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 楼主: 王德奎|查看: 2960|回复: 15
[纪实·新闻] 

量子通信手机芯片材料到操作之谜

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 楼主|王德奎 发表于: 2020-6-13 17:59:35|显示全部楼层
高鸿钧和丁洪联合研究团队是第一次在单一块体超导材料中发现高纯度的马约拉纳费米子,相比其它体系,该体系拥有更高温、更纯净、结构更简单的优点。实验需要利用He-3极低温强磁场扫描隧道显微镜对FeTe0.55Se0.45单晶样品进行观察,他们提出了基于单晶表面外延的高质量、大面积的石墨烯生长技术,在国际上率先实现了在Ru(0001)表面获得缺陷可控、1个厘米大小的、连续的单晶石墨烯;首次成功构筑了新型二维过渡金属单硫化物──单层硒化铜;在国际上首次实现单个自旋量子态的可逆操控及其在超高密度量子信息存储中的原理性应用;在国际上首次实现了朗德g因子原子尺度的空间分辨……2019年年初这项成果被中国科学院院士和中国工程院院士们列为“2018年中国十大科技进展”之一。
2)百花齐放推陈出新的核心芯片技术探索
A、从外形酷似巨大的“鹦鹉螺”加速器说起
2014年以来中科院物理所丁洪课题组,利用上海光源“梦之线”的同步辐射光束照射钽砷(TaAs)晶体,发现了韦尔(H. Weyl)费米子。这正涉及与彭罗斯说的里奇张量引力圆周运动产生的引力子有关。因为外形酷似巨大“鹦鹉螺”的全球顶级中能的第三代同步辐射大科学装置,是上海张江国家科学中心的国家大科学装置的软X射线自由电子激光的上海光源装置,圆形的“螺壳”内,3台加速器负责“出产”同步辐射光。无数电子以近乎光速昼夜不停地高速旋转。每每转弯,就会沿切线方向放射出一束束不同波长的高品质同步辐射光,通过光束线最终照射在各个实验站的样品上。试运行中“同步辐射光源+X射线自由电子激光”的实验,显示里奇张量引力圆周运动产生的引力子是存在的。
B单层氧化物钙钛矿二维晶体膜的实现
2019年6月6月日南京大学聂越峰教授课题组,采用分子束外延技术对非层状结构的氧化物钙钛矿材料进行单原子层精度的生长与转移,结合王鹏教授课题组的透射电子显微镜的结构分析,成功制备出基于氧化物钙钛矿体系的新颖二维材料。由于氧化物钙钛矿体系具有优异的电子特性,这项由南京大学、美国加州大学尔湾分校和美国内布拉斯加-林肯大学的研究人员合作完成的该成果,开启了一扇通往具有丰富强关联二维量子现象的大门。
据研究团队带头人潘晓晴教授说,自2004年石墨烯被发现以来,以其为代表的各类二维原子晶体材料由于具有丰富多样的物理、化学性质以及在信息传输和能源存储器件等领域的广泛应用前景而受到人们极大的关注。目前已知二维材料,无论是机械剥离还是人工生长,都依赖于其特殊的层状结构特性及原子层间的弱键合作用。尽管非层状结构的氧化物钙钛矿体系由于电子的强关联效应呈现出极为丰富的物理和化学特性及其丰富多彩的量子现象,其原子层厚度的超薄二维材料的制备仍然是有待攻克重大难题。
2016年斯坦福大学H课题组,利用脉冲激光沉积技术在水溶性材料过渡层上生长钙钛矿氧化物薄膜,通过溶解过渡层的方式获得了自支撑的钙钛矿薄膜,为制备二维材料提供了新思路。然而,他们在尝试制备只有原子层厚度的超薄二维材料时碰到了难以克服的困难,使得钙钛矿氧化物二维材料的探索又陷入了困境。但区别于斯坦福课题组所采用的脉冲激光沉积技术,聂越峰教授课题组采用了一种叫分子束外延的薄膜生长技术来制备氧化物钙钛矿二维材料。
