等规模量子”时代的4 个发展阶段，系统阐述了量子比特、量子叠加和量子纠缠等核心物理原理。详细梳理并比较了超导、离子阱、光量子及中性原子的主要硬件研发技术路线，分析了其在规模、质量和连接性上的不同权衡。在此基础上，深入探讨了量子计算面临的三大核心挑战：对抗环境噪声与退相干、实现高开销的量子纠错及解决系统扩展的工程瓶颈。进一步聚焦产业化进程，剖析了量子计算云平台的发展模式，并重点论述了从松耦合到“量超融合”的量子-经典混合计算架构，认为这是通往实用性量子优势的关键路径。立足全球趋势与我国国情，提出了以容错为长远目标、软硬件生态协同发展、加速量超融合落地等发展建议，以期为我国在该领域的战略规划提供参考。
光电 2026年02月17日
二维材料引领后摩尔时代

二维材料引领后摩尔时代

摘要：二维材料因其优异的物理化学特性，在“后摩尔时代”成为集成电路、可穿戴技术、医疗监测等领域的潜力股，变成当前学术界和产业界的研究热点。介绍了后摩尔时代面临的瓶颈和挑战，以及二维材料的发展历程、制备方法以及超薄性、带隙可调和超高的迁移率，分析了二维材料在芯片、柔性传感器、能源存储、光电器件等领域的应用前景。探讨了二维材料在实际应用中面临的规模化制备、工艺复杂度高、实际测试与预期理论值差异大等问题，提出了通过新型原子催化剂、卷对卷转移技术、氢钝化等手段来弥补这些不足，探讨了二维材料的潜力。总结了发展二维材料的方向路径，强调二维材料硅基化改造、多维度创新和产业化推进的重要性。
光电 2026年02月15日
无线输能超表面技术研究进展

无线输能超表面技术研究进展

摘要：随着无线通信与人工智能技术的发展，小型移动设备的数量正在急剧增加，传统有线电力供应模式已不能满足人们对便携性和移动性的需求。射频与微波无线输能技术能够摆脱有线能源的限制，在无线设备中具有巨大的应用潜力。综述了超表面技术的关键热点，介绍了无线输能融合无线通信、无线传感、可重构智能超表面和目标识别与定位等技术的研究进展。超表面具备独特的电磁参量调控能力和二维紧凑可共形等优势，有望在射频与微波无线输能领域起到关键作用。无线输能超表面技术的关键热点主要包括无线电力传输、无线能量收集、同步无线信息与电力传输和可重构无线输能技术等。在无线输能系统中，超表面可以在发射端生成能量波束，在传输路径中增强耦合谐振，还可以在接收端提高交直流转换效率。
光电 2026年02月14日
光驱动微纳马达的机理及应用

光驱动微纳马达的机理及应用

摘要：近年来，光驱动微纳马达作为一种新兴的微型动力装置，因其能量输入可调、开关状态可逆且可远程操控等优势，在水环境处理、生物医疗以及生物传感等领域展现出广阔的应用前景。梳理了光驱动微纳马达在材料设计、光能利用与驱动控制等方面的研究进展，重点分析了基于光热效应、光致异构化以及光催化分解等不同机制的驱动机理，并列举了分别利用紫外光、可见光与近红外光驱动的微纳马达的独特优势及其典型应用。同时，该类马达在实际应用中仍面临光能转换效率较低、运动控制精度不足以及材料生物相容性和稳定性不佳等问题。未来研究应致力于提升光能转换效率、开发高生物相容性材料、优化运动控制策略，并探索多源驱动方式与多功能集成化设计，从而推动光驱动微纳马达性能的全面提升与应用范围的进一步扩展。
光电 2026年02月13日
激光合成技术制备电化学功能材料的应用研究进展

激光合成技术制备电化学功能材料的应用研究进展

摘要：激光技术是近年来一种应用广泛的合成技术，具有一定的可控性、低接触性和低污染性，其操作简单高效，能够减少材料浪费和能源消耗，降低对环境的影响。利用激光合成技术制备出的具有多孔结构的电化学功能材料在储能领域，如光电催化、电池、超级电容器等方面，有着良好的应用前景。激光合成技术的应用，能够实现资源的高效利用和环境的可持续发展。本文综述了激光合成技术的原理及其在储能及生物传感方面的应用，对激光的机遇与挑战进行了讨论。随着激光合成材料研究的持续深入，其在能量存储领域的应用技术正迎来加速发展。
光电 2026年02月12日
光电化学金属催化研究进展

光电化学金属催化研究进展

摘要：光电化学金属催化融合了光化学、电化学以及金属催化的特性, 为高活性自由基的可控产生及选择性转化提供了新的研究思路. 光催化剂可以在电极表面得失电子形成相应的光敏剂, 避免传统光化学合成中等物质的量的氧化还原试剂的使用; 体系中的金属催化剂既可以作为电化学催化剂在电极表面上传递电子, 还可以和反应底物相互作用,控制反应的路径. 这种新型的催化策略同时利用光能和电能作为反应的驱动力, 极大地降低了反应的电极电势, 从而在温和的条件下完成常规方法难以实现的电子转移活化过程. 总结了过去几年光电化学金属催化领域取得的重要研究进展, 通过选取的典型示例以及相关的反应机理解读展示该方法的合成特点及优势.
光电 2026年02月11日
集成电光频率梳研究进展

