中國科大：發展關聯量子傳感技術實現點缺陷的三維納米成像

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【中國科大：發展關聯量子傳感技術實現點缺陷的三維納米成像】

中國科學技術大學中國科學院微觀磁共振重點實驗室杜江峰、王亞等人在量子精密測量領域取得重要進展，提出基于信號關聯的新量子傳感范式，實現對金剛石內點缺陷的高精度成像，并實時觀測了點缺陷的電荷動力學。

最近二十多年時間里，量子傳感的發展已經使得很多物理量的測量技術取得了革命性的進展。比如基于納米尺度的金剛石氮-空位色心量子傳感器有望實現單分子的結構解析（杜江峰院士團隊前期工作：Nature Physics10, 21 (2014);Science 347, 1135 (2015);Nature Methods 15, 697 (2018)）。以磁測量為例，當前實現結構解析的量子傳感范式需要對標記的自旋探測目標進行量子操控。然而自然界中的很多物理現象既不包含自旋也無法直接操控，如半導體中的電荷動力學導致的隨機電報信號等。更重要的是，當多個探測對象信號重疊相互干擾，單個量子傳感器將無法對信號進行有效提取與分析。

為此本工作提出了一種新的量子傳感范式，即利用多個量子傳感器之間的信號關聯，提升對復雜對象的解析能力和重構精度。研究團隊基于自主發展的氮-空位色心制備技術，可控制備出相距約200納米的三個氮-空位色心作為量子傳感系統，通過對隨機電場探測展示了這種新的量子傳感范式。

圖：（a）實驗體系的示意圖，小圖為本工作中使用的三色心體系的超分辨成像；（b）共振熒光激發譜的譜峰位置漲落，對應了每個色心處的電場漲落；（c）利用三個色心的電場漲落信號之間的關聯可以分辨出不同的缺陷；（d）量子定位系統的示意圖；（e）在三個色心周圍定位出的16個點缺陷。

金剛石是一種性能優異的寬禁帶半導體材料，材料中點缺陷的電荷動力學會帶來隨機的電場噪聲。本工作中，利用金剛石氮-空位色心激發態的直流斯塔克效應來實現對電場的傳感。當某個點缺陷的電荷狀態發生改變時，三個氮-空位色心可以同時探測到因電荷變化而引起的電場變化。利用三個色心間電場同時變化的關聯特征，可以從雜亂無章的漲落電場中解析出每個點缺陷對應的電場。并且由于每個點缺陷和三個氮-空位色心的相對空間位置不同，就可以根據每個氮-空位色心所感受到的電場方向和大小的不同，來精確定位出點缺陷的空間位置。使用這種類似于衛星定位的量子定位技術，研究團隊成功對微米范圍內16個點缺陷進行了定位，定位精度最高達到1.7納米?；谶@種關聯分辨和精確定位的能力，研究團隊還實現了對每個點缺陷電荷動力學的原位實時探測，為研究體材料內部點缺陷的性質提供了新的方法。

這一成果展示了基于量子技術的超高靈敏度缺陷探測，可對0.01ppb級別的缺陷濃度（一千億個正常原子中出現一個缺陷）進行探測。這要比目前最靈敏方法的探測極限提升兩個量級以上，有望為當前十納米以下芯片中的缺陷檢測提供一種強有力的技術手段。

傳感動態

【禾賽科技發布全新AT512激光雷達：最遠測距達400米】

1月9日消息，禾賽科技今日正式發布了面向搭載智能駕駛系統量產車市場的512線超高清超遠距激光雷達AT512，該產品主要面向對性能、可靠性、安全性有極高要求的高端智能駕駛量產車型。

AT512 搭載禾賽最新的第四代自研芯片，通過引入3D堆疊、光噪抑制等技術，以極致的光學收發效率、頂尖的垂直整合能力，在體積不變的情況下實現了性能全面升級。

性能方面，AT512 可實現 300 米標準測遠（@10% 反射率），相比 AT128 提升了50%。最遠測距達到400米，是市場同類遠距激光雷達的2倍，極大提升了車輛對周圍環境的感知能力。