通过改进原位监控技术与采用高精度的逐层生长方法,成功实现了超薄氧化物钙钛矿薄膜的制备与转移的突破,获得原子层厚度的高质量氧化物钙钛矿二维材料。王鹏教授课题组利用多种先进球差校正透射电子显微镜结构分析技术实现了二维极限下电镜样品制备、层数标定和精细晶体结构表征,直接观测到钙钛矿BiFeO3薄膜在二维极限下出现若干新颖现象。这样重大突破性工作的实现,得益于先进的分子束外延薄膜生长技术,与亚原子分辨电子显微分析技术的有机结合,以及研究人员之间的密切合作。在石墨烯等传统二维材料中,电子的运动相对自由,不太受其他电子的影响;而在很多氧化物钙钛矿材料中,电子之间存在很强的相互作用,正是这种电子间的强关联作用促成了包括高温超导在内的各种新奇的量子态。实现钙钛矿二维材料,在二维体系中加入这种电子间的强关联作用,有望获得更丰富而有趣的强关联二维量子现象及应用。
C方忠院士开辟电子拓扑态研究新方向
2019年11月22日公布增选为中国科学院的院士的方忠教授,
带领的中科院物理研究所为固体材料中电子拓扑态研究开辟新方向,是继“拓扑绝缘体”、“量子反常霍尔效应”、“韦尔费米子”之后发现的“三重简并费米子”这种新型费米子,它就不但能促进人们认识电子拓扑物态,开发新型电子器件,也能促进人们认识理解里奇张量、韦尔张量等结合的量子引力信息隐形传输。
德国普朗克研究所的科学家,在磷化钼中观测到极低电阻行为的这种类似韦尔引力子的新型费米子的独特表现,但众多研究人员认为,从基本粒子组成虽然是分为玻色子和费米子看,但宇宙中存在狄拉克费米子、韦尔费米子和马约拉纳费米子三种类型的费米子也有可能的。因为他们都没有去联系彭罗斯说的量子引力里奇张量、韦尔张量,产生的引力子来深度联系──正因为电子、光子、引力子等三重简并费米子态或玻色子态,与时空连续的宇宙空间不同,电子所处的“固体宇宙”只满足不连续的分立空间对称性,导致传统理论四维时空中没有的新型费米子,而虚数和复数时空的引力子是可以穿越四维以上多维时空和高维时空的。寻找新型费米子拓扑物态延伸进引力子玻色子领域,是一个挑战性的前沿科学问题。
D、可重构的太赫兹超表面实施方案
2019年6月4日中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室研究员司徒国海课题组,与首都师范大学物理系教授张岩课题组合作,提出的可重构的太赫兹超表面实施方案实现了任意、快速、精准的波前调制,为可重构超表面的发展提供了新的思路和实验验证──超表面,是由一系列人工设计的亚波长天线组成的平面结构。与传统光学元件相比,拥有超细、超薄并能实现精确、任意波前调制的优点,在光学互连、集成光学、微纳光学等方面具有重要应用。但如何实现其动态可调性仍是目前所面临的主要挑战。
研究团队使用高强度飞秒激光器,基于光电导效应,将图案投射到硅片上产生超表面效应,以调制太赫兹脉冲。太赫兹的输出随投影图案的改变而发生相应的变化,从而实现光控可重构太赫兹超表面。用光照射半导体硅片时,产生载流子并导致电导率增加。当电导率上升到某个值时,被照射区域可视为金属或弱金属化材料。由于金属结构常用于超表面,故图案化的光照半导体可实现类似的功能;当撤去照明光时,载流子迅速复合到初始状态。
该方案可以实现超表面的擦除和重写,并且具有三大优势:一、结构简单,只需一片极薄硅片(10μm);二、操作简便,通过控制光照便可实现任意调制转换;三、调制速度高,每秒可达4000帧。该方案可用于实时成像、光学开关、产生非线性效应的时变材料、信息处理、显微镜的逐点扫描、自适应光学等领域。

 楼主|王德奎 发表于: 2020-6-13 18:00:04|显示全部楼层
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E全频点覆盖的卫星导航高精度芯片
