量子计算报告精选(九篇)
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第1篇：量子计算报告范文
另外，新型的量子计算也给数学密码体制带来了前所未有的潜在威胁。1994年PeterShor发现了第一个具体的量子算法'Shor量子分解算法的时间复杂度为D(刀2(109开)(10皿。朗))，它在设想的量子计算机上可以用输入的多项式时间分解大数质因子，因此它给RsA等公钥密码系统的安全性提出了严峻的挑战。1996年Grover发现了非结构化数据库源于联想网御神州专家新论搜索的Gmver迭代算，量子Grover搜索算法的时间复杂度为D(／Ⅳ)，它有可能解决经典上所谓的NP完全问题。
2007年11月，加拿大D—wave公司宣称研制成功28量子位的量子计算机系统；2008年12月，又宣称成功研制了128量子位的量子处理器。业内科学家们预测，到2020年左右量子计算机将进入实用阶段。假如1024个量子位以上的量子计算机研究取得实质性突破，那么256bit甚至512bit的对称算法将不安全，RSA，ECC等非对称密码体制也将不安全。目前的私钥密码体制，公钥密码体制等都将面临更新换代的“困境”。因此，研究可以抵抗量子计算等高性能计算攻击的新型密码技术体制势在必行。
根据Shannon信息论原理，如果随机密钥的高速在线分发问题能够有效解决，那么利用一次一密乱码本(OTP)就可以解决数据传输的完全保密问题。但是随机密钥的高速在线分发面临着一系列技术难题或者瓶颈(因为为了确保密钥安全，需要采用复杂的加密手段和安全协议，限制了密钥分发的速率；另外，密钥的安全性也得不到完备性证明)。而量子通信系统可以解决随机密钥的高速在线保密分发问题，为0TP的广泛应用提供了技术可能性，进而可以解决数据传输的完全保密问题。基于这样一个亮点，量子保密通信特别是量子密钥分发技术(QKD)得到了许多国家的高度关注并得到了快速发展。
目前，QKD作为一个物理上安全的保密体制，其实用化已是一个明显的趋势。2004年，华东师范大学在国内首次实现了QKD原理样机吼2005年，瑞士IDQmntique公司和美国MagQ公司都推出了商用QKD系统产品。2005年，美国BBN公司在DAPAR的资助下构建了6节点的实验网络。
2008年，欧盟sECoQc组建了7节点的演示网络。2009年。中国建设了8节点的“最子政务网”。可以说，国内外对量子密钥分发技术的研究已经进入了工程实现的关键时期，目前已经没有产品化的技术障碍，其应用基本上取决于市场。目前世界上最好的实验记录是：无中继通信距离l87km，在线分发密钥的速率lMb／s以上。
1技术原理和特色
根据量子力学原理，微观世界遵循Hd‘规berg测不准原理和量子不可精确克隆定理。量子态测不准并且不能精确复制，这意味着，通过窃听将不能得到确定的有效信息，也不能进行重复测量。更重要的是，任何针对量子信号的窃听都将不可避免地留下痕迹，这为在线检测窃听提供了可能。量子态测不准导致的直接结果是任何人都不可能进行精确测量，从这个角度来分析，量子信道是“绝对安全”的；但是这种“绝对安全”是无意义的，因为从中得不到有效信息。合法通信双方为了提取在量子信道中传输的量子信息，必须依赖附加的条件，即必须借助经典信道进行辅助信息的交互，比如窃听检测所需要的交互信息必须通过可信辅助信道来传送，这也决定了量子通信与经典保密通信之间的互补关系。
量子信息是经典信息在功能和性能上的扩展，量子通信系统具有经典通信系统所具有的功能以及经典通信系统所不具有的新功能(比如在线窃听检测)。如果采用一组正交态对0和l进行编码和通信，那么通信双方能够进行确定测量，因此完全可以实现经典通信系统的数据传输功能。当然，这种应用与经典通信系统相比较并没有特殊的优越性，因此在大多数情况下，量子通信是指基于量子测不准条件下的量子保密通信。
1.1量子密钥分发
QKD基于Heisenberg测不准原理和量子不可克隆定理，其完全保密特性得到了证明。因此，至少在理论上，基于量子密钥的oTP能够解决通信数据的完全保密传输问题又因为这种综合应用具有体制上的简洁性、理想的完全保密性和简单的软硬件实现性能等，代表了密码系统发展和升级换代的一个趋势。
如果QKD在密钥分发速率方面取得了重大突破，比如达到50Mb／s，甚至达到1Gb／s以上，那么基于量子密钥的oTP就能够实现保密语音通信、一些重要数据的实时保密通信等，并且这种应用不存在所使用密钥或者密码算法可能存在安全漏洞的隐患。这种系统应用无疑对现在的保密通信体制是一个极大的挑战!当然，寻找QKD在现代保密通信系统中的应用切入点是当务之急。
1.2量子身份识别量子身份识别是基于量子态身份信息的物理安全的身份
识别方案。量子身份识别信息是量子态，具有唯一性和不可复制性，这从根本上消除了身份信息被假冒或者事后否认的可能性。在量子计算条件下，如何利用量子态身份的唯一性和不可复制特性实现完全保密的量子身份识别具有非常重要的意义。一方面，这种方案不需要事先共享短密钥，可以增加系统的可用性另一方面，量子身份识别信息基于量子态，具有唯一性和不可复制性，可以从根本上解决其安全问题。
但是，由于量子身份的重复使用等技术难题导致量子身份识别研究进展缓慢。
1.3量子保密通信体制
研究表明。QKD并不是量子保密通信的必要条件，因为人们已经发现不依赖共享密钥的量子保密直接通信方案110J，这也可能意味着未来的量子保密通信体制的安全性将可能不再依赖共享密钥。但是，这并不影响QKD在一定时期内得到广泛应用。量子保密通信在同时解决窃听检测、身份识别和信息保护等问题的条件下，将形成一个完备的保密通信体制。量子保密通信不依赖复杂的数据加密算法(当然，信息的本地存储保护等依然需要安全的数据加密算法)，量子系统设备不，因此量子系统具有通用性，所有用户的系统配置和功能可以做到完全一致，不存在系统分级和使用多种密码算法等技术问题，因此可以说不存在互联互通的技术障碍，它能使任何拥有量子保密通信终端的用户之间实现完全保密的通信，这是目前的保密通信系统所不具有的功能。这种性能在保密通信中具有非常重要的作用。对于量子纠缠系统来说，由于纠缠粒子之间存在不受空间限制的关联性，并且可以实现隐形传态，似乎利用这种现象可以突破经典通信的距离极限，但这是不可能的。因为纠缠粒子之间的通信依然依赖经典信息交互，即在进行基于纠缠的测量之后还必须通过可信经典信道进行相关测量信息交互之后，才能实现两个纠缠粒子之间的通信，这也是量子纠缠不能实现超光速通信的一个关键原因。因此，在目前的量子通信模型下，量子通信在深水、深空通信中并没有明显的技术优势，也很难突破经典通信的水下和深空通信的距离和速率极限。毋庸置疑，探索如何在新型的通信模型下突破经典通信的极限，无论是对于理论创新还是对于国防军事通信安全等都是非常有意义的。
2基础研究与应用趋势
在QKD技术快速发展并日趋成熟的今天，量子保密通信体制还处于初级阶段，量子保密通信系统由于系统自身的不稳定性会造成一定的长期误码率(比如量子信号的调制解调过程和单光子探测器暗计数等都会引入一定的误码，这些误码在理论上无法与非法侵入所引起的误码进行区分)，如何克服这些误码的影响还有待于进一步解决。另外，QKD的应用研究和量子保密通信基础理论研究依然是量子保密通信体制研究的重点，其发展趋势可以概括为：
(1)高速量子密钥分发系统与应用研究。对基于单光子实验方案进行改进和完善，提高系统的稳定性和效率，并进行QKD系统产品的研发。对基于量子纠缠、隐形传态等量子特性的实验方案进行深入研究，研究如何设计性能稳定的QKD系统并在通信距离和通信效率上取得突破。
(2)量子保密通信基础理论。研究新的量子密钥分发、量子保密直接通信、量子身份识别、量子比特承诺协议等，完善量子保密通信体制理论研究量子保密通信网络的基本架构、工作原理和实现方案等：研究任意节点之间的互联互通机理以及针对量子保密通信网络的专用路由技术研究量子保密通信网络与光纤通信网络之间互联互通技术。
目前，量子保密通信的实际应用进程直接取决于市场需求和量子技术的发展。量子保密通信系统的关键技术主要包括：量子态的制备、分发和探测技术；量子系统稳定性和抗干扰解决途径；与光纤网络的兼容性等。
随着单光子制备、量子存储和探测技术以及光纤传输等相关技术的进一步发展，量子保密通信将在国家重要领域内的通信保密中扮演一个非常重要的角色。短期内，QKD可以从根本上解决密钥的高速在线分发问题，为oTP的广泛使用提供一种可行的技术途径。基于景子密钥的oTP可以用于保密电话网、保密数据网等，实现各种数据的一次一密加密，确保数据的完全保密传输。中长期内，能够同时解决窃听检测、身份识别和信息保护的量子保密通信技术，可以提供一个完善的通信保密解决方案。
3应对策略探讨
为了积极应对QKD和量子保密通信技术可能带来的影响，并为相关技术发展创造良好的氛围，促进量子保密通信技术的应用推广，及时采取科学的应对策略非常必要。根据对国内外量子通信研究现状和趋势的综合调研分析，结合国内的实际情况，以下对策或策略具有一定的代表性和较大的参考价值。
(1)信息安全形势严峻，积极进行技术储备，有备无惠。近几年，一些典型的经典密码算法不断被破译或被发现存在致命漏洞，网络计算和量子计算等高性能计算技术快速发展给经典密码算法带来前所未有的冲击和挑战，经典通信保密体制面临更新换代的抉择。而量子保密通信技术代表了一个实际可行的新型技术方向，代表了未来信息安全市场的一个新方向。在积极探索量子保密通信体制的同时，寻求量子技术与经典技术的“融合”，促进这种新型保密通信系统的应用具有十分重要的现实意义。
(2)潜在资源需要整合，潜在市场需要发掘和培育。最子保密通信技术在保密传输方面有着十分明显的技术优势。其中短期应用前景十分明确，长期推广应用趋势不可逆转。但是，量子保密通信是一个综合交叉技术学科，系统核心技术需要多学科专业人才联合进行技术攻关，但是目前国内相关研究主力依然集中在高校，基本上还处在“单兵作战”的状态，还不能形成具有核心竞争力的产品研发平台。
美国MagiQ公司的副总裁AndrewHammond估计QKD短期市场份额将达到20亿美元，在不久的未来其市场份额将达到10亿美元／年。在今后几年内，国内的市场份额派工流程与安全知识库紧密相关，在故障处理时从安全知识库中提供专家经验和历史资料进行参考，在派工处理完毕后的反馈又放入安全知识库中作为下次事件的历史资料。安全知识库包括安全知识文章、漏洞库，补丁库、事故案例库等。
3.1报告报表网络安全管理系统具有强大的事件分析报告和安全趋势
报告系统。能够收集和整理所有的安全事件报告，整理分析，产生针对不同阅读者的专业安全报表。安全报表能够将一段时期内的整体安全状况、攻击来源、攻击方式、攻击目标、最多的和最少的攻击排序、IP子网攻击、IP子网攻击目标、设备类型、事件警告类型、事件状况类型和事件的严重性等等做出专业的分析报告。
3.2趋势分析趋势分析指依据网络安全指标策略体系，将多源安全事
件经编码格式标准化、归并关联等处理后，进行安全指标映射与态势数据生成，并借助多种可定制可视化视角而展现出来的网络总体安全状态和发展趋势。经过对安全事件、审计日志和一些辅助信息的分析，能够生成实时态势报表、态势告警、态势预案等安全态势分析报告，对总体的安全建设提供有价值的指导意见。安全态势分析需要综合众多最新的信息安全管理技术，具有极大的理论价值和实用价值。
