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物理学报 2022年第6期71卷 181-193页

作者：刘刚钦中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心北京100190 中国科学院拓扑量子计算卓越创新中心北京100190 松山湖材料实验室东莞523808

极低温、高压强、强磁场等极端条件是发现和调控新奇物态的重要途径.为了能在极端条件下实现灵敏的物性测量,需要发展先进的传感探测方案.基于金刚石氮空位中心的自旋量子传感可实现磁学、电学、力学、热学等物理参数的灵敏测量,而且拥... 详细信息

极低温、高压强、强磁场等极端条件是发现和调控新奇物态的重要途径.为了能在极端条件下实现灵敏的物性测量,需要发展先进的传感探测方案.基于金刚石氮空位中心的自旋量子传感可实现磁学、电学、力学、热学等物理参数的灵敏测量,而且拥有微纳尺度的空间分辨率和极其宽泛的工作区间,有望成为极端条件下灵敏物性测量的重要工具.本文主要介绍低温、高温、零场、强磁场以及高压强等极端条件下金刚石氮空位中心的光学性质和自旋相干性质,探讨极端条件下金刚石自旋量子传感所面临的机遇和挑战.本文也包含自旋量子传感的基础知识和极端条件下量子传感应用进展.

关键词：量子传感氮空位中心极端条件磁性相变

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基于磁隧道结的概率计算研究进展

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中国科学:物理学力学天文学 2025年

作者：王亚迪郭杭闻沈健复旦大学表面物理国家重点实验室微纳电子器件与量子计算机研究院复旦大学物理学系合肥国家实验室上海量子科学研究中心复旦大学张江复旦国际创新中心人工微结构科学与技术协同创新中心

基于图灵机理论的冯·诺伊曼计算机已发展到了极高的水平.然而,面向如今海量的数据和计算需求,其能耗、传输带宽等问题使其进一步发展面临着巨大挑战.因此,亟需一种更高效的非传统计算架构来克服这些问题.近年来,量子计算、神经形... 详细信息

基于图灵机理论的冯·诺伊曼计算机已发展到了极高的水平.然而,面向如今海量的数据和计算需求,其能耗、传输带宽等问题使其进一步发展面临着巨大挑战.因此,亟需一种更高效的非传统计算架构来克服这些问题.近年来,量子计算、神经形态计算和概率计算等新兴架构逐渐涌现.其中,概率计算凭借其在节能和高速计算方面的巨大潜力,成为非传统计算的有力候选者之一.磁隧道结(MTJ)作为自旋电子器件的代表,是概率计算机的重要组成部分.本文综述了MTJ的工作原理,系统总结了常见的MTJ类型及外场调控方法,介绍了基于MTJ的概率计算机的应用,并探讨了其他材料在概率计算中的潜力.最后,对概率计算面临的挑战及未来发展方向进行了总结与展望.

关键词：磁隧道结概率计算自旋电子器件易失型磁性随机存储器

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不同抗磁行为量子点发光在波导中的手性传输

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物理学报 2022年第6期71卷 305-311页

作者：史书姝肖姗许秀来中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心北京100190 中国科学院拓扑量子计算卓越创新中心中国科学院大学物理科学学院北京100049 松山湖材料实验室东莞523808

近年来,为了实现可拓展的集成化量子网络,各种功能性量子器件的发展需求不断加深.集成了单量子点的条形波导可以作为单向传输的量子点光源,在单光子二极管、晶体管和确定性量子门等器件中具有广泛的应用.本文利用共聚焦显微系统,在4.2 ... 详细信息

近年来,为了实现可拓展的集成化量子网络,各种功能性量子器件的发展需求不断加深.集成了单量子点的条形波导可以作为单向传输的量子点光源,在单光子二极管、晶体管和确定性量子门等器件中具有广泛的应用.本文利用共聚焦显微系统,在4.2 K低温下,通过激发波导中心区域的量子点光源,实现了圆极化光的分离,并验证了波导中的自旋动量锁定效应.在实验中实现了具有反常抗磁行为的量子点荧光的手性传输,拓宽了波导单向传输的波长调控范围.在保证波导单向传输性的同时,实现了不同输出光子中心能量的正向、反向偏移.本文为研究宽波段范围的手性量子器件奠定了基础,拓展了波导在量子信息领域中的应用.