2019年5月22日在第十届中国卫星导航年会上,广州海格通信集团发布了国内首个支持北斗三号应用的基带+射频全芯片解决方案──“海豚一号”基带芯片和北斗三号RX37系列射频芯片,这两款的全频点覆盖的卫星导航高精度芯片若进行组合应用,可为移动互联网、物联网、自动驾驶无人机和机器人等人工智能设备,提供精准位置服务解决方案。海格通信总经理余青松说:具有完全自主知识产权的“海豚一号”芯片,定位更新频率可达每秒100次,在同类芯片中处于领先地位,可为快速运动的物体提供精确到厘米级的高精度位置感知。
北斗三号RX37系列多模多频导航射频芯片,是全球导航卫星系统和全球短报文系统射频芯片,它支持北斗三号全球体制信号,可满足几乎所有卫星导航和全球短报文系统应用场景。两款芯片还能助力无人码头、智能货场等进行高精度智能操作──自从北斗系统信号服务区域由亚太扩展至全球,其精度及可用性进一步提升。全球区域实测结果表明,其水平定位精度均值约为3.6米。全面完成北斗三号系统建设,将会在进一步提升全球导航定位授时性能和区域短报文通信服务能力的基础上,实现全球短报文通信、国际搜救,以及覆盖中国和周边地区的星基增强和精密单点定位服务能力。
F、纳米线桥接生长技术
2019年5月6日有报道,大连理工大学电子科学与技术学院教授黄辉团队发明了无漏电流“纳米线桥接生长技术”,解决了纳米线器件的排列组装、电极接触及材料稳定性问题,研制出高可靠性、低功耗及高灵敏度的GaN纳米线气体传感器,可推广到应力应变检测等微纳传等研制──如果把半导体集成电路芯片(IC)比作人的大脑(处理信息),传感器则相当于人的感知器官(获取信息)──IC和传感器相互依存;微纳传感器、传感芯片将是继IC产业之后的大产业。
目前广泛应用的最小的传感器是MEMS传感器(微机电系统)──这是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器。其内部结构一般在微米甚至纳米量级,是一个独立的智能系统。与传统的传感器相比,它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点。同时,在微米量级的特征尺寸使得它可以完成某些传统机械传感器所不能实现的功能。而与MEMS器件相比,半导体纳米线的尺度缩小了1000倍,面积缩小100万倍。因此,纳米线是最小的器件,也是微纳传感器的理想选择──相较于传统体材料和薄膜材料,半导体纳米线具有许多独特优势:大的比表面积可以提高器件的灵敏度,易于形变可以提升材料的集成能力,纳米级的导光和导电通道可以制作单根纳米线光子器件。此外,纳米线优异的机械性能以及灵活多样的结构,使其具有较好的柔韧性,且可形成芯包层和交叉网格结构。
但是纳米线器件的实用化还面临一系列问题──纳米线的材料生长和器件制备是分开的,需要进行剥离、转移、排列定位、以及镀膜等步骤,工艺复杂而且会损伤和污染纳米线。此外,纳米线难于操控,很难对其进行排列定位──纳米线与金属电极的接触面积非常小,因此,电极接触电阻很大,比纳米线自身的电阻高出近两个数量级。为解决纳米线排列定位难、电极接触面积小等一系列问题,2004年惠普公司与加州大学合作发明了一种“纳米线桥接生长技术”。通过在SOI衬底上刻蚀凹槽,纳米线从凹槽一侧开始生长并与另一侧对接,从而可以在凹槽侧边台面上制备金属电极。这种通过“生长”使纳米线和侧壁融为一体的方案,避免了在纳米线表面制备金属电极,使电极接触电阻降低了两个数量级、噪声降低了三个数量级。此外,无需排列定位纳米线,简化了制备工艺,消除了纳米线的表面污染和损伤。