得益于于禾賽第四代芯片大幅提升的集成度，AT512 以每秒約 1230 萬的超高點頻為汽車提供圖像級超清晰三維感知，擁有全局均勻的0.05° x 0.05°角分辨率，點云密度是AT128的8倍，同時也達到市場上其他同類遠距產品的10倍以上。

此外，AT512沿用了禾賽AT系列所采用的高度集成化的芯片收發模塊、穩定可靠的一維掃描，兼具性能、成本和可靠性，且點云模式均勻規整，有利于感知算法的適配。

據了解，目前AT 系列已經獲得了包括上汽、一汽在內的 15 家領先主機廠和 Tier-1 客戶超 50 多個車型的前裝量產項目定點。自成立以來，禾賽激光雷達累計交付量突破30萬臺，是全球首個創下此里程碑的車載激光雷達公司，并在去年12月實現單月交付量突破5萬臺，再次刷新行業單月交付記錄。

【北京懷柔科學城老廠房蝶變，孕育高端儀器和傳感器產業】

新年伊始，懷柔古剎紅螺寺附近，一座老廠房正加速蝶變。朝陽給一棟棟改造中的廠房鍍上金色，也照亮了五百余位施工人員忙碌的身影。吊車吊起大塊的玻璃、水泥板，施工人員通過直臂車被送至高處，將玻璃、水泥板呈百葉窗狀交替安裝至外墻。曾經的福田汽車老舊廠房在他們的手中悄然變了模樣，外觀看起來時尚現代，透著大氣和科技感。

這里距離密集落子大科學裝置、交叉研究平臺等科技設施的懷柔科學城核心區僅10分鐘車程，未來將成為懷柔科學城產業轉化示范區。搬遷騰退的福田戴姆勒汽車老工廠，是產業轉化示范區的首個項目，改造后產業空間達30萬平方米，將依托科學城優勢，重點引入高端儀器裝備和傳感器產業。目前，由福田工廠營銷樓改造的創新中心已率先投用，三層空間主要吸引高端儀器裝備和傳感器產業鏈相關的初創企業?！皥@區改造和‘引鳳’同時進行，已吸引164家企業注冊，部分企業已入駐辦公?！必撠熢搱@區運營的北京懷勝科技服務有限公司相關負責人介紹。

還有多棟廠房正加速蛻變。其中，A1棟工程項目近日剛剛獲得北京市發改委批復項目資金申請。記者走進正在改造的A1廠房，這里曾是過去的涂裝車間，在不改變原建筑結構的基礎上，廠房已經完成加固、翻新，目前正進行外墻吊裝施工，吊裝進度達80%?！邦A計今年4月，這棟廠房就能基本完成改造，此后將由入駐企業開展內部裝配、設備安裝等工作?！毕嚓P負責人告訴記者，這棟廠房已被國內一家傳感器龍頭企業相中，將建造微機電系統（MEMS）傳感器中試生產線。

除了提供用于辦公、實驗和中試生產的產業空間，園區的一大亮點是打造了高端儀器裝備和傳感器生產所必須配套的共享動力中心?！吧a高端儀器裝備或傳感器，需要動力、純水供應、化學品儲存、大宗氣體、特殊氣體供應、廢水處理等配套環節。園區斥資上億元打造了供企業共享使用的純水處理中心、化學品儲存庫、大宗氣體站、特殊氣體站、廢水處理站等，并配建管道直通各廠房?！痹诩兯幚碇行膬?，相關負責人指著正在安裝的純水設備介紹道：“這些設備就好像我們家里的凈水器，只不過其過程更復雜，純凈度要求更高，要通過預處理、反滲透、再生與后處理等多重工序形成可用于傳感器晶圓加工使用要求的超純水?！?/p>