关键词：抗磁量子点波导手性

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几种范德瓦耳斯铁电材料中新奇物性的研究进展

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物理学报 2022年第12期71卷 259-271页

作者：金鑫陶蕾张余洋潘金波杜世萱中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心北京100190 中国科学院大学北京100049 松山湖材料实验室东莞523808 中国科学院大学中国科学院拓扑量子计算卓越创新中心北京100190

铁电材料因具有电场可调的自发极化,在各类功能器件中有着广泛的应用.受器件小型化发展趋势的影响,二维范德瓦耳斯铁电材料及其层状母体块材成为了铁电领域的重点研究对象之一.近年来,研究人员已经制备出了数种二维范德瓦耳斯铁电材料,... 详细信息

铁电材料因具有电场可调的自发极化,在各类功能器件中有着广泛的应用.受器件小型化发展趋势的影响,二维范德瓦耳斯铁电材料及其层状母体块材成为了铁电领域的重点研究对象之一.近年来,研究人员已经制备出了数种二维范德瓦耳斯铁电材料,并通过理论计算与实验结合的方法发现这些材料及其母体块材具有许多优良的、新奇的物理性质.本文主要介绍近年来几种范德瓦耳斯铁电材料的一些研究进展,包括体相范德瓦耳斯材料CuInP_(2)S_(6)的新奇物性的理论预测与实验证实,以及两类二维范德瓦耳斯铁电材料M_(2)X_(2)Y_(6)(M=金属,X=Si,Ge,Sn,Y=S,Se,Te),QL-M_(2)O_(3)(M=Al,Y)及相关功能器件的理论设计,最后对范德瓦耳斯铁电材料蕴含的丰富物理内涵及其发展前景进行了简要探讨,希望能够为该领域的相关研究提供一些思路和参考.

关键词：范德瓦耳斯层状材料铁电材料第一性原理计算

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基于半导体量子点的片上手性纳米光子器件

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光学学报 2022年第3期42卷 142-153页

作者：肖姗许秀来中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心北京100190 中国科学院拓扑量子计算卓越创新中心中国科学院大学物理科学学院北京100049 松山湖材料实验室广东东莞523808

手性量子光学在量子信息技术研究领域中受到了广泛的关注,其主要研究光在微纳结构中自旋依赖的手性耦合及传输行为。利用手性光与物质的相互作用可以增强光子与量子发射器的耦合,赋予纳米光子器件新的功能和应用,从而推动手性量子光学... 详细信息

手性量子光学在量子信息技术研究领域中受到了广泛的关注,其主要研究光在微纳结构中自旋依赖的手性耦合及传输行为。利用手性光与物质的相互作用可以增强光子与量子发射器的耦合,赋予纳米光子器件新的功能和应用,从而推动手性量子光学在量子信息领域中的大规模应用。主要对基于半导体量子点的片上手性纳米光子器件进行了综述,重点讨论了半导体量子点的光学性质和手性光与物质相互作用的物理机制,在此基础上对近年来应用手性耦合原理实现的多功能手性光子器件进行了总结,并对手性量子光学的未来应用场景进行了展望。

关键词：量子光学量子点手性纳米光子器件集成光学

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ROPDetector:一种基于硬件性能计数器的ROP攻击实时检测方法

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计算机学报 2021年第4期44卷 761-772页

作者：牛伟纳赵成洋张小松黄晓祥蒋廉张钶旋电子科技大学计算机科学与工程学院网络空间安全研究院成都611731 鹏程实验室网络空间安全研究中心广东深圳518000

面向返回编程(Return-Oriented Programming,ROP)是针对软件漏洞利用最广泛的攻击技术之一,能够绕过数据执行保护、地址空间布局随机化等防御机制.本文提出了一种基于硬件的ROP攻击实时检测方法,在不需要任何边缘信息(如源代码、编译器... 详细信息

面向返回编程(Return-Oriented Programming,ROP)是针对软件漏洞利用最广泛的攻击技术之一,能够绕过数据执行保护、地址空间布局随机化等防御机制.本文提出了一种基于硬件的ROP攻击实时检测方法,在不需要任何边缘信息(如源代码、编译器支持)和二进制重写的情况下,利用现代CPU中的硬件性能计数器监控目标程序执行过程,提取ROP攻击发生时底层硬件事件特征来实时检测ROP攻击.然后,在32位Linux实验环境下实现了原型系统ROPDetector,使用真实的ROP攻击与漏洞进行实验,并与同类方法进行了对比实验,最后评估了系统的性能消耗.实验结果表明,该方法能有效地检测真实的ROP攻击,在分别以6次和9次错误预测返回指令为检测周期时,系统性能消耗仅有5.05%和5.25%,磁盘I/O性能消耗仅有0.94%和2%,网络I/O性能消耗仅有0.06%和0.78%.

关键词：面向返回编程硬件事件实时检测硬件性能计数器错误预测返回指令

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原子尺度构建二维材料的第一性原理计算研究

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物理学报 2021年第2期70卷 135-148页

作者：刘子媛潘金波张余洋杜世萱中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家研究中心北京100190 中国科学院大学北京100049 中国科学院拓扑量子计算卓越创新中心北京100190 松山湖材料实验室东莞523808

随着信息技术的不断进步,核心元器件朝着运行速度更快、能耗更低、尺寸更小的方向快速发展.尺寸不断减小导致的量子尺寸效应使得材料和器件呈现出许多与传统三维体系不同的新奇物性.从原子结构出发,预测低维材料物性、精准合成、表征、... 详细信息

随着信息技术的不断进步,核心元器件朝着运行速度更快、能耗更低、尺寸更小的方向快速发展.尺寸不断减小导致的量子尺寸效应使得材料和器件呈现出许多与传统三维体系不同的新奇物性.从原子结构出发,预测低维材料物性、精准合成、表征、调控并制造性能良好的电子器件,对未来电子器件的发展及相关应用具有至关重要的意义.理论计算能在保持原子级准确度的情况下高效、低耗地预测材料结构、物性、界面效应等,是原子制造技术中不可或缺的重要研究手段.本综述从第一性原理计算角度出发,回顾了近年来其在二维材料结构探索、物性研究和异质结构造等方面的应用及取得的重要进展,并展望了在原子尺度制造背景下二维材料的发展前景.