第2篇：量子计算报告范文
网络搜索改变大脑
几千年来，人类都依赖彼此日常生活的细枝末节。现在我们依赖的是“云”，许多人遇事的第一反应就是掏出手机上网搜索，这正是互联网带给我们的最大改变，“永不离线”的状态不仅改变了我们的记忆方式，以及对自己的主观感觉，甚至个人记忆与互联网信息之间的界限也开始模糊。在我们成为“互联脑”一员的同时，也发展出一种不再依赖我们大脑中本地记忆的新型智力。（来源：《环球科学》2014年1月号）
Zc（3900）当选《物理》2013成果之首
北京谱仪实验国际合作组（BESIII合作组）发现的四夸克物质Zc（3900），入选美国物理学会（APS）《物理》杂志评选的2013年国际物理学领域重要成果，并在11个入选项目中位列第一。同时入选的还有中国科技大学在量子计算机领域取得的成果。
据介绍，这个评选在物理学界极有公信力和影响力，入选成果在物理学界内外都曾引起轰动。同时评选还综合考虑了成果在网络上的影响力、创新性，以及产生更先进技术的可能性等。（来源：新华网2014年1月2日）植物也会学习和记忆
大象常被认为有着惊人的记忆力，现在科学家又发现，虽然植物没有大脑，也会学习和记忆。
科学家研究了含羞草（Mimosapudica），他们用专门的装置反复往含羞草上滴水，在强光和弱光环境中分析这种植物的短期和长期记忆，结果显示，一旦含羞草知道水滴对它的生存不构成威胁，就会停止卷起来的行为。这表明含羞草和科学家对动物预期的那样具有学习和记忆能力，当然前者是在没有大脑的情况下做到的。
科学家指出这项研究从根本上改变了人类了解植物的方法以及动植物间的界限，其中包括我们对学习是有神经系统的生物体特性的定义。（来源：新浪科技2014年1月23日）
中国网民突破6亿
中国互联网信息中心（CNNIC）的《第33次中国互联网络发展状况统计报告》显示，截至2013年底，我国网民规模达6.18亿，全年新增网民5358万人，互联网普及率45.8%：中国网站320万个，全年增长52万个，增长率19.4%。其中手机网民超5亿，占网民总人数的81%：网民中农村人口占28.6%，人数为1.77亿，较去年增长2101万人；通过台式和笔记本电脑上网的比例分别为69.7%和44.1%，相比201 2年有所下降。（来源：中新网2014年1月16日）
“海鸥”年内强势回归
2014年元旦刚过，沉寂了近10年的中国最早的相机品牌“海鸥”牌相机对外两款最新中高端数码机型CF100与CK20，颇具时尚气息，搭载多项最新核心技术，即将批量生产。
曾几何时，“海鸥”就是照相机的代名词，折翅“海鸥”如今“数字”起飞，在摄影爱好者和海鸥迷中激起温暖回忆、掀起巨大波澜：海鸥强势回归了。（来源：《解放日报》2014年1月10日）
耐克等品牌童装被指含毒
环保组织“绿色和平”新发表的一份报告称，全球12个知名品牌童装如博柏利、阿迪达斯、耐克、彪马、李宁、迪斯尼、C&A、H&M、优衣库等被检出有毒有害物质。
调查报告显示，有61%的样品检出壬基酚聚氧乙烯醚（NPE），有50件样品检测出含有壬基酚聚氧乙烯醚（NPE）。此次检测中有超过1/3的样品产自中国（29件），有毒有害物质的检出率高达96.6%。这或将影响儿童的生殖发育。（来源：环球网2014年1月15日）
欧美科研创新“脑”有可为
金融危机以来的世界依旧面临增长的不确定性，在这一背景下，世界各大经济体通过科研创新带动经济稳定复苏已成为共识。因而进入2014年，全球各科研“国家队”新项目引人注目。比如美国“脑计划”进入快车道，欧盟“人脑工程”放眼10年，日本打造“机器人大国”，德国“数字化”增强竞争力。（来源：《北京晨报》2014年1月13日）
青藏高原将继续变暖
位于我国青海的瓦里关全球大气本底站监测表明，青藏高原大气中的二氧化碳浓度年平均值已由1994年的360ppm（ppm：1000000个空气分子有1个CO2）上升至2013年的395ppm，增加了9.5%。青藏高原对气候变化的反应是极其敏感、脆弱的，在维系国家乃至全球生态安全方面地位非常特殊。监测结果意味着青藏高原将会在很长一段时间内继续变暖，脆弱环境堪忧。（来源：新华网2014年1月9日）
“清华简”发现最早算具
清华大学所藏战国竹简第4辑整理报告，其中《算表》文献被数学史专家认定是目前国内发现最早的实用算具。利用它能快速计算100以内的2个任意整数乘除，还能对包含分数1/2的两位数做乘法。
全国数学史学会理事长、中国科学院自然科学史研究所研究员郭书春介绍，《算表》首次展现了战国计算技术的原始文献，为春秋战国时期数学已经相当发达提供了直接证据，是中国数学史乃至世界数学史上的一项重大发现。（来源：《科技日报》2014年1月8日）
智能手机还能这么玩
如今，几乎每个人都会随身携带一部相当强大的智能手机。智能手机让人们随时随地与外界保持联系，将世界连接成一个前所未有的紧密整体。
科学家们一直在试图通过各种新颖的方式，利用智能手机来承担起“拯救世界”的重任。例如空气污染监视器、便携式显微镜、地震预警、医疗附属装置、天气预测、野外数据收集、幸福指数研究、云计算等。（来源：《科技日报》2014年1月10日）
为什么会得自闭症？
自闭症（Autism）也叫孤独症，是指一种在社会生活及人际交往方面伴有困难的发育障碍。20世纪40年代，美国精神科医生里奥·坎那和奥地利儿科医生汉斯·阿斯伯格分别独立发现了这种疾病。
研究表明，怀孕初期吸烟、哺乳期营养物质不足、出生时父亲或母亲高龄化、不孕治疗等，都可能与自闭症的发病有关。目前患上自闭症的孩子越来越多，但医学界还未找到有效的标准疗法。（来源：《科学世界》2014年第1期）
糖分变新型“烟草”
最新研究表明，充斥在我们生活中的含糖食品可能像烟草一样，对人体并不健康。
来自英国利物浦大学的临床流行病学教授西蒙·凯普韦尔称，糖分已经变成一种新型的“烟草”，易引发糖尿病和肥胖问题；联合国机构表示，大量的证据显示含糖饮料和其他糖类食品可以直接导致肥胖疾病、糖尿病和心血管疾病。英国的食品巨头已被告知，必须减少人们日常食品中30%的含糖量。（来源：英国《每日邮报》2014年1月9日）
最复杂量子集成电路诞生
第3篇：量子计算报告范文
本次会议的宗旨是探讨信息哲学的基础理论及其时代意义和价值。会议主题报告的内容主要集中在以下几个方面。
一、关于信息本质和信息本体论
北京邮电大学的钟义信教授以《再探“信息”》为题做了本次研讨会的首场主题报告，他认为信息概念是一类与物质和能量都很不相同的复杂对象，只能采取主客互动的研究视角加以研究。在信息的本体论定义和认识论定义中，前者是后者的源头，后者是前者被认识主体所感知的结果，人类能够获得、处理和利用的只能是认识论信息。 基于此，他探讨了信息运动的基本规律，即“信息转换定律”，并强调了其超过能量转换定律的重要性。
中国人民大学的苗东升教授首先对当前学术界关于“信息”概念的多维理解进行了评述，赞赏了由此而产生的世界信息科学和哲学的多元协同发展现状。其中，他尤其强调了当前中国信息科学和哲学研究仍然存在着唯西学马首是瞻的诸多弊端，而事实上，中国学术界已经取得了一些优秀的、很有价值的研究成果，例如邬教授在信息哲学研究中，历经30多年的辛苦而创立的思想体系，已然形成了能与西方分庭抗礼的“中国学派”。苗教授还意味深长地呼吁广大学者立足自身，心无旁骛搞研究，力争信息科学与哲学的“中国学派”的长足发展，相信在不久的将来，中国的信息科学和哲学研究必然有所成就，为西方所不可及。
北京大学的罗先汉教授以《物信论及其应用》为题做了主题报告。他首先指出广义信息可由物质的实在状态及其相关规律来表示，由此，他所提出的物信论认为在存在上，信息要依赖于物质；而在运动变化上，物质则要依赖于信息，物质与信息既彼此不同又相辅相成的对立统一规律，才是宇宙的根本规律。
莱顿大学的詹姆斯・W・麦卡利斯特对经验数据的信息内容：方法论和形而上学意义进行了详述，他认为经验数据是科学观察和测量的结果，包含着关于世界的信息，表达着世界的结构。科学定律的功能并不在于精简经验数据集，而是表征其中的意义模式，且正是这些模式对应着现象。那么，多少模式能够真正地表征现象呢？这里并没有一个确定的标准，科学实践表明具有所有可信属性的模式都对应着现象，所以世界也就具有所有可能的结构。
俄罗斯科学院的康斯坦丁・科林（由约瑟夫・ E・布伦纳代讲）提交了题为《信息的现实结构、科学世界观和哲学根本问题》的论文。他提出了一种关于科学化世界和哲学基本问题内容的新理解，基于对现实结构的多元组分中的具体信息现象的分析，他认为除了物质客体、过程和事件之外，在现实世界中，还存在着不可见客体、过程和条件等信息内容。所以，哲学的基本问题研究应将关系看作一种关于现实的可见与不可见的构成要素。
武汉大学的李宗荣等人认为，在计算机芯片植入人体体内以后，能够与人的神经系统联合工作，这个事实告诉我们，处于信息进化论过程的这两个极端被连通起来了。这样，宇宙间的“信息统一性”被无可怀疑地以理论与实践相结合的方式证明了。宇宙万物都具有“物质―信息二重性”，对它们既可以进行物质与信息的一分为二，又可以进行物质与信息的合二为一。信息具有非物质的特征，但它又必须具有物质的载体，因而信息也是物质的。
二、 关于哲学发展和信息哲学研究方法论
西安交通大学的邬教授做了题为《哲学的发展与哲学的根本转向》的主题报告，他首先指出现代主流哲学数次转向的倾向性实质，乃是沿着向认识主体内部日益狭隘的因素的追求来限定哲学研究的主题内容，如此，哲学必将丧失其应有的功能。人类哲学的发展还有另外一条路径，这就是在一般科学发展的过程中所孕育和展现出来的哲学自身的发展。按照信息本体论的理论，世界（存在）是由物质和信息两大领域构成的，物质和意识之间通过自在信息的中介相互过渡和转化。由此，信息本体论学说的建立为变革哲学的所有其他领域提供了一个统一的基础。由于信息哲学首先在存在领域的分割方式这一哲学最高范式的层面上把传统哲学的“存在=物质+精神”的一般信条改变成了“存在=物质+信息”，并在信息活动高级形态的意义上重新解读了精神活动的本质，所以，当代信息哲学的诞生导致了人类哲学的第一次根本性转向。
华中科技大学的欧阳康教授以《前提性反思与合理性评价――信息哲学研究的方法论问题》为题做了主题报告。他首先提出哲学思考的最大特点是致极性与超越性，寻找信息问题的极限与边界，进而从发生学、社群学、存在论、认识论、价值论等角度，阐释了事物与信息的同时同步关系、信息作为环境或存在领域的本质构成、信息作为认识过程的介质及其与价值世界的相关性等论题。最后，他还指出信息的哲学思考具有非常广阔的领域，包含非常丰富的内容，面临非常复杂的挑战，需要非常多维的视角，尤其是综合化和整体性的研究。
西班牙萨拉格萨大学的佩德罗・C・马里胡安作为外方主席，做了本次研讨会的第二场主题报告。他认为，随着越来越多的研究实践转向信息科学中的诸多论题，一门严格的信息科学能否最终产生，不仅仅依赖于信息哲学的积极讨论，最重要的是要在信息科学自身中构造一种新的思维方法。它建基于主体/客体、元观察者、自创生、传播和信息流等方面进行思考，其要点在于关注通向信息实体的经验性进路；将信息的“不可见的手”作为包括不同信息领域中所有复杂性的巨大成形器；考察信息在其所激发的转换和不同主体或行动者领域之中的符号化流动，以及在适应性地调整物质结构与自创生过程中的自身呈现。