然而惠普公司的纳米线桥接生长方法,纳米线在生长过程中,通常会在凹槽底部沉积一层多晶膜(寄生沉积层),该寄生沉积层会产生较大旁路电流,极大劣化纳米线器件的性能。而黄辉教授团队首次研究了纳米线桥接生长中的寄生沉积效应,发明了一种桥接生长方法,结合气流遮挡效应与表面钝化效应,解决寄生沉积问题──采用新的刻槽方案和凹槽结构,避免凹槽底部的材料沉积,实现纳米线的桥接生长──采用GaN缓冲层,通过调节纳米线的生长条件,如气流、催化剂、温度梯度等,可改变纳米线生长位置、方向、直径以及长度,从GaN纳米线、纳米针至微米柱,实现纳米线的可控生长。
GaN材料是第三代半导体,具有优异的稳定性和生物兼容性,可耐高温、抗氧化、耐酸碱腐蚀,适用于严酷环境下液体和气体样品的检测──实验证明氢氟酸环境下腐蚀48小时,未对GaN纳米线电阻产生影响,其应用领域非常广泛;在此基础上研制出的集成纳米线气体传感器──GaN纳米线气体传感器经检测,可在室温下工作8个月,电阻变化率<0.8%,且NO2检测限为0.5ppb,具有高稳定性、低功耗以及高灵敏度等特点──该技术首次实现了“无漏电流”GaN桥接纳米线,研制出的GaN纳米线气体传感器将推动传感芯片的发展。
传感芯片的微纳传感器,属于颠覆性技术──微钠传感器与物联网、5G的发展关系密切,在手机、汽车、医疗和消费领域可广泛应用──以前传感器需要三大组件:电子器件、无线组网系统、无线网络系统。未来,传感器和传感器应用将无处不在,当它们组合成网络后,便可以通过微纳传感器,在很小的环境中达成更好的传感器网络──仅1毫米就可以装载数百万个传感器,这样的设备能够提供非常微型的芯片,能够非常准时、及时、准确地监测数据。而且还能着力研制功耗更低、体积更小的GaN纳米线气体传感器,做成与集成电路芯片以及是感知、控制、处理信号等完美结合在一起的传感芯片。
G、奇芯光电光纤到户光模块产品
2019年6月13日《中国科学报》报道,2013年在国外工作生活了20年的程东教授选择回国,加入西安光机所从事信息光子器件与光子集成研究。光电子器件是信息光电子技术领域的核心,硅光子集成芯片技术成为光通信领域具有前瞻性、先导性和探索性的战略必争之地。目前使用的新一代宽带无源光综合接入标准(GPON)网络,无法保障实现百兆或千兆的家庭宽带接入,从GPON升级到10GPON,运营商将面临成本剧增、网络受影响和投资回报率低等诸多困境。为减轻通讯设备商和运营商的成本压力、加速接入网的升级换代,中科院西安光学精密机械研究所(西安光机所)研究员程东教授带领团队从“芯”入手,成功研发“光纤到户网络中的光子集成”技术,为光子集成产业发展注入一针强“芯”剂。
西安光机所和西安奇芯光电科技有限公司,研制的奇芯光电光纤到户光模块产品的集成芯片,集成度高、体积小,使得端口密度大幅增加,机房需要的空间只需有现在的四分之一,不仅节约了运营商的成本,也降低了功耗。程东教授团队研发的高集成度Combo PON光收发器件,使用的是拥有自主知识产权的芯片,技术先进、性价比高,打破了国外厂家在光收发器件中光子集成技术的壁垒,填补了国内在接入网络中光子集成领域方面的空白。

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 楼主|王德奎 发表于: 2020-6-13 18:00:30|显示全部楼层
H旋转光电编码器核心芯片技术
2019年8月29日有报道,经中国工程院院士尤政领衔的业内专家组评定,我国自主研发的高精度绝对式旋转光电编码器核心芯片及相关技术为国内首创,达国际先进水平──旋转光电编码器,是一种利用光电原理获取旋转轴转动角度变化的传感器,集光学、电子和精密机械技术于一体,用于机器人、无人机、数控机床、精雕机等,是实现智能制造过程中不可或缺的高端控制传感器设备。目前旋转光电编码器的核心芯片,依赖进口,而国内编码器厂家的高端产品,大多采用德日的整体解决方案。但北京中微锐芯科技有限公司的专家团队,已自主研发攻克了光电编码器核心技术,旋转光电编码器芯片由光电二极管阵列、高精度低噪声运算放大器、第二级固定增益放大器和带回差的迟滞比较器等构成,精度达到23位。