據悉，整個項目起步區大致分為A、B、C、D、E等工程項目，除了E棟廠房外，其他區域基本都將在今年上半年改造完成，未來將孕育高端儀器裝備和傳感器的“創新之花”。這一項目也成為懷柔科學城加速建設，產業化成果逐步涌現的縮影。

目前，懷柔科學城正跑步進入建設與運行并重階段?？蒲性O施方面，近期懷柔科學城又一大科學裝置——多模態跨尺度生物醫學成像設施試運行，設施將與周邊科研設施協同發展，組織實施大科學計劃。此外，29個“十三五”科技設施平臺建設運行同步加速，6個“十四五”科技設施平臺項目獲批立項。去年，懷柔科學城新增9個科技設施平臺項目進入科研狀態，一批科技基礎設施面向全社會開放共享，5個第一批交叉研究平臺已累計對外開放機時45萬小時。在科研成果方面，截至目前，懷柔科學城服務院所高校累計產出重大科技成果200余項。

【美國因美納與三諾生物傳感達成戰略合作 拓展基因組學在精準健康管理的應用】

因美納與三諾生物傳感股份有限公司(“三諾”)正式達成戰略合作，雙方將以iScan高端芯片掃描儀國產化為起點，利用雙方的技術優勢與渠道資源，共同拓展基因組學在精準健康管理的應用。

據悉，本次合作旨在更快、更好滿足中國本土市場在生殖遺傳、慢病防治等領域的需求。

因美納中國銷售副總裁兼代理大中華區總經理馬海燕表示，此次與三諾開啟的全新合作，不僅是因美納本土化戰略進程與多元產品布局的新突破，也是賦能本土創新模式的新嘗試，更是基于雙方“改善人類健康”共同愿景的新作為、新跨越?！拔磥?，我們期待與三諾攜手探索更多符合中國本土需求的精準健康管理解決方案，共促國民健康高質量發展?！?/p>

“很高興與因美納達成合作伙伴關系，從iScan這一具有成熟市場應用經驗的高端芯片掃描儀著手，加速該產品的本土化以適應快速發展的市場需求。同時，也期待在這一合作基礎之上，雙方共同拓展符合中國本土需求的健康管理解決方案，為疾病的早期預防和監測能力的提升提供技術支撐，以基因組學的發展驅動健康市場應用潛力的迸發，共同助力‘健康中國’建設邁上新的臺階?！比Z生物傳感股份有限公司董事長李少波表示。

據介紹，iScan芯片掃描儀具有高通量、高靈敏度以及高質量數據穩定輸出等優勢，并可適用于多種生物芯片(microarray)應用，包括基因表達分析、基因型分析、甲基化分析等。iScan支持多種芯片格式和芯片類型，該系統及其解決方案具有可擴展性和自動化配置，能滿足不同領域、不同規模、不同目的的實驗需求，并可進行定制化的實驗設計和配置，為研究人員提供靈活廣泛的實驗選擇。

目前，在全球范圍該產品在探索復雜疾病的遺傳基礎、協助農業育種決策和全表觀基因組關聯研究等領域發揮著重要的作用，并在精準健康管理等領域展現出應用潛力。

【英偉達在華面臨新難題：客戶對“降級版”芯片興趣不大】

據美國《華爾街日報》網站1月9日報道，在2023年10月份美國監管部門禁止英偉達向中國銷售高性能人工智能（AI）芯片后，英偉達的工程師們很快就設計出一系列新產品以適應更嚴格的限制政策。

報道稱，通過這些調整，這家美國科技公司或許找到了回旋余地，但更大的問題在于：中國云計算公司并不熱衷于購買這些性能較低的芯片，而這些公司恰恰是英偉達在全球最重要的客戶群體之一。