三、关于信息哲学与其他哲学的关系
汉密尔顿学院的肯・赫罗尔德针对时间和计算的哲学问题，追溯至笛卡尔，强调其时间概念建基于一种行动的同步观念，因而减少了对于记忆的依赖。而图灵，还有维纳，都探讨了经验的纵向维度。由此出发，他采用格鲁普的时间替论，解释了数据和信息之间的一种经由直觉和计算的不同步的逻辑界面。这种时间的界域哲学导向了一种对在吉尔伯特的共同知识的信息结构中的状态和共同回忆的阐释。
哥本哈根商学院的索伦・布赫尔考量的问题在于能否通过将基于现象学的符号学与基于系统和控制论的信息概念结合起来获得一个关于认知和通讯的跨学科理论。生物符号学就是这么一种试图整合生物学和符号学的发现，以构造一个关于生命和意义作为自然世界的内在特征的新观点。生物符号学家强调编码是三元符号化过程的一部分，在这个过程中，解释项在对象和符号（表征项）之间建立动机化的连接。
山西大学的魏屹东教授从信息哲学的视角出发，揭示了信息与认知或者心灵、表征与语言和知识的相关性，认为信息是认知与表征的内容，认知是一种信息处理过程，而表征则是信息的再描述。在本体论上，信息是构成物理世界的一种存在形式（form），“inform”就是“在形式中”，因此，“形式”就是信息的根隐喻，柏拉图的形式理论是信息哲学的基础。由此，信息是心灵对自然现象的认知与表征，它似乎是无处不在的、半透明的、非绝对的、离散的、无维的和难以言明的，但可以肯定，信息哲学将与认知哲学联手探讨信息问题。
法国跨学科研究中心的约瑟夫・布伦纳就“人格同一性的信息过程”进行了详细的报告。他认为，人格同一性作为一种复杂现象，对它的思考不能离开对同一性和多元性，以及作为动态过程的二者关系的理解。而他所倡导的现实逻辑恰恰提供了一种对同一性和多元性之间的本体论关系的新理解。同时，邬先生所创立的信息哲学和元哲学则首先从本体论上对此给予了支持。基于二者的综合，他指出人格同一性现象的稳定与变化的复杂性乃是一种本体论过程。邬所提供的人类信息活动的等级结构图景，有助于人格同一性的建构，而这正是他所建议的一种人格同一性的本体―认识论之路。
四、关于信息社会、互联网及其伦理问题
维也纳技术大学的沃尔夫冈・霍夫基希纳（由罗伯特・雅恩代讲）提交了题为《“全球性可持续信息社会”――对未来的展望》的论文。他认为社会系统是一种另类的多元进化系统，其所具有的综合效果便是所谓的共同性。社会系统表现着个体化和社会化的辩证关系，如果个体因素处于中心舞台，那么共同性则是其附属。今天，在全球化挑战的时代，共同性附属变得不再稳定，因此需要建构一种超系统，以关照所有演员之间的多元化的整体关系，而这正是一种全球稳定的信息社会视野的理论依据所在。
重庆邮电大学的徐仲伟教授在对大数据时代互联网本质的思考中认为，“大数据”的本质就是对社会事物从量的角度，通过今天的互联网等技术所产生的，让我们认识到的，体量浩大、类型复杂、迅速生成、价值巨大的社会事物量的表现（或者说记载、信息）。大数据的出现，是人们对社会事物从量的角度对许许多多的社会事物认识和反映的结果，有自身内在的规律和外在的形式。互联网在人们的当代生活和工作中从多个维度展现着其巨大魅力，如果从互联网所表现内容的角度看，其本质实际上就是它的社会性，它所反映的完全就是我们的现实社会。从技术手段的角度看，互联网的本质仍然是它的工具性。
重庆邮电大学的代金平教授从价值哲学层面对网络化传播境域下的信息文化进行了深入分析，他指出网络时代滋生出诸多问题或矛盾，其中最为突出的当属人类在网络化传播境域下信息化生存所面临的全新的价值判断、选择和重构等问题。网络文化作为信息文化在网络化传播境域下的具体表现形式，以自由为根本旨向，然而这种网络自由必须是在一定的网络规范约束下的自由，由此便构成了网络化传播境域下信息文化的基本价值冲突，进而影响着网络时代信息文化的其他二元价值冲突。基于信息文化视角的深入分析，他总结认为网络行为主体的自律才是解决网络自由与网络规范冲突的重要途径，构建和谐的信息文化环境才是解决网络自由与网络规范冲突的必由之路。
印第安纳大学的科林・艾伦认为，在互联网时代，能够获得极大数量学术文本的数字途径为人文学科研究者提供了机遇和挑战。而应对这些挑战，需要拥有适合机器和人们使用的高质量的数字资源的内容说明。对这些内容的不同归类方式必然建基于不同目的，因此会导致不同归类图式之间更进一步的问题出现。他讨论了哲学概念的归类根据，并分析了一些主要的归类途径是如何处理不断变化的资料的，进而描述了印第安纳哲学本体论计划的目标和方法，并提供了这类利用模型方法的分析案例。
维也纳技术大学的罗伯特・雅恩就内在价值本体论进行了探讨，他认为技术和社会经济的快速变化引起了困惑，使得哲学尤其是伦理的复兴成为必要。假定道德价值不是物质 （根据物质一元论），而是道德评价者的一种内在的偶发属性，那么信息伦理必须建基于这些价值，因为对于人类来讲，这些价值仍然与信息时代之前的道德普遍原则相契合。信息有其不同的定义，作为一个价值事物的潜在组成，它影响价值的具体性，也就是说信息和通信技术作为评价主题必须展现自己的价值，而道德行为者也必须证明他所认知的属性是充分的。
五、关于量子信息、信息量子和计算问题
华南理工大学的吴国林教授以《量子信息与不确定性的哲学思考》为题做了主题报告。他首先将量子信息与经典信息区别开来，指出本体论量子信息是微观事物的状态与关联方式的自我显现，认识论量子信息是微观事物的状态与关联方式对认识主体的显现。进而，他从量子纠缠的关联程度和量子信息的度量入手，阐述了量子信息和不确定性之间的关系，即前者是后者的消除。量子信息表达了量子系统的确定性，不确定性在量子信息（量子技术）作用下可以发生改变，而量子世界又是确定性与不确定性的统一，因此量子世界的不确定性可以受到量子信息的控制。由此，普遍而言，物质与信息是统一的。
四川社会科学院的有梁教授对“质量―信息关系式与信息量子”进行了深入的哲学思考。他首先从香农―维纳公式推导出一般不确定原理，以及作为一般不确定原理的特殊情况的海森伯不确定原理。基于此，他又结合爱因斯坦的质能关系式得到质量与信息、能量与信息的关系式，阐明了质量、能量、信息三者之间的关系。此外，他还提出了“信息量子”、“信息寿命”、“信息长度”的新概念和新公式，进而分析了引力波的“信息量子”及探测引力波困难的原因。
希伯来大学的以色列・贝尔夫对“信息―计算的转向：哈金式革命”进行了探讨。他所提倡的哈金式革命的标准是跨学科的，能够集中体现新的研究机构的建立和新的研究方向，而且与重大的社会实质性变革息息相关，所以也应是无边界的。概括而言，此革命实质在于计算模型和模拟的革命，涉及混沌、复杂性和系统理论中的涌现和还原论中的诸多论题。基于此，他揭示了一个比特的新语义场，其中，信息化手段和计算复杂程度是新的语言，量子比特、黑洞熵和全息原理是新的对象，信息时代（空间/时间/虚拟）则是社会变迁的标志。
亚眠大学的柳渝基于对“信息”与“问题”的西文字源与汉字基因的分析，认为P versus NP问题认知的困惑来自概念认知的困惑：“基于验证的定义”取代“基于求解的定义”，造成了NP欲捕捉的“不确定性”消失了。结合中国古代哲学家公孙龙提出的著名的逻辑问题“白马非马”，她指出P versus NP的关系只能从相对比较的角度来认知，在中国思想里，此认知表达为“阴阳互补原理”，这样不仅从整体观出发，能够解读P versus NP问题，而且能探讨科学与人文相结合的意义以及中西文化的互补性。
六、关于信息、智能与逻辑的关系
西安交通大学的王小红教授就人工智能问题，提出机器发现系统检验了以及正在检验着实在论者与反实在论者在观察与理论陈述的争辩中的立场。当数据和假设之间的严格边界崩溃之后，机器发现系统重新发现了更多的经验定律。她对旧的争辩和机器发现应用语义信息理论的生产，与应用于厘清人工智能系统和自然智能系统之间差别的成果进行了解释。
中国社会科学院的刘钢教授主要探讨了《易经》的成卦法中的大衍求一数问题，举例说，即在莱布尼茨的普遍字符和通用图灵机的理论基础上来讨论，使得一节较短的算法片段能够描述某一卦产生的进路。他认为大衍求一数、普遍字符和通用图灵机可以看作是等价的，而且因此便开启了一个从对《易经》的数学研究到现代计算机和信息科学的新路径。
第4篇：量子计算报告范文
关于课题研究申请书1
市教科研领导小组：
姜堰市z初级中学于20__年6月申请立项了《突出学生主体，提高课堂教学效益的实践研究》的泰州市规划课题，经过课题组成员两年多的艰难探索与实践，本课题研究已初见成效。20__年8月本课题研究已到期，现向教科研领导小组提出结题申请。
课题名称：《突出学生主体，提高课堂教学效益的实践研究》
实验研究学校：
课题总负责人(课题组长)：
课题副组长：
课题组办公室主任：
课题组办公室副主任：
子课题组长：
课题研究时间：20__年6月——20__年8月
课题研究过程：
该项目研究历时两年多，经三个阶段：
第一阶段：20__.5——20__.5，准备阶段。
专家引领，理念先行。20__年6月，泰州市规划课题《突出学生主体，提高课堂教学效益的实践研究》开题。泰州市教育局教研室胡唐明、钱德春，姜堰市教育局教研室周庆林、李念民、曹沐斌、王书月、孟太、曹军以及特级教师许亚平等到学校进行指导，课题组还专门聘请姜堰市教育局教研室沙化中主任为常务顾问，总体规划，制定目标。根据专家的指导和建议，本课题组请专家到校培训指导;走出去，与先进教科研学校结对，学习外校先进的教科研经验;课题组通过问卷调查，全面了解学生发展需要，分析制约效益课堂的因素，制定提高课堂教学效益的实施方案五效一堂，确定提高课堂教学效益的总体思路和目标。
负责人：
第二阶段：20__.5——20__.5，项目研究实施阶段。
(1)全面推进，突出重点，成立实验班级;典型示范，骨干带动，建立健全五效一堂的实践性实验机制;加强培训，力促成长，建立分层次、形式多样的培训机制，制订提高各层次课堂效益规划(定向初一年级语文、数学、英语三门功课，取得一定的经验后，再向其他科目、其他年级渗透、推广);发挥集体智慧，使五效一堂式集体备课日常化、常态化;正确引导，理论提升，加强新理念的学习，提升应对课改的能力。
(2)以打造高效课堂教学促师生成长，以创新研究促师生发展。
(3)重视教学实践基础上的反思。鼓励实验教师及时将教学所得诉诸笔端，在实践检验中形成论文。
(4)成功举行了首届教师博文比赛，建立骨干教师博客，实行教师论坛制度。为老师提供跨学科的交流平台。
负责人：
第三阶段：20__.5——20__.8，项目研究总结阶段。
整理实验材料，形成研究报告和工作报告，进行问卷调查，反馈实验结果。召开课题结题会，聘请专家对科研成果进行评审鉴定。
负责人：
(一)材料性成果
⒈编印了《树人》《秋韵》等校本教研教材
⒉编印了《五效一堂集体备课资料集》《五效一堂教学案集》等中期成果资料
⒊编印了数期《突出学生主体，提高课堂教学效益的实践研究论文集》
(二)经验性成果
⒈五效一堂课改要求。
⒉促进了教师观念的转变，为素质教育的深入开展和新课程的实施提供了保障。获得了教师专业发展的总体思路和规划。
⒊取得了促进师生发展的系列经验。
⒋获得了课题研究工作的经验。
(三)实效性成果
⒈提高了我校的教育科研能力，促进了教师的专业化成长。
⒉建立起了新的教师专业成长评价机制。
⒊积累了编写校本教材的经验。
⒋形成了良好的校本教研氛围。
此致
敬礼!