关键词：原子制造二维材料第一性原理计算

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基于量子不经意密钥传输的量子匿名认证密钥交换协议

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电子与信息学报 2020年第2期42卷 341-347页

作者：魏春艳蔡晓秋王天银苏琦秦素娟高飞温巧燕北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室北京100876 洛阳师范学院数学科学学院洛阳471934 鹏程实验室量子计算研究中心深圳518055 密码科学技术国家重点实验室北京100878

鉴于量子密码在密钥分配方面取得的巨大成功,人们也在尝试利用量子性质来设计其他各类密码协议。匿名认证密钥交换就是一类尚缺乏实用化量子实现途径的密码任务。为此,该文提出一个基于量子不经意密钥传输的量子匿名认证密钥交换协议。... 详细信息

鉴于量子密码在密钥分配方面取得的巨大成功,人们也在尝试利用量子性质来设计其他各类密码协议。匿名认证密钥交换就是一类尚缺乏实用化量子实现途径的密码任务。为此,该文提出一个基于量子不经意密钥传输的量子匿名认证密钥交换协议。它在满足用户匿名性和实现用户与服务器双向认证的前提下,为双方建立了一个安全的会话密钥。该协议的安全性基于量子力学原理,可以对抗量子计算的攻击。此外,该协议中服务器的攻击行为要么无法奏效,要么能够与外部窃听区分开(从而被认定为欺骗),因此服务器通常不敢冒着名誉受损的风险来实施欺骗。

关键词：量子保密查询不经意传输量子匿名认证密钥交换

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工业物联网异常检测技术综述

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通信学报 2022年第3期43卷 196-210页

作者：孙海丽龙翔韩兰胜黄炎李清波华中科技大学网络空间安全学院湖北武汉430074 湖北生物科技职业学院湖北武汉430070 鹏程实验室网络空间安全研究中心广东深圳518000 华中科技大学计算机科学与技术学院湖北武汉430074

针对不同的异常检测方法的差异及应用于工业物联网(IIoT)安全防护的适用性问题,从技术原理出发,调研分析2000—2021年发表的关于网络异常检测的论文,总结了工业物联网面临的安全威胁,归纳了9种网络异常检测方法及其特点,通过纵向对比梳... 详细信息

针对不同的异常检测方法的差异及应用于工业物联网(IIoT)安全防护的适用性问题,从技术原理出发,调研分析2000—2021年发表的关于网络异常检测的论文,总结了工业物联网面临的安全威胁,归纳了9种网络异常检测方法及其特点,通过纵向对比梳理了不同方法的优缺点和适用工业物联网场景。另外,对常用数据集做了统计分析和对比,并从4个方向对未来发展趋势进行展望。分析结果可以指导按应用场景选择适配方法,发现待解决关键问题并为后续研究指明方向。

关键词：工业物联网异常检测网络入侵网络攻击

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基于自动导引车时-空信息使能的边云服务迁移策略

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电讯技术 2021年第12期61卷 1467-1475页

作者：于存谦李靖宇李航张春芳何荣希林彬大连海事大学信息科学技术学院辽宁大连116026 沈阳航空航天大学计算机学院沈阳110136 鹏程实验室网络通信研究中心广东深圳518052

分析了利用Container解决自动导引车(Automatic Guided Vehicle,AGV)移动而导致的资源和延迟失配问题的可行性,采用了C-RAN(Cloud-Radio Access Network)、吉比特无源光网络、光城域网和云数据中心在内的融合网络架构。通过AGV在小区的... 详细信息

分析了利用Container解决自动导引车(Automatic Guided Vehicle,AGV)移动而导致的资源和延迟失配问题的可行性,采用了C-RAN(Cloud-Radio Access Network)、吉比特无源光网络、光城域网和云数据中心在内的融合网络架构。通过AGV在小区的停留时间以及AGV移动后所处的空间位置,设计了同时最小化服务时延和迁移开销的双目标动态容器迁移(Dynamic Container Migration,DCM)优化框架,最后提出了基于AGV时域和空间位置信息的自适应Container迁移算法(Adaptive Container Migration Algorithm based on Time-domain and Location Information,ACMA-TLI)。仿真结果验证了所提算法在迁移时延、迁移开销和资源均衡等方面的优势,且与对比算法相比在平均延迟方面的提升可达124 s。

关键词：边缘-云网络服务迁移路由与频谱分配自动导引车动态容器迁移

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