集成电光频率梳研究进展

摘要：光学频率梳是由一系列离散且等间隔分布的频率成分所组成的光谱结构，作为光谱分析的天然刻度尺，其已广泛应用于光谱学、精密测量、光通信、传感等多个领域。光学频率梳根据其产生技术可分为基于锁模激光器的光学频率梳、克尔微腔光学频率梳、电光频率梳。电光频率梳由于其频率间隔可调、梳齿功率较高、可实现微波到光波的转换等优势，得到了充分发展。但传统电光频率梳的产生器件存在体积大、功耗高的缺点，限制了其进一步应用。随着微纳加工技术的不断发展，越来越多的材料应用于片上集成光学器件，包括硅、氮化硅、氮化铝、磷化铟、铌酸锂、砷化铝镓等。集成电光频率梳器件具有体积小、功耗低等优势，是构建光电集成芯片的重要器件。文中旨在对集成电光频率梳的研究现状进行综述，首先介绍光学频率梳的类型，并详细论述电光频率梳的产生机制；其次介绍产生集成电光频率梳的材料平台、相应的光梳性能指标及其应用；最后基于目前集成电光频率梳领域存在的问题，对未来的研究趋势做出展望。
光电 2026年02月10日
金刚石半导体器件研究概述

金刚石半导体器件研究概述

摘要：半个多世纪以来半导体基础材料经历了从锗、硅为代表的第一代，砷化镓、磷化铟为代表的第二代，碳化硅、氮化镓、氮化铝为代表的第三代的逐步演化。在演化过程中，更快响应，更高功率，更强稳定性始终是人们不断追求的目标。尽管现有半导体器件已经极大的推动了人类文明的进步且创造了巨大的价值，但是第四代半导体材料——金刚石展现出来的各种特性依旧使人欣喜和对未来充满信心。本文将概述现阶段金刚石半导体器件研究的进展，包括金刚石材料的制备，金刚石二极管、发光二极管、三极管、场效应管，金刚石传感器，金刚石微机械等等。
光电 2026年02月09日
从制备到应用：InP量子点的发展与应用前景

从制备到应用：InP量子点的发展与应用前景

摘要：量子点材料具有与尺寸相关的优异光学性能，如发光波长可谐调、发射半峰宽窄、激发范围宽等，应用领域广泛。然而目前主流的量子点普遍含有镉、铅等元素，不利于商业化产品发展。磷化铟(InP)量子点无重金属毒性，光谱范围可覆盖整个可见光区，具有与镉基量子点相媲美的发光和光电性能，逐渐得到关注。本文综述了近年来InP量子点的合成方法和应用方面的研究进展，首先探讨了热注入、加热、晶核生长、阳离子交换等InP量子点合成方法的优势与缺陷，然后重点介绍了目前InP量子点在照明显示、光伏、光催化和光学标记成像等领域取得的应用成果。最后，从材料合成和器件应用2个角度提出了InP量子点发展面临的挑战及可能的解决方案，以期推动InP量子点的研究和应用，为光电领域的发展提供新的思路。
光电 2026年02月06日
InP量子点发光材料：从合成到器件应用的研究进展

InP量子点发光材料：从合成到器件应用的研究进展

摘要：量子点(Quantum Dots, QDs) 作为一种新型纳米材料，具有优异的光学性质。随着研究的深入，量子点已在光电器件、生物成像、太阳能电池、显示技术等领域发挥重要作用。磷化铟(InP) 量子点因其低毒性、高光效，被视为镉基量子点的潜在替代品而受到广泛关注，其发光光谱覆盖整个可见光区域，光致发光量子产率(PLQY)、光电性能上与镉基量子点相当。然而，InP 量子点在前驱体材料、生长机制、核壳晶格匹配性等方面与镉基量子点相比存在显著差异，这些差异在一定程度上影响了其光学性能，从而制约了在显示器件中的应用。综述了InP 量子点材料及其量子点发光二极管(Quantum Dot Light Emitting Diodes, QLED) 的发展现状。首先，系统地介绍了InP 量子点的基本特性，重点从色纯度提升和缺陷态消除等角度深入探讨了其光学性能的优化与改进。随后，详细分析了量子点结构设计(电荷传输层和界面工程) 对InP QLED 器件性能的影响，并综述了近年来InP QLED 的研究进展及其在相关领域的应用成果。最后，概述了InP 量子点体系的发展以及面临的主要挑战，并提出了对InP 量子点体系未来发展的期望，旨在为InP 量子点体系的进一步研究和应用提供启示与方向。
光电 2026年02月02日