____初级中学
关于课题研究申请书2
泰兴市教育局教研室：
在小学作文教学研究这一领域，虽然在情境作文研究、读写结合作文研究、生活作文研究等方面已经取得大量研究成果，但是仍缺乏使学生感兴趣的写作内容和综合性教学策略方面的探索，更缺乏综合性与序列性，没有形成完善的快乐作文教学体系，导致学生习作兴趣不能长久保持，学生写作能力无法自然衔接和循序提高。为此，我校教师在教科室的领导下，结合作文教学实践和现状，确立了《在体验生活中快乐作文》这一课题。这一课题的提出，目的就是在快乐作文教学中寻求使学生更“易于动笔，乐于表达”之路。
课题名称：《在体验生活中快乐作文》 编号：TZJYS2011108选题依据：按照学生的认知规律和心理特点选择适宜的教学策略，并以课堂为现场，以教学为中心，以学生为主体，以校本教研为主，根据研究的内容选择有效的科研方法。在教学中通过分析研究，提高课题研究的质量。
研究的目的和意义：指导学生从体验生活入手，不断增强学生习作的兴趣，促进作文各因素的整体提高；促使学生深化对生活的认识和体验，进而快快乐乐写作文，促使学生主体人格的形成，语文综合能力和人文素养得到同步发展；改变教师的教学观念，使教师在语文教学方面具备较扎实的理论功底和实践能力，习作课堂教学水平和教学质量有新的提高，进而归纳、总结、探索出一套行之有效的快乐作文教学模式。
人员组成及分工：王金明为本课题的主要负责人，组织、指挥、处理实验日常事务。参研人员有王建友、王新锋、黄燕、吴梅、李慧民、封伟华、朱琴、黄慧等。
目前，本课题的研究组织机构已经建立，各项研究工作的准备已经就绪，特向市教研室申请开题，恳求教研室的各位领导、专家批准，并在今后的研究工作中给予关注、支持、指导。
泰兴市南沙小学《在体验生活中快乐作文》课题组
20xx年2月24日
关于课题研究申请书3
本项目将着重于新型量子功能材料的物性表征和新型量子功能材料的探索。主要研究方向为关联系统中的高温超导体、庞磁阻材料、石墨烯和拓扑绝缘体等材料中的电荷、轨道、自旋等自由度相互竞争、相互耦合，以及因此产生的多个量子态竞争和共存、自旋量子霍尔效应等现象。探索新型量子功能材料、发现新的量子态；对新型量子材料的物理基本性质进行研究、输运性质进行高精度测量、结合理论研究理解关联体系的物理机制；利用各种实验手段测量石墨烯和拓扑绝缘体的物理性质，研究因维数效应产生的新奇物理现象。按照项目的不同侧重点和研究手段的不同，将项目按照材料探索、物性研究、输运性质的高精度测量和低维体系四个方面展开研究：
1、新型超导材料和量子态的探索：
本课题的首要目标是探索新的高温超导材料，同时发展晶格结构和电子结构分析技术，以及超高压测量技术，分析自旋、电荷、轨道等有序现象，努力发现新的量子现象。研究内容互相补充，细分为以下几个方向：
（1）新材料的探索与合成及单晶生长：探索新超导材料，主要从事铁基超导材料以及类似的层状、多层含有类似Fe—As面的多元化合物的探索，以及包含稀土和过渡元素的其他层状多元化合物中的新材料探索；总结样品合成和成相规律，发展新方法、新工艺，寻找新现象、新效应；另外将生长高质量单晶样品以用于深入的物理研究。
（2）晶体结构表征与研究：对发现的新材料进行晶格结构、化学成分的表征，从而促进材料的探索；研究新的结构现象，深入分析新型超导体的微结构—物理性能之间的关联，研究化学成键、电子能带结构，研究高/低温结构相变等，研究晶格中缺陷、畸变对超导的影响。
（3）超高压下的量子效应研究：研发一套超高压低温测量系统（100GPa，1.5K），在此基础上研究超高压下铁基材料以及其他新材料中可能出现的新奇量子现象、超高压对超导转变的影响、高压高场下材料的物性和相图，探索高压下可能出现的新量子态和新奇量子现象。
（4）中子散射研究：研究铜氧化物和铁基高温超导材料以及其他新材料的晶格精细结构，电子自旋、电荷、轨道有序结构，研究超导材料及其母体中的自旋激发、自旋涨落的形成、演变及其和超导的关系，研究材料中形成的新的量子态和量子现象。
2、关联体系量子功能材料的物性研究：
利用谱学的方法研究新型量子功能材料的电子结构，主要包括ARPES，STM和自旋极化的STM（SP—STM），以及红外光谱的方法研究关联系统（以高温超导体和庞磁阻材料为主）的电子结构，争取在高温超导和庞磁阻材料的机理研究中有重大突破。具体到各种谱学实验方法和强关联体系中的问题，细分为：
（1）以高精度角分辨光电子能谱为手段，深入研究以高温超导体（包括铜氧超导体和铁基超导体）为主的多种新奇超导体材料。本项目将结合我们在高温超导材料和角分辨光电子能谱上的优势，对高温超导体进行深入系统的研究，重点研究超导态对称性、赝能隙、电子与其它集体激发模式耦合等现象。
（2）锰氧化物体系，特别是三维钙钛矿结构锰氧化物薄膜的电子结构，我们将在不同晶格参数的衬底上生长具有不同组分和厚度的高品质外延锰氧化物薄膜，用ARPES原位测量体系的电子结构。总结锰氧化物体系电子结构随组分、应力和温度的变化规律，研究电子—电子及电子—波色子相互作用对电子行为的影响，揭示电子结构和宏观物理特性之间的联系。从电子结构的角度出发试图阐明锰氧化物体系庞磁阻、相分离、电荷轨道有序等异常物理性质的内在机理。
（3）利用STM特有的原子级空间分辨率，局域态密度能谱，能量分辨谱图，及原子操纵功能。通过高分辨率的空间扫描成像，定位表面相关原子层结构，特别是掺杂原子的位置。研究掺杂原子对表面原子层结构的调制。通过局域态密度能谱，研究库珀电子对的激发态（超导能隙）与赝能隙（pseudogap）的关系。通过分析能量分辨谱图，研究超导序的二维结构及其演变规律。通过改变温度，调整掺杂浓度，及外加磁场，我们可以直观地观察超导序表面二维结构的变化。
（4）发展SP—STM技术研究高温超导材料中电子自旋结构。这个新型的SP—STM将能提供原子级空间分辨率和自旋极化分辨的谱图图像。利用这一工具，我们将着重研究在反铁磁与超导共存的高温超导体中的反铁磁自旋结构，超导磁通蜗旋中反铁磁核心的存在早已由SO（5）理论预测，此结果将验证SO（5）理论预测的结果。另外，我们将利用这一工具研究表面吸附的磁性原子对局域态密度能谱的影响及其与超导电子对的相互作用。
（5）建设强磁场下的红外反射谱测量系统，研究磁场下高温铜氧化物超导体和铁基超导体的准粒子激发行为。重点研究铜氧超导体和铁基超导体中电子与集体激发—声子激发/自旋激发模式的耦合问题。我们将用光学响应或光电导谱对材料的电子结构，传导载流子的动力学性质等重要信息进行分析，研究超导配对引起的能隙特征，揭示电子是与何种集体模式存在较强的耦合等基本信息。
（6）利用高压多重合成条件获得结构简单和性质独特的高质量的铜基和铁基高温超导体及巡游磁性体系单晶，探寻关联体系金属化过程的量子序及其调控机制。在我们成功的高温高压合成以上具有特点的多晶材料的基础上，进一步优化压力、温度和组分等极端合成条件，研制和研究在结构简单的、高质量的含卤素的Sr2CuO2+δCl2—x高温超导体单晶和可能的巡游型BaRuO3单晶，以及“111”型铁基超导体单晶体；运用多种能谱学、磁性、显微学等物理条件的综合表征体系，研究揭示这些体系的量子有序规律。
（7）利用我们发展的新的理论和计算方法，结合实验组的研究进展对多种过渡金属氧化物及其奇异物性进行定量的研究。一方面，为各种实验现象及其物理本质提供理论解释，另一方面，计算模拟并预测一些新型的量子有序现象，包括金属—绝缘体相变，轨道选择性的Mott转变，轨道有序态，Berry相等等。主要研究内容包括自旋与轨道自由度相关的量子现象计算研究；受限强关联电子系统中的量子现象计算研究。
3、量子材料输运性质的高精度测量
（1）首先我们将致力于自行研制加工一套较完备的电学、热学和磁学测量装置，其中包括热导率、热电势、能斯特效应、微晶比热和微杠杆磁强计等较独特的手段。这些装置将可以工作在低温、高真空、强磁场的极端物理条件下，测量结果的精度具有国际领先水平。将完善一套低温比热测量装置，获得比一般商业手段高出一个量级的测量精度。建造一套转角度的比热测量系统。研究非常规超导体的低能激发和配对对称性。完善小Hall探头系统和磁场极慢扫描的振动样品磁强计，精密测量磁场穿透行为，确定下临界磁场和超流密度随温度的变化关系。
（2）我们将对高温超导体、铁基超导体和钠钴氧体系进行深入的实验研究。这三个体系的共性是由于电子强关联作用，电荷与自旋自由度有分离的倾向，然而相互之间又存在着精微的相互作用，从而导致高温超导、超导与磁性紧邻甚至共存、居里—外斯金属等奇妙的物理现象。如何理解电荷与自旋自由度的关系是强关联物理的核心理论问题之一。我们可以通过选取特定的研究手段而选择性地分别探测电荷与自旋元激发，也可以同时研究二者之间的相互作用。将这些不同的手段结合起来将可以对关联体系中电荷与自旋的行为提供一个较完整的图像。我们关注的主要问题包括磁性与超导的相互关系、电荷与自旋有序态的形成机制、自旋自由度对电荷输运和熵输运的影响，等等。
（3）电荷与自旋的相互作用也是很多功能性关联材料在器件应用方面的物理基础，例如钠钴氧体系中自旋熵对热电效应的贡献、多铁材料中外加电场对自旋取向的控制、锰氧化物中外加磁场对电阻的巨大影响，等等。在对电荷自旋相互作用基本原理的理解基础上，我们还将探索它们在功能性器件应用方面，特别是超导效应、热电效应、磁阻效应等在能源和信息领域的新思路、新途径。（4）充分利用化学掺杂和结构修饰进行新量子材料体系的探索工作。采用合适的化学合成方法以及良好的合成设备，获得高质量的合乎要求的样品。采用x射线衍射、电子显微镜等常规实验手段对样品进行结构表征。必要时，通过同步辐射、中子衍射等大型研究设施对系统的结构作更细致的测量。对高质量样品进行各种精密的物理性质测量。包括电阻、磁电阻、霍尔效应、热电效应、能斯特效应、磁化强度、比热、热导、光学性质以及核磁共振和穆斯鲍尔谱等。归纳、总结系统的物理规律特性与电子相图。
（5）在新型铁基超导体系方面，我们将以元素替代作为主要探针，研究铁基超导体的超导机理。理论上拟以CeFeAsO1—xFx、CeFeAs1—xPxO等材料为代表，发展从磁性“坏金属”或“近莫特绝缘体”到重费米子液体过渡的理论框架，用平均场等方法、结合数值计算来研究这一理论，并以此来解释铁基超导材料在输运性质、磁学性质等方面表现出来的多样性和复杂性，探索这类体系中可能出现的奇特量子相变和相应的量子临界性。
（6）在铜氧化物高温超导方面，结合前述精确实验测量，我们将以掺杂莫特绝缘体模型为出发点，研究赝能隙区可能存在的隐藏的量子序、量子序和超导态的竞争和共存、费米面的重组、以及到费米液体区的量子相变。希望由此理解超导相图中在最佳掺杂区附近可能出现的量子临界点以及相联系的一系列反常输运和磁学性质；在重费米合金方面，我们拟以CeCu2（Si1—xGex）2等材料为代表，具体考察关联杂化项对量子临界点产生的影响，研究由于可能由于压力效应引起的f轨道价态杂变化，以及两个近邻的量子相变，确定相应的电阻标度行为和量子临界性。
4、低维量子体系和量子态的研究：