中國一線云計算公司從2023年11月份就開始測試英偉達的芯片樣品，其中包括阿里巴巴和騰訊。據知情人士透露，這兩家公司已暗示英偉達，今年訂購的英偉達芯片數量將遠少于原計劃購買目前已被限制的前代芯片。

報道指出，短期來看，英偉達降級版芯片與中國本土替代芯片在性能上的差距不斷縮小，增強了中國自產芯片的吸引力。

據知情人士稱，阿里巴巴和騰訊正將一部分高性能AI芯片的訂單轉給本土企業，并更多地依賴內部自研芯片。中國另外兩大芯片買家字節跳動和百度也是如此。

知情人士表示，從長遠來看，鑒于美國監管部門已經表示要定期評估芯片出口管制政策，并可能進一步收緊對出口芯片性能方面的限制，中國買家不確定英偉達能否持續供貨，科技公司正調整業務策略，以應對未來越來越難獲得英偉達產品的局面，并避免為了適應新芯片而承擔持續調整技術的高昂代價。

據報道，對于英偉達來說，既要滿足美國監管機構的要求，又要供應中國客戶所需要的芯片，這個任務變得越來越難以完成。中國是英偉達最大市場之一，過去占到英偉達營收的約五分之一。

中國科技企業的工程師們表示，未來12個月英偉達的芯片仍將是采購重點，因為英偉達的產品生態系統更加完善，而且本土替代品仍供應不足。

一家對沖基金的創始人說，從長遠來看，美國的限制措施很可能推動中國研發自己的技術。他表示，待目前囤貨階段結束后，英偉達的中國業務將成為犧牲品。

【液位傳感器類型和工作原理】

液位傳感器（亦稱液位開關或浮動傳感器）對系統安全和高效運行起著關鍵的作用，設計人員正在各種工業應用中越來越多地使用這種傳感器，具體應用包括暖通空調(HVAC)、水和廢水處理、化學和石化處理系統以及食品和飲料生產。那么什么是液位傳感器？液位傳感器的工作原理是什么？液位傳感器的類型有哪些？

液位傳感器簡介

液位傳感器是一種用于監測、維護和測量液體（有時是固體）水平的裝置。一旦檢測到液位，傳感器就會將感知到的數據轉換為電信號。

液位傳感器工作原理

當液位傳感器投入到被測液體中某一深度時，傳感器迎液面受到的壓強公式為：Ρ=ρ.g.H+Po

P：變送器迎液面所受壓強

ρ：被測液體密度

g：當地重力加速度

Po：液面上大氣壓

H：變送器投入液體的深度

同時，通過導氣不銹鋼將液體的壓力引入到傳感器的正壓腔，再將液面上的大氣壓Po與傳感器的負壓腔相連，以抵消傳感器背面的Po，使傳感器測得壓力為：ρ.g.H，顯然，通過測取壓強P，可以得到液位深度。功能特點：穩定性好，滿度、零位長期穩定性可達0.1%FS/年。在補償溫度0～70℃范圍內，溫度飄移低于0.1%FS，在整個允許工作溫度范圍內低于0.3%FS。

液位傳感器的類型

1、浮球式液位傳感器

由行業產品磁性浮球、測量導管、信號單元、電子單元、接線盒及安裝件組成。一般磁性浮球的比重小于0.5，可漂于液面之上并沿測量導管上下移動。導管內裝有測量元件，它可以在外磁作用下將被測液位信號轉換成正比于液位變化的電阻信號，并將電子單元轉換成4～20ma或其它電子商務標準信號輸出。

2、浮筒式液位傳感器

是將磁性浮球改為浮筒，浮筒式液位傳感器是利用微小的金屬膜應變傳感技術來測量液體的液位、界位或密度的。

3、靜壓式液位傳感器

是利用防爆流量計液體靜壓力的測量原理工作。一般選用硅壓力測壓傳感器將測量到的壓力轉換成電信號，之后再經放大電路放大和補償電路補償，最后以4～20ma或0～10ma電流方式輸出。

審核編輯 黃宇