该芯片集成微型3通道光学游标编码技术、实时光强校准技术,能消除LED发光随温度变化、LED老化、码盘蒙受油污灰尘、探测器表面清洁度不高等环境因素对编码器读数造成的影响,提高编码器的重复精度和定位精度。北京中微锐芯科技有限公司的专家团队,还发明了一种新的分体式编码器结构,并由此结构衍生出新的分体式编码器校准方法和安装方法,降低分体式编码器校准和安装过程中的操作难度,显著减少分体式编码器的整机厚度,节省编码器的安装空间。
三、量子通信操作从体旋偏振到引力子编码
1)偏振量子数的量子引力信息传输
使用量子通信手机的一方要留言或实时双方要通话,是需要一对量子纠缠在双方各自手机操作芯片中的粒子,作“有”的量子信息隐形传输。那么作“有”的量子信息隐形传输的内容是如何发出去的呢──虽然手机操作芯片中原子,通过其中粒子的圆周运动的里奇张量引力量子效应,随时都在进行“0” 量子纠缠引力信息传输,但这不是对操作要告诉给另一方的信息──要在圆周运动的里奇张量引力量子效应上的粒子叠加“偏振”操作的内容信息编码才行。
作“有”的量子信息隐形传输──即类似正负虚数的超光速量子隐形传输的信道的“有”。操作芯片中的原子存在类似“0”量子平行空间,还和“数论虚数、实数”的正负数对,瞬时的量子起伏有联系,而使量子纠缠是有量子信息传递的──这是由于类似“0” =“x”+“-x” = [ x+(-x)] + ……= “0”。这里的“x”和“-x”,可以是类似任何自然数、实数、虚数和复数对──量子通信手机应用的联系量子纠缠“0”量子,相同操作芯片的手机都能接收到某个作“有”的量子信息隐形传输,但并不表示大家都能打开这个“有”的信息。
因为发信息一方的人还要通过原来智能手机的经典信道,把对操作按要告诉给另一方的人的手机编码号通知对方,对方开机后对纠缠“0”量子作测量,才能大开留言或实时双方通话──就像传真发电报。这里的保密,是经典信道通知的手机编码号是唯一的,有被一方以上的人使用,就会被双方知道,而量子通信中的内容被叫停或作废。
A、纠缠态交换塞林格导师用的也是偏振光子
1997-1998年潘建伟和他的导师塞林格做成功量子态隐形传送(1997)以及纠缠态交换(1998),用的也是偏振光子。光的量子是“光子”,1927年获诺贝尔物理奖的康普顿,1923年做的“康普顿实验”,发现光粒子同电子碰撞后,在不同偏折方向上波长会有不同程度的改变。把这里“偏折”与“偏振”联系起来,分析光粒子同电子碰撞之前的粒子自旋的手征性,和碰撞之后的粒子自旋的手征性,把两者自旋轴方向之差的光的“偏折”角度θ,看成碰撞之前自旋轴方向发生的“偏振”改变,实际也代表粒子自旋发生的质能改变。
但康普顿只联系到光与电子碰撞后波长的改变(λ′-λ),与光的偏折角度θ的关系为(λ′-λ)=[h/mec (1-cosθ)],其中me是电子的质量。康普顿实验及其康普顿公式确立了光量子的真实地位,而且是比普朗克和爱因斯坦的光能量量子假设迈进了一大步。很可惜的是,国际国内现代物理学界从此在康普顿的这一步上停了下来,类似只在自旋偏振的频率、波长上做文章,没有看到基本粒子自旋偏振,联系基本粒子质量的一些分立的数值,也类似巴尔末公式存在多夸克“偏振量子数”。因为基本粒子,特别是6种夸克的质量也是一些分立数值。根据“偏振量子数”的设想,“光子”是光的量子,那么“引力子”就应是引力的量子。但引力子比光子、电子、电荷的量子通信广泛得多,而且根据彭罗斯的量子引力里奇张量分析,加上引力粒子的“偏振”变化,也能把量子引力通信和量子计算机结合起来。问题是众多的引力子,在各种不同的里奇张量与韦尔张量引力任务中,它们是如何知道各自或各群的分工配合的呢?