（1）探索制备高质量的石墨烯单晶的方法，研究生长条件对单层石墨烯结构的影响，探索重复性好、效率高、成本低、易控制的制备技术。表征单层石墨烯长程有序度。通过变温、低温STM/STS，深入研究石墨烯体系的本征电子结构以及缺陷、掺杂对电子结构的调制。生长高质量拓扑绝缘体单晶，研究它们的基本性质。
（2）探索和生长高质量的拓扑绝缘体材料，拓扑绝缘体大部分是合金材料，需要优化目前晶体生长工艺。争取准备组分分布均匀，形状规整的大尺寸二元固溶体多晶锭料。
（3）利用STM和扫描隧道谱（STS）表征，研究膜石墨烯的几何结构和本征电子结构。测量石墨烯膜的扶手椅型边缘和锯齿型边缘的局域电、磁性质。将充分发挥变温STM优势，研究单个分子以及多个分子在石墨烯表面可能的奇异动力学行为或几何结构，物化特征。
（4）利用STM研究在拓扑绝缘体的金属表面态；通过表面沉积非磁性杂质研究狄拉克费米子和杂质的相互作用，无磁性中性杂质对于拓扑绝缘体表面狄拉克费米子的散射，为输运性质的研究提供基础，检验和理解前人有效理论预言的拓扑磁电效应。利用自旋分辨的STM技术，观察杂质在实空间诱导的自旋texture。在表面沉积磁性杂质，研究体内磁性杂质所造成的时间反演破缺对于边界态的影响。尤其在带有内部自由度的杂质的研究中，着重研究在拓扑绝缘体背景下两个杂质的内部自由度相互间的量子关联，这对于量子信息处理将可能有重要的潜在价值。
（5）利用角分辨光电子谱测量石墨烯的电子结构，包括石墨烯的色散关系，电子—声子相互作用，电子—激子相互作用，能隙的大小等，以及这些参数随石墨烯层数、石墨烯与衬底相互作用导致的电子结构的变化。利用ARPES研究拓扑绝缘体的表面态，确定能级色散关系，狄拉克点的数目，判定系统是否是强的拓扑绝缘体。利用自旋分辨的ARPES和不同偏振模式的光源分辨电子不同自旋分支的色散关系，测量电子自旋的极化特性。
（6）利用核磁共振技术（NMR）研究研究三维拓扑绝缘体的磁性质，从磁性质上找到拓扑绝缘相变的证据。使用高压和掺杂技术调节三维拓扑绝缘体量子相变，进一步研究其在量子相变点的特性。改进NMR系统，提高核磁共振的灵敏性，从而可以对拓扑绝缘体的表面态进行研究。研究表面的磁激发谱及其金属态的特性，从而得到表面态在微波波段的磁性质，并进一步与块材绝缘态的性质进行对比。
第5篇：量子计算报告范文
关键词 量子力学 教学改革 创新能力 研究性教学
中图分类号：G643.0 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2015.07.017
Graduate Education Course Advanced Quantum Mechanics Teaching Reform
HU Ping， PENG Zhihua， GUO Ping， HU Jiwen
（College of Mathematics and Science， University of South China， Hengyang， Hu'nan 451001）
Abstract Postgraduate both the learning process to deepen the knowledge of the process is scientific ability， knowledge of scientific basis. From Graduate Teaching Mode existing problems， discusses the necessity of quantum mechanics graduate students in higher education， research teaching model introduced in the teaching process， improve the quality of teaching so that students master the basic principles of quantum mechanics， based on general ability， innovation ability has been greatly improved.
Key words Quantum Mechanics; teaching reform; innovative ability; research teaching
自上个世纪80年初期恢复研究生教育，我国的研究生教育进入了蓬勃发展的时期。①随着我国高等教育的发展，研究生教育规模的也迅速扩大，研究生教育质量已成为一个全社会关注的焦点问题。我国研究生的素质关系到国家的未来发展，研究生教育是为国家培养现代化建设、发展科技培养高水平、高层次人才;研究生教育是我国站上世界知识经济高点的重要支持;同时也是高校实现由教学型向研究型转变的重要基础。研究生教育不同于本科生教育，研究生教育不仅包含课程教学，同时包含了社会实践、学位论文等诸多环节。②然而作为科研能力、自主创新能力发展的基础――课程教学不仅要传授知识，更重要的是要指导研究生思考，是提高研究生培养质量的根本。
研究生教学质量是整个研究生教育的一个重要部分，如何合理利用现有教学资源条件，使得研究生教学质量能够稳步提高，则成为研究生管理的首要解决问题之一。自上个世纪80年代以来，高等教育改革逐渐兴起，其主要目标就是培养创新型人才，教育界越来越多地关注教学方法创新研究。首先，研究性教学，是一种能有效引导学生主动探究、培养学生创新能力的教学方式，引起全世界各地的教育及其相关部门的关注。目前，教育部实施研究生科研创新项目研究计划， 现在全国已有100多所大学参加这项计划。其次，在过去的几十年中，国内外在总结以前高等教育成果与不足的基础上，以培养创新型人才为教育主要目标，对原有的传统高等教育模式进行了改革。
自从20世纪50年代美国施瓦布教授首先提出学生的学习过程和科学家的研究过程是一致的以来，研究性学习引起了人们的广泛关注，提出了各种相关的理论。③④⑤ 然而，现在国内的高校课堂教学大部分都是基于传统教学模式：教师教学――课堂讲授为主的教学模式。而研究性学习，则主要是以研究问题为基础、由学生主动提出问题、并设计解决方案、解决问题，并在这一过程中获得知识、培养相应的能力，基于此中方式来展开教学与研究的教学模式在国内现有的教学理念与教学资源条件下，应用并不广泛。尤其是在相对较为抽象难懂的理工类课程如量子力学课程教学中应用更是甚少。⑥研究生教育主要是培养学生的科研能力与素养，首先要在“研究”的培养上下功夫，而研究生课程教学正好提供了这一平台。在本文中主要以高等量子力学课程教学为主要研究内容，探讨如何进行课堂教学改革。
自1978年国内恢复研究生招生制度以来，高等量子力学就被列为物理系各专业研究生必修的学位课程之一，同时高等量子力学也是报考博士研究生的考试科目之一，在原来本科阶段“量子力学”的基础上进行深化和拓展，主要是提供学生在后学研究工作中要用的一些知识和方法。量子理论已经成为解决物理学、生命科学、信息科学和材料科学等理论问题的关键。
量子力学作为一门微观物理课程，与经典物理学相比，有一个很明显的差异：其中很多理论很难与日常生活和经验对应，涉及的理论、概念非常抽象，同时涉及非常多的数学知识，如（线性代数、Hilbert 空间、群论、数学物理方法和复变函数等），内容繁多，知识结构广泛，使得学生理解起来有非常大的困难，同时容易诱使学生陷入复杂繁琐的计算，而失去对量子力学学习的兴趣。目前，从我校物理系硕士研究生的实际情况来看，学生的量子力学知识水平参差不齐，有的学生以前没有学习过量子力学，有的学生学量子力学学时非常短，同时每个研究方向对量子力学的需求也不尽相同。 因此，量子力学成为教师公认难教的课程、学生公认难学的课程。 高等量子力学的教学效果将直接影响学生以后的科学研究创新能力与论文水平。为了培养研究生日后的科研能力，我们主要从教学内容和教学方法上进行了改革探讨。
在教学内容上，结合本校教学时限（48学时）和本校学生的特点、学生的研究方向，主要目标是将量子力学的知识应用到其它领域，避免冗长的理论计算，激发学生的创新热情。重点学习量子力学的形式理论、微扰理论、对称性和守恒定律、量子散射理论等。
在教学方法上，根据学生的知识基础和教学内容的特点，改变传统的教学方式，采用学生为主的教学方式。传统的教学方式主要是以教师讲授为主的灌输式、填充式，由于量子力学本身的特点，这些教学方法对量子力学的教学实效非常有限。一方面，一个主角的表演使得本身比较枯燥的量子力学课堂毫无生气，学生面对复杂繁琐的数学推导，思维跟不上教师的节奏，学生的学习热情下降。另一方面，学生本身的角色没有改变，自主学习、自主思考没有可锻炼的平台。教师考虑到自然科学的特点，一定要从知识的传承角度出发，这样教师要去贯彻启发式的教学方式。学生学一门课，学的是前人从实践中总结出来的间接知识。一个好的教师，应当引导学生设身处地去思考，自己是否也能根据一定的实验现象，通过分析和推理去得出前人已认识到的规律？自然科学中任何一个新的概念和原理，总是在旧概念和原理与新的实验现象的矛盾中诞生的。⑦作为教师，要充分利用新旧理论的矛盾提出问题，让学生思考问题，并设计一套完成的解决方案。在量子力学的课堂教学中，笔者结合实际情况，主要采取的是学生讲授为主、教师辅导的方式。尽管学生对量子力学知识的理解有限，但是一方面可以促使学生在课前预习;另一方面学生为了准备一堂课，要查阅相关资料，这样就可以极大地提高学生查找资料的能力，拓展学生知识面。作为教师，从学生讲授中也可以得到一些启发，诸如学生对一个问题理解的切入点与教师理解的不同，从而教师可以调整日后的课堂教学，使得课堂教学的内容从抽象化为通俗。
将科学研究融入到课堂教学，也是实现课堂教学改革的有效方式之一。研究生不仅要学习知识，更要的是做科学研究，寓教于研同样可以提高教学效果。在课题教学中，针对一个主题，在讲授基本知识的同时，更多的引入与之相关的前沿知识，并要求学生设计相关的问题，展开调查研究，以论文、学术报告的方式提交研究成果。通过此种方式，研究生的科学研究能力得到锻炼，创新思维能力得到培养，符合我们培养创新型人才的目标。
本文结合本校研究生的实际情况以及量子力学学科特色，我们主要从从教学内容、教学方法两方面探讨高等量子力学课程的教学改革。随着我国高等教育的发展，研究生课程教学改革还有待进一步地深化，这样才能提升我国研究生教育的整体水平，为祖国的发展培养更多的人才，日益增强国家的综合国力。
本文得到南华大学教学改革研究课题，2014XJG49;南华大学研究生教学改革研究项目 资助
注释
① 周萍.量子力学研究性教学[J]. 中国科教创新导， 2011（17）： 89-90
② 高芬.美国高校研究生教学中的“教”与“学”――以美国马萨诸塞大学阿默斯特分校教育学院为例[J].学位与研究生教育，2011（3）：73-77.
③ 沈元华.设计性、研究性物理实验介绍[J].物理实验，2004（2）：33-37.
④ 顾沛.把握研究性教学、推进课堂教学方法改革[J].中国高等教育研究，2009， （7） ：3 1-33 .
⑤ 陈兴文，白日霞，李敏.开展研究性教学培养大学生创新能力[J].黑龙江教育：高教研究与评估，2009（1）：123-125.
第6篇：量子计算报告范文
维因兰德是哈佛博士。
法国人塞尔日·阿罗什和美国人戴维·维因兰德因为粒子控制研究而获得2012年度诺贝尔物理学奖。
诺贝尔物理学奖评审委员会认定，两名获奖者“独立发明并发展测量和控制粒子个体、同时保持它们量子力学特性的方法”。
成果具“奠基意义”
瑞典皇家科学院常任秘书诺尔马克当天上午在皇家科学院会议厅宣读了获奖者名单及其获奖成就。他说，这两位物理学家用突破性的实验方法使单个粒子动态系统可被测量和操作。他们独立发明并优化了测量与操作单个粒子的实验方法，而实验中还能保持单个粒子的量子物理性质，这一物理学研究的突破在之前是不可想象的。他们的成果因而具有“奠基意义”。
随后，诺贝尔物理学奖评选委员们介绍了获奖者的研究成果。他们说，通过巧妙的实验方法，阿罗什和维因兰德的研究团队都成功地测量和控制了非常脆弱的量子态，这些新的实验方法使他们能够检测、控制和计算粒子。
瑞典皇家科学院认为，单个粒子很难从周围环境中隔离观测，一旦它们与外界发生交互，通常会失去神秘的量子性质，使得量子物理学中很多奇特现象无法被观测到。但两位获奖者通过实验，能够直接观察单个粒子却不对其产生破坏，开辟了量子物理学实验领域的新时代。
两人将平分奖金
鉴于粒子研究的“纯科学”性质，诺奖评委会对本年度获奖成果的实际应用没有“渲染”表述，只提及两名获奖者所创制方法的一个实例：促成研发“极为精准”的时钟，精度比现有铯原子钟高百倍。两位获奖者将平分800万瑞典克朗奖金。不过，欧洲经济状况不佳所致，与2011年度诺奖相比，奖金总额缩水20%。
塞尔日·阿罗什
68岁
法国人塞尔日·阿罗什1944年在摩洛哥出生，1971年在法国首都巴黎的皮埃尔和玛丽·居里大学获得博士学位，现任法兰西公学院和巴黎高等师范学院教授。阿罗什的获奖，使法国获得诺贝尔奖的科学家达到了55人。
解“纠缠”
阿罗什的研究课题，涉及一种名为“量子纠缠”的现象。所谓“纠缠”，是基本粒子所处微观层面上，单个粒子一方面难以与周围环境分离；另一方面是一旦与周围环境相互作用，随即失去量子特性；另外，如果两个粒子相互作用，即使两者分离，互动作用会继续存在。相当长一段时期内，量子物理学理论所预言的诸多神奇现象难以在实验室环境下直接“实地”观测和验证，只存在于研究人员的“思维实验”中。
从上世纪80年代初开始，阿罗什及其同事所作研究援用量子光学原理，探究光和物质之间的基本互动，具体手段是阿罗什让原子通过一个“陷阱”，从而控制和测量被困光子和光的粒子。
戴维·维因兰德
68岁
美国人戴维·维因兰德与阿罗什同年，美国出生，1970年在美国哈佛大学获得博士学位，现在美国标准技术学院和科罗拉多大学任职。
设“陷阱”
维因兰德及其同事所作研究与阿罗什及其同事几乎同时起步并，所援用方法的理论依据相同，所采用的手段同样有许多相似点。只是，实验中，维因兰德设下“离子陷阱”，困住带电原子或离子，通过光或光子来控制和测量它们。
曾有六华人获此奖项
历史上曾有李政道、杨振宁、丁肇中、朱棣文、崔琦、高锟六名华人获得这个奖项。
2011年诺贝尔物理学奖被授予美国加州大学伯克利分校天体物理学家萨尔·波尔马特、美国/澳大利亚物理学家布莱恩·施密特及美国科学家亚当·里斯，表彰他们“通过观测遥远超新星发现宇宙的加速膨胀”。
2010年诺贝尔物理学奖被授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究。
2009年诺贝尔物理学奖被授予英国华裔科学家高锟及美国科学家威拉德·博伊尔和乔治·史密斯。高锟在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”取得了突破性成就。博伊尔和史密斯发明了半导体成像器件——电荷耦合器件（CCD）图像传感器。
2008年度诺贝尔物理学奖被授予美国科学家南部阳一郎和两位日本科学家小林诚、利川敏英。南部阳一郎因为发现次原子物理的对称性自发破缺机制而获奖，日本科学家小林诚、利川敏英因发现对称性破缺的来源而获此殊荣。
2007年诺贝尔物理学奖由法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔分享。这两名科学家获奖的原因是先后独立发现了“巨磁电阻”效应。
日本医学奖得主修洗衣机时知获奖
今年诺贝尔生理学或医学奖得主山中伸弥说，得到获奖通知时，正在家中修理洗衣机。
山中伸弥现年50岁，在日本京都大学任职。他8日在京都大学举行的新闻会上说：“我没想到能获奖。当天在家里，洗衣机‘咔嗒、咔嗒’响。我刚想修理洗衣机，手机响了，对方说英语。我得知自己获奖。”山中说，日本和其他国家有资格获得诺贝尔奖的人很多，接到电话时，不敢相信自己获奖。
山中现在任京都大学“诱导多能干细胞”（iPS）研究和应用中心主任，6年前发表有关“诱导多能干细胞”的研究成果。他和英国人约翰·格登因在“诱导多能干细胞”领域的发现今年共同获奖。
山中在新闻会上说：“发表‘诱导多能干细胞’研究报告后5到6年，我获得国家很大支持，否则可能不会接到来自斯德哥尔摩的电话……感激是我现在唯一能说出的词。”诺贝尔生理学或医学奖评审委员会位于瑞典首都斯德哥尔摩卡罗琳医学院。
第7篇：量子计算报告范文
市场营销工作在大数据背景下受到一定的影响，市场营销作为一门实用性非常强的学科要与实际市场营销紧密联系才能够培养出符合社会需要的人才。因此，市场营销教学方法在大数据背景下成为新的热点课题。本文首先分析了大数据背景下市场营销的特点，然后细致讨论了该背景下市场营销教学的方法和策略。旨在为高校市场营销课程专业的教学教研工作者提供参考。
关键词：
大数据背景；市场营销；教学方法
“大数据”成为了网络时代中一个新的名词，所谓“大数据”既不是一种新的技术，也不是一个软件。“大数据”主要是网络时代信息高度共享后出现的一种现象，即单位时间内呈现出的数据的数目激增。市场营销工作很大比重依赖于对数据的整合与分类，从而确定营销方案。面对庞大的数据，市场营销工作的开展有了更好的机遇，同时也面临着庞大工作量的挑战。另外，量的积累导致质的飞跃这一哲学原理也适用于市场营销工作，当数据量非常大的时候，就可以创造性进行应用以实现市场营销工作的创新。所以在大数据背景下市场营销教学方法必然要进行适度调整。
一、大数据背景下市场营销的特点
1.具有商品关联挖掘网络营销特点商品关联挖掘营销是指在某种特殊联系的基础上将两种商品放在一起，进行营销推广。这种商品关联挖掘网络营销模式需要以大数据为基础探索商品之间的联系。啤酒和尿不湿本是不相及的两种商品，但是经过巧妙联系却可以绑定在一起销售。美国妈妈照顾宝宝没有时间出去买尿不湿，爸爸下班买啤酒的时候正好把尿不湿买回家。
2.具有基于大数据的用户行为分析营销特点在大数据背景下建立用户行为分析营销模式意指通过记录和分析用户的上网数据，总结出用户的喜好和经济水平，筛选出有价值的潜在客户，对其制定一对一的营销计划。时下淘宝和美团都根据用户的已购买信息来为用户推送相关商品,这种营销行为也受到客户的好评，他增加了客户与商家的互动粘度。
3.具有基于大数据的个性化推荐营销特点网络营销模式中，基于大数据背景下的个性化推荐营销模式是非常重要的模式，在目前的一些社交网络平台中，比如微信、微博、知乎等，用户可以根据自己的喜好建立属于自己的社交圈，在自己的社交圈中随时随地自己喜欢的信息，利用大数据，销售者可以收集这些用户喜欢的信息，分析消费者的心理需求，利用快速的网络传播速度和目前庞大的社交群体，进行个性化的商品推荐，这种营销方式和用户行为分析营销方式有很大的相同点，也具有极强的针对性。
4.具有现代通信的大数据分析营销特点现代通信数据分析营销模式的运用在实际生活中的例子有很多，其中比较有名的有淘宝中量子恒道统计，它主要有两种功能，一种是量子恒道网站统计，另一种是量子恒道店铺统计，网站统计主要是统计客户和第三方的一些数据和内容，比如网站访问量，全面监控数据变化，同时通过分析收集的互联网数据，归纳总结客户的网络使用规律，根据分析结果制定相关的网络营销策略，量子恒道店铺统计通常是实时统计淘宝店铺在运营中产生的数据，利用这些数据对店铺作出相应修改，吸引客户。
二、大数据背景下市场营销教学的方法和策略
1.增加学生做课堂报告的案例分析课比重增加学生做课堂报告的案例分析课比重的目的在于让学生对于市场营销活动有整体感知，能够将市场营销的理论知识应用于分析当中，对学生市场营销基本功的夯实大有弊。此外，市场营销专业的每位学生都要做一个课堂报告，不同的学生的兴趣点不同，学生们在做课堂报告时就是信息共享的一个过程。在学生做课堂报告的案例分析中，老师要注意以下三点以达到理想的教学预期。第一，教师要为学生提供一个经典的模板。制作模板的目的是让学生们知道要做哪些事情，做到什么程度。这样就让学生养成良好的市场营销思路，具有扎实的专业基础。第二，教师要对学生的案例分析进行深度点评。老师的点评主要分为两个部分，一是课上点评，主要是抓住案例的亮点和学生分析的独到之处，从而让学生们共同学习；二是课后点评，主要是对学生的不足之处和课堂上时间限制而点评完的内容进行补充。老师的深度点评能为学生的案例分析提供新的方向和反思。第三，教师要将学生的案例分析作品汇集成册。该项工作开展主要是为了达到教学相长的目的，教师对学生案例进行点评要与时俱进地结合当下市场营销实际，长期积累后的案例分析作品集就是校本教材的雏形。
2.将市场营销课堂转移到计算机网络中心将市场营销课堂转移到计算机网络中心的目的在于让市场营销专业的学生能够熟练使用现代通信设备，从而能够在大数据背景下在营销工作中娴熟运用现代通信设备。时下市场营销中的问题是营销专业的工作人员的通讯设备使用能力欠缺，而通信设备专业工作人员不懂营销，两者之间的沟通误差造成了营销效果不理想。增强营销专业学生的讯通设备使用能力则可以提高市场营销活动能力。在计算机网络中心进行市场营销课程的讲解要注意以下三点。第一，教师要通过主机对学生所用计算机进行总体控制。教师所用计算机为主机，学生所用的为子机。教师在进行课程讲解时要通过主机对子机的控制来学，从而避免学生开小差。第二，教师要将学习讲义提前发给学生供学生预习思考。该教学过程可以参考美国教学中常用的“翻转式”课堂教学方法。将课堂转移到计算机网络中心的目的主要是增强学生利用计算机来处理数据的能力，所以课堂练习是重要部分，通过预习能够大幅减小课堂讲解的时间，从而为大量练习提供必要的时间保证。第三，利用校内网来构建网络学习平台，下课前学生要将课上的练习任务提交到网络平台上。网络学习平台能够对学生的课堂练习情况进行监督和反馈，同时也为教师对学生练习的批改提供了方便。
3.构建师生互动式教学模式构建师生互动式教学模式的目的在于让学生在课堂上有更多的话语权，从而实现学生主体教师主导，教师将学生们的观点和信息进行有效整合，从而挖掘商品关联性，进而培养学生用普遍联系的观点来思考问题，最终培养出适应社会需要的创新型人才。在构建师生互动教学模式时，要注意以下三点。第一，扮演主持人的角色，掌握课堂讨论话题的主导权。互动式课堂的弊端是容易出现学生跑题的状况，老师要对学生讨论内容的主题进行把控。第二，适当提问，引导学生思考。互动式教学成果得益于教师和学生的深度沟通和交流，老师适当提问能够引导学生向着预期的方向思考，从而有利于教学的顺利进行。第三，适时质疑，激发学生的思考辩论潜力。青年学生有着不服输的精神，老师适时的质疑能够激发学生的潜能。
4.增加学生的实践课程比重增加学生的实践课程比重的目的在于让学生在大量实践中掌握用户行为分析的能力。不同学生感兴趣的营销课题不同，经过实践学生能够找到自己喜欢的课题，并对商品用户的行为进行分析。在增加学生的实践课程比重要要注意以下三点。第一，要对学生的实践课程进行进度追踪和成果检查。对进度的追踪是督促学生以克服学生的惰性，成果检查是对学生做事效率的要求。第二，要在学生的实践课程中与学生保持互动联系，从而予以学生技术上支持和理论上的帮助。学生实践的目的在于将理论知识应用到实际中，大数据时代下，很多营销活动都发生了变化，学生需要老师对其实践进行答疑解惑。第三，在条件允许的情况下，教师要与学生所在的实践单位的营销负责人联系，从而对学生面临的营销内容有深度的了解，进而给学生具体的有效的指导。
三、结语
综上所述，大数据背景下，市场营销方式发生变化，相应的市场营销的教学方法也要有针对性地进行改革。这既是市场营销专业适应企业需求的需要，也是对教育领域中全面深化改革的践行。增加学生做课堂报告的案例分析课比重，能够让学生将市场营销的理论知识应用到分析当中，提升学生能力，同时不同学生做不同类型的课堂报告，能够拓宽学生视野，增大整个学习阶段的信息量。将市场营销课堂转移到计算机网络中心可以保证师生在课堂上共享网络资源，教师可以知道学生应用现代通讯技术对大数据进行处理以服务于市场营销工作。构建师生互动式教学氛围，能够增加学生的话语权，在教师的引导下让各种思想碰撞出火花，从而了解各种商品的关联性。增加学生实践课的比重，可以让学生对自己感兴趣的商品进行用户分析，从而提升学生的市场营销实战能力。因此，高校市场营销专业教师教研工作者要对当下市场营销的特点进行深入分析，从而创造性地研究出有效的教学方法。
参考文献:
[1]徐国虎,孙凌,许芳.基于大数据的线上线下电商用户数据挖掘研究[J].中南民族大学学报(自然科学版),2013(02).