 楼主|王德奎 发表于: 2020-6-13 18:00:56|显示全部楼层
B偏振量子数的量子引力信息传输
地面量子通信和星地量子通信中为防止泄密,需要的量子密码和量子密钥及分发。这采用的是光速量子传输,只需涉及光子、电子、电荷,所以引力子看起来也就不重要,而不被重视。但其实不然,量子引力信息传输从球量子自旋和手征性定向调整校对纠缠现象上看,“量子自然全息自旋纠缠原理”类似陀螺,只有整体形态一致的量子,自旋才有避错码的存在。这也存在量子密码和密钥。
反之,类似魔方的非整体形态一致的量子就不行;魔方只可与类似球量子自旋编码的冗余码联系。暗物质原子量子就是被看成属于冗余码的量子编码物质,所以不容易发现,即使暗物质很重、很多。里奇张量引力的量子传输普遍存在,一处里奇张量的引力子是如何设定它们的引力行为呢?这也是引力子和量子计算机统一量子信息传输考虑的问题。实践提示的是,现代量子计算机和量子纠缠的测量,利用的是类似光子的偏振行为,而不仅是转轴方向的手征性区别。
况且对众多各种情况的引力传输设定,球量子自旋转轴方向手征性编码的数目太少了。但如果加上球量子偏振,就能大大增加编码符号设定的基本单元。例如,球量子偏振进动,在环量子的三旋理论中,是属于体旋范围。用垂直于球量子体旋轴作切面,大圆有3600的角度方向可分。其次,过球量子体旋轴作切面,大圆也有3600的角度方向可分。把360个方向作为符号编码设定,两个切面的组合,编码信息量是2的(2×360)次方。把其中相同的两个符号的编码,看作静止不动点或冗余码,只有(2×360)个。从中减去后,仍是宇宙级数量的编码数。这也成为“量子信息记忆储存原理”的基础,以及量子引力通信传输内容发报和接收的基础。由此产生的量子引力纠缠编码,各种引力子定域性就不会混乱。
2量子偏振在基本粒子质量上的研究
这不仅是球量子可行,如果是环量子,因它除体旋和面旋外,还有线旋。线旋又分平凡线旋和不平凡线旋。不平凡线旋还可分左斜和右斜两类。而左斜和右斜这两类,各自还分上下两种方向性转动。所以对自然、宇宙、点内与点外空间的任何量子引力行为,用来编码都是足够的。但这还是量子卫星上天公开后的研究,而1996年联系物质族质量谱与“偏振量子数”的联系,最初发表在成都《大自然探索》杂志第3期的论文:《物质族基本粒子质量谱计算公式》(简称“96版质谱公式”),提出tgNθ与“偏振量子数”关系类似巴尔末公式的计算公式:
M=GtgNθ+H                   (3-1)
M上=BHcosθ/(cosθ+1)            (3-2)
M下=B- M上(或B= M上+ M下)      (3-3)
B=K-Q(或K=Q+B)               (3-4)
为何要首选正切函数tgNθ?因为6个夸克的质量的实验测量值,在直角坐标第一象限90°的角度内,都能在正切函数表中找到相应的数字,而实际tgNθ就类似粒子自旋轴方向发生的“偏振”改变。这里以6个夸克的粒子来说明,M=GtgNθ+H能够对应巴尔末公式来求6个夸克和6个轻子的质量谱系列。这其中虽然也含有基本常量的质量轨道角θ,但它和另外两个基本常量G、H是平等的,且类似用的是巴尔末-玻尔行星绕核运转式的弦图。
而分析光谱线波长的巴尔末-玻尔方法,具体可分解为基本常量、量子数和弦图等三个部分。因它的量子数不用实验测定,而类似数字化软件;由此它减少了基本常量的使用数量,这是它最为成功的地方。因为标准模型需要28个基本常量,能否可减少?成为人类探索统一场论的一个奋斗目标。而用行星绕核运转式弦图的巴末尔-玻尔方法,就可达到类似所有氢元素光谱线只需1个。
因为96版质谱公式M=GtgNθ+H说明,对3个一组的味夸克,是需要G、θ、H等3个基本常量,这其中代表量子数N的夸克分代常数只有1个,由此6种味夸克就需要6个基本常量,这实在太多。这是96版质谱公式最不满意的地方。对照巴末尔研究的4条氢光谱可见光线波长,是已经测定的数据;同理,“96版质谱公式”研究的电子、夸克、光子、w和z玻色子等质量数据,也是当时已经公布的测定数据。虽然后来这些公布的测定数据,有变化,使公式中需要G、θ、H等3个基本常量的确定有来回折腾变化之感。
但问题的实质仍然是在能否可减少基本常量的数目上。96版质谱公式使用的是从《科学美国人》等科技刊物中查到公布的6种夸克质量测定最集中的数据作的推证预测。96版质谱公式与标准模型数据大部分是相符,而且推论出3种中微子和8种胶子中