第8篇：量子计算报告范文
1983年出生，2006年获南京大学物理系学士学位，随后进入中国科学院理论物理研究所学习。2008年赴英国留学，进入剑桥大学三一学院，在剑桥大学天文和宇宙学研究所攻读博士学位。
如果，我们能够找到一个可以描述宇宙起源的完整理论，它应该可以被所有的人所理解和掌握，而不仅仅是这个领域的科学家。它也意味着，人类理性获得的巨大成功，和人类透析上帝思考的伟大智慧。
――斯蒂芬・霍金《时间简史》
浩渺的宇宙，总是激起人们无限的遐想与追问：宇宙从何而来，宇宙如何演化，宇宙将走向何方，在宇宙中我们是否是孤独的人类？要找出这些神秘问题的答案，只能诉诸于复杂和抽象的物理理论，以及精确的实验技术。当我在灿烂的星空下仰望苍穹，心中升起种种猜想和疑惑时，一条世界重大科技新闻，将我的目光和兴趣聚焦到了天体物理学和宇宙学。
在南大确定研究方向
1998年，美国加州大学伯克利分校和约翰・霍普金斯大学的2个研究组，通过对超新星光度距离的研究，发现了宇宙暗能量的存在。通过分析，他们发现，距离太阳系远处的超新星，正加速向我们离去。从1929年起，哈勃(Edwin Hubble)就告诉人们，远处的星系正向我们退行，即宇宙在膨胀。然而由于万有引力，物质之间会不断地吸引，以及塌缩。因此，人们认为宇宙即使膨胀，也应该减速膨胀。然而，1998年的发现却彻底改变了人们的预期：星系正在加速向我们离去，宇宙在加速膨胀!
那么，是什么神秘的物质驱动宇宙加速膨胀的呢？这便是举世闻名的“暗能量问题”。
2002年，我进入南京大学学习。南大的学风很好，较少受到社会上浮躁之风的影响。上大学期间，物理系组织的针对本科生的报告，我基本上每一次都去。南大物理系的优势在于凝聚态物理和微电子物理（应用物理），所以报告基本上都是围绕这两方面的内容。但对于天体物理和基本粒子物理学方面的报告，却非常少。
凝聚态物理的报告，比如纳米科学、晶体生长、磁性材料等等，其实很有意思。坦率地说，我也学到了不少东西，但我总感觉这不是我想要研究的。直到2004年，一次报告将我的视野一下子打开了。这一年，美国宇航局和普林斯顿大学的WMAP卫星实验组，了该卫星测量宇宙学基本常数的数据，确定了宇宙中暗能量占74%，暗物质占22%，可见物质只占4%。中国科学院理论物理研究所的李小源研究员和高能物理研究所的杜东生研究员作了一个“时间、空间、物质和能量的科学”的报告，介绍了国际上这方面的前沿进展。他们将微观世界的基本粒子和整个宇宙的演化相联系，解释当今宇宙的星系、星系团结构是如何和宇宙及早期的微观世界的动力学相联系的。那个晚上精彩的演讲，我至今记忆犹新。
我于是便认准了我感兴趣的领域。南京大学离紫金山天文台（办公楼在南京市的北京西路，观测站在紫金山上）不远，陆院士领导的天体物理研究组每周都有讨论，我争取每周都前往参加讨论，虽然那时候对宇宙中结构形成还不是很清楚，但对于暗物质和暗能量问题已有一定的了解。
我决定在毕业以后去中国科学院理论物理研究所（以下简称“理论所”）去攻读理论天体物理学研究生。让我感到庆幸的是两件事：（1）我在大学第四年期间，已经把研究生的理论物理学课程全部跟班学习了一遍，并且参加了考试，其中有一门还得了满分。这让我在之后的研究过程中有了一定的基础；（2）由于当时成绩还可以，我被保送进入理论所读硕士研究生，这使得我有了大量的时间去研究和思考一些专业问题。如果没被保送而需要参加统考的话，我会花费很多时间去准备“考研”。我面试的时候，理论所在全国一共招收20名学生，如果我没记错，我当时面试总成绩是99分，排名第一。我后来见到了李淼教授（弦理论专家），我还跟他讨论过一个面试时我遇到的量子力学的问题。
难忘中国科学院
我到了中科院理论所之后，并没有直接进入暗物质和暗能量的研究，而是花了很长的一段时间，学习广义相对论的唯一性定理的知识。后来事实证明，这部分时间花得不是很值当，因为该理论的发展已经比较成熟，没有太多可以开拓的空间。我还在宇宙的扰动理论方面花了很多的时间，成效也不是很大。因为这些东西都已经被人们非常好地发展起来了，可做的新东西不多。这时我开始逐渐地思考，以后的研究该怎样定位，怎样才能做一些有新意，比较独特的研究。
暗能量的理论问题，人们尚未把它搞清楚，主要的原因是，人们对于真空能(Vacuum Energy)的本质还不甚了解，不知道究竟是哪一种基本的量子场，或者是由某种时空几何决定的。这其实是当今国际理论物理学界的头号难题。因此，在没有基础理论上取得根本进展的前提下，人们试图去构造一些唯象（即现象学上的解释）上的模型，去解释宇宙的加速膨胀。当然，这些模型目前都只是唯象上的近似，并非已经得到公认的基础理论。但是研究它们，对于天文观测也是一种促进，因为你知道了不同的模型会有一些不一样的宇宙观测的预言，可以期待着在天文的一些观测上得到验证或排除。
我花了一段时间研究了全息暗能量，探讨了它在观测上的一些可能的预言，以及利用当时最新的天文观测数据（超新星、微波背景辐射等）去限制了这个模型，并且首先用统计学上的贝页斯证据(Bayesian Evidence) 去计算了它与宇宙常熟模型的之差等等。后来，在美国洛杉矶2008年初举办的“暗物质与暗能量”会议上，我应邀报告了这方面的一些工作。
随着研究的深入，我逐渐感觉到，要真正地探究这些宇宙中的神秘物质，找到宇宙的起源与结构形成的一些实验上的关键证据，必须掌握丰富的天文观测资料，并具备强大的数据分析方法。在这方面，国内的研究实力很有限；应该说，不仅是中国，整个亚洲在这方面的研究都非常薄弱；于是，当2008年初我拿到一笔剑桥大学的奖学金时，我决定赴剑桥大学留学。
英国的留学生活
能来剑桥大学，实属幸运。剑桥有一个研究实力很强的天文研究所（我现在所在的研究所），几乎在相关的领域，研究所都有世界著名的科学家，比如唐纳德・耶丹・贝尔（Donald Lyden-Bell）（星系、黑洞、广义相对论）、马丁・里斯（Martin Rees）(宇宙学、星系)、安德鲁・费边（Andrew Fabian）（X射线与黑洞）、罗伯・肯尼卡特（Rob Kennicutt）(恒星形成)，以及我后来的导师乔治・艾夫斯塔修（George Efstathiou）(宇宙学)。就算是一些资历较浅的研究员也相当知名。另外，离研究所不远，还有另外2个研究所：霍金的“理论宇宙学中心”，以相对论和宇宙弦(Cosmic String)的研究而出名；卡文迪许实验室(Cavendish Laboratory)的天体物理研究组，以发现脉冲星和开创射电天文学而闻名。这些单位之间经常会有一些讨论。
这几年天体物理学的研究方向，主要是宇宙微波背景的研究(Cosmic Microwave Background)，以及星系和星系团等宇宙中大尺度结构的形成的研究。为什么人们要研究这些东西呢？主要的原因在于，人们试图去了解宇宙中结构的形成，即我们所观察到的星系团、星系、恒星系统，究竟是如何演化来的，即动力学上是如何形成的。因此，要想回答这个问题，有两个要素是必须要了解的：星系和恒星体统形成的初条件是如何，以及动力学方程是怎样的？而宇宙之所以复杂，就是在于动力学上，有一些很复杂的、尚未被科学家搞清楚的物理学过程（比如重子物质如何与暗物质发生相互作用等等），这会给研究结构形成的动力学带来很多的不确定性。人们所采取的办法主要有2个：一是观测上要掌握大量的实验资料，尤其是对不同种的星系和恒星系统的资料都要掌握；另外，在理论上，通过数值模拟，可以计算那些不同的微观机制(比如上面提到的相互作用)，究竟会对最后形成的星系和恒星系统有多大的影响，从而通过与观测对比，确定下来可能的机制。在攻读博士学位阶段，我的一些对星系的速度场的研究，主要遵循的是这个思路。
另外，对于结构形成初条件的观测，也是非常的重要，因为这方面的观测量，会直接影响到对早期宇宙初条件的限制。它所发生的物理学过程是这样的：宇宙在极早期由于量子效应会产生一些时空上的量子涨落，而这些涨落经过宇宙的演化会“进化”为宇宙中不同物质密度的涨落（比如光子、可见物质，以及暗物质等等）。那么通过对于这些物质涨落能谱的观测，我们就可以推测在宇宙的极早期，究竟是哪些量子效应在起作用，从而对宇宙的起源问题给出一些有意义的启示。这对于理论物理学家会是非常感兴趣的内容，因为理论物理学面临的最大问题，即“大统一”问题（Grand Unification Theory），就是要去寻找能够统一电磁力、弱相互作用、强相互作用力，以及引力的基本理论，而这种理论描述能量极高的物理，而通常的地面的加速器提供不了这么高的能量。但现在天文学家和宇宙学家却有可能在宇宙中，找到验证这些理论的办法，这当然是非常重要的研究方法。沿着这条线，我也持续在做一些研究工作。
由于卫星、地面望远镜等天文观测手段的不断加强，有一些领域不断地受到人们的重视，因为它们有可能在未来提供一些解答难题的关键性的实验证据，比如：
1.再电离（Reionization）：宇宙中的原初星系是如何形成的。
2.引力波（Gravitational Waves）：验证广义相对论，寻找引力在早期宇宙的效应。
3.太阳系外行星问题（Extra-solar Planet）：太阳系外的行星，它们的环境如何，有没有生命的存在等等。
这些问题，每一个都很宏大，都不是人们在几年内就能够轻易弄明白的，因为其中任何一个问题如果能够被观测到，都意味着天文学领域的重大突破。因此我认为，我们应该时刻思考着宏伟的物理图像，并且时刻注意这方面的观测和实验上的突破与新的证据，以及理论方面的进展。
我时常在想，怎么样才能真正地认识大自然，了解大自然。我逐渐找到了一条方法论，就是去认识大自然的结构，认识大自然的动力学过程。浩渺的星空，就给了我们无穷无尽的探索的空间，给了人们以“重新发现”大自然的机会。从这个意义上来说，天文学是一门有着无穷宝藏的的学科，而人类就像是在捡着贝壳的孩子，去试图勾勒一片大海的美丽图景。
第9篇：量子计算报告范文
神经科学也遇到了谜题：为什么人脑只回忆过去却不记忆未来？
“理解时间之箭在许多情况下（进化、衰老、记忆、因果关系、复杂性）究竟是怎样表现的，还有很大的研究前景。”卡罗说。
物理学家希望将来会有更多的答案——当然，假设有这样的答案。
当你玩得开心时，时间真的过得更快吗？
时间知觉是一个大脑的持久未解之谜。当我们对包含在精细动作任务中的毫米尺度有一个充分理解的时候，怎样有意识地感知秒和分——所谓间隔时间——显然仍是个谜。
首先，我们并没有专门用于时间知觉的感觉器官，因为我们通过触觉、味觉和嗅觉来感知我们外界的物理和化学性质。由于没有临床症状，对时间知觉的缺乏完全无法定义，研究起来非常困难，因此，时间也是不同寻常的。“我们真正想要找的，是那些像失忆者在记忆一样，不善于定时的人，”英国基尔大学的约翰·韦尔顿说，“但并没有这样的人。”
有人相信，这是有原因的。北卡罗来纳州杜克大学的沃伦·梅克认为，计时对感知来说是如此重要，以至于我们的大脑已经进化出几套备份系统，可以在主时钟受损时来应付。这就是为什么很难找到不能感知时间的人的原因。
没有人真正了解这种时钟的生物学基础究竟是什么。最近有人又找到一种对计时的解释，叫做“起搏器一蓄电池模型”，认为大脑具有定期发射脉冲的某种起搏器，这些脉冲储存在一个蓄电池里，可以被计数，以估计过了多长时间。
这种模型的问题是，虽然它适合时间感知的各种观察，但在细节上却有缺陷。不要说起搏器是什么，位于什么地方，什么是脉冲，它们储存在哪里，或者说它们是如何计数的，虽然各种各样的观点被提了出来，但这种模型在很大程度上仍只停留在理论上。
一种完整的时间感知理论还必须解释它为何如此灵活。可卡因、苯丙胺和尼古丁全都显示为加速时间感知，而某些抗精神病药物却减慢了时间感知。所有的东西都干扰神经递质多巴胺。多巴胺系统紊乱的人，比如患帕金森病或精神分裂症的人，他们在时间感知上同样遭受着折磨。
在其他方面，时间可以被伸缩。当你受到惊吓时，时间似乎慢下来，而当你玩得高兴时，时间好像飞逝一般。当你长大时，时间似乎过得更快。
这些谜题的关键可能在于：我们怎样思考如何感知时间的问题。“我们处在时间只是一件事物的幻觉之下，但我们可以接受时间的各个方面，并在其他地方分别运用它们。”得克萨斯休斯敦贝勒医学院的大卫·伊格曼说，“这可能意味着我们对时间的感知也有几个组。”
也许我们对能够感知时间的不同方式最好的说明是：伊格曼说服研究对象从一个高塔上仰面倒下，掉进下面30米的安全网中。当他们倒下的时候，被要求看着戴在手腕上的发光二极管显示器。显示器显示一个数字，这个数字的刷新每秒相间20次。这通常太快，无法感知，但如果“大脑时间”在惊恐状况下真的慢下来，他们就应该一直能读到这个数字。
虽然受试者报告说，倒下这个动作似乎比实际所花时间2.5秒延长了大约35%，但是他们谁也没能读到那个数字。
伊格曼认为，当你倒下时，时间似乎放慢的原因是紧张或新奇的状况控制了我们的注意力，导致大脑吸收更多的细节。伊格曼还表明，当大脑再三面临同样的图像时，实然转换一个不同的图像，这个新图像似乎延续得更久，即使显示的时间是一样的。当接触到这个新图像时，大脑还使用了更多的能量。时间长度好像是延长了，似乎与大脑记录一个事件所需能量有关。
这个观察可能还有助于解释为什么当我们长大时，感觉时间加速了。对孩子来说，一切都是新的，大脑处理着世界上的大量信息。随着年龄的增长，大脑学会了这个世界的规律，并且停止记录同样的信息。“就好像你在夏末时回顾过去的时光，你没有那么多的连续镜头，它似乎过得更快。”伊格曼说。
这也许说明，我们可以尝试把许多不同的快乐经历尽可能压缩。麻烦的只是寻找时光。
时间旅行有可能吗？
通常人们认为时间旅行不过是科幻小说里的调料而已。毕竟，赫伯特·乔治·威尔斯在18世纪晚期就写下了《时间机器》，但至今仍没有人能真正建造一部时间机器。但只要我们不放弃，继续这一发现之旅，我们终有可能找到通往未来或过去的通道。
时间旅行继承了广义相对论的基础。爱因斯坦广义相对论预言，时间在强引力下运行更慢，因此，如果你生活在一问小平房里，要比生活在摩天大楼里老得更慢。越是接近地面，就处在越强的引力中。所以，要制造一部时间机器，你就得把两个时间流动速度不同的地区连接在一起。
例如，地球和紧邻黑洞的地方，黑洞强大的引力使得时间流动极其缓慢。当你星期五光临地球的时候，黑洞附近还只是星期三。因此，如果你能从地球突然旅行到黑洞附近，你就能够从星期五返回到星期三。瞧，这就是时间旅行。
问题是，你能吗？理论上说，你能。根据量子理论，时空的结构是一串穿过时空被称为虫洞的微小捷径。沿这样一个通道几步，你就可能出现在银河系另一边几光年远，甚至出现在过去或未来的年代。就是现在，叫做中微子的幽灵般的微粒很可能已在上演这样的壮举。
然而，对我们来说，首先要做的是挑选出几个实际的问题。要利用虫洞进行时间旅行，就必须将时间与你想要往返其间的地方连接起来：这可能意味着以某种方法将一端拖到最近的黑洞。
即使做到了这个，你仍会有问题：你需要将量子规模上的虫洞扩张到宏观尺度，并设法保持出入口畅通。这很有挑战性，因为虫洞极不稳定，眨眼之间就会关闭。要维持出入口开启状态，就需要一种假想的带排斥引力的物质。我们不知道是否存在这样足够强大的奇异物质。但我们知道，要创建一条出口1米宽、足以让一个人爬过的隧道，你得在1年内使用从我们银河系大部分恒星里抽出的全部能量。
尽管如此，这样一部时间机器也绝不会将我们带回到历史上的伟大时刻。如果我们找到一个虫洞，显然这将是时间旅行者第一次能够到达过去。因此，如果你想要进行恐龙狩猎远征，你只有一个选择：找到一部至少6500年前天外来客弃置在地球上的时间机器。
但是，我们可以用我们自己的时间机器做一些有趣的事。例如，我们一旦建造了一部时间机器，未来文明就将能够回访我们。这展示了一种有趣的可能性：某人能够返回，杀死一个直接的祖先，使他自己不可能存在。这便是时间旅行中最为著名的概念上的难题——“祖父悖论”。结果，量子物理学也许有答案。
多年来，量子物理学家一直在进行“瞬时移动”的尝试，他们通过复制信息（描述一个粒子，并把它粘到另一个遥远的粒子上）来搬运粒子。麻省理工学院的赛斯·劳埃德和加拿大多伦多大学的埃孚伦·斯坦伯格证明，量子力学定律允许这种“心灵搬运”在时间和空间上起作用。因为像光子和电子这样的量子态粒子，可能受未来被测量的影响，时间旅行自然而然回到了量子领域。
劳埃德和斯坦伯格的实验显示，时间旅行的力学至少与光子共同作用，支持我们熟悉的因果关系观念。它们使光子及时返回，然后替换它们的两极分化状态。这种替换适合于光子进入一种形态，这意味着它起初可能没有及时返回，新的形态“杀掉”了最初的形态。
由于这些可能性涉及量子测量，两种形态总有一种没能发生。劳埃德和斯坦伯格发现，当他们建立关于上述光子杀掉其“祖父”时，要么时间旅行失败，要么分化替换失败。
这是史蒂芬·霍金在剑桥大学所说的时序保护的一个例子。创造一个虫洞时间机器的困难也表明，物理学法则似乎决定了维持因果关系的常识性规律。尽管如此，时间旅行的大门仍然向人们敞开着。
数万亿年之后，当所有恒星全部燃尽，甚至连黑洞都已消失，我们宇宙的所有物质可能就会均匀地展开，一切将变得混乱无序。那时，时间没有了方向，也没有任何事件发生。
然而，在亚原子规模上，粒子仍将相互碰撞，这些碰撞偶尔会导致一些更有趣的现象。统计学的侥幸很难产生一个有序的物体——例如一杯啤酒或一只困惑的狐猴，再一次短暂地服从时间效应。
因此，在这幅图景中，时间将身染重病，不过还没有完全死亡。
时间的真正死亡可能是由多重宇宙宣判的。许多宇宙模型都涉及叫做永久膨胀的一种膨胀形式，新宇宙在膨胀中不断被创造出来，每个宇宙都具有不同的特征。宇宙学家想要掌握这些可能性的范围（例如这些宇宙有多少拥有恒星，有多少拥有物质，有多少拥有生命），但他们遇到了意外的困难。在一个无限增长的宇宙中，一切都有无穷个版本，根本无法去计算可能性。
为了避开这一点，一些宇宙学家声称大多数多重宇宙并不存在。利用时空中任意一个定点，他们就能计算出我们在这个多重宇宙的可能性。这似乎是有效的。例如，他们利用这种方法对宇宙的恒量做出评估——促进宇宙扩张的斥力，这就像是天文学家测量的同一个棒球场。
这听起来对于宇宙学家和他们的运算来说像是好消息，而对时间来说又是坏消息。贝克莱加州大学的理论家拉菲尔·布索指出，如果真正的多重宇宙的时间是无限的，那么，这些可能性才是相容的。布索认为，如果这个定点多重宇宙反映了真实，时间可能只留下了几十亿年。“这是一个令人着迷的命题，但对物理学来说，只因为这些命题看起来疯狂，人们却不得不小心地排除不可靠的东西。”布索说。
不过，我们有权寻找其他的意见，希望能做出更好的预测。麻省理工学院的阿兰·古斯和加州斯坦福大学的维塔利说，他们能计算多重宇宙的可能性，而无须使时间无效。然而，他们仍不排除这种可能性。
如果这个最终目的是可能的，那么它将是什么样呢？为了找到答案，马里兰大学帕克分校的伊格尔·斯莫扬诺夫做了一个实验。作为宇宙的临时替补，他利用堆积在一层薄金上的可塑布条制成的材料，以一种特殊方式弯曲光。在这种超材料中，一条轴线就像时间一样将光线不可避免地向前拉伸——在数学上与光在时空中的运动完全相同。
斯莫扬诺夫把这种超材料加了一些到一片普通材料中，在这种材料中光能够自由地向任何方向运动，意即没有时间的轴线。他发现，在两种材料的边界线上“时间耗尽”，光聚积起来造成强大的电场。理论预测，在这种材料中没有能量损失，电场会增加到无穷大。
斯莫扬诺夫说：“我们的物理真空可能表现得像一个超材料，因此，我们的实验可能不无道理。”
如果这个类比成立，那么在真实空间所有的能量场就会被推向巨大的值，提升温度，并以地狱般的粒子产物填满现实世界的最后瞬间。如果你认为眼前的一切都在走向地狱，也许你是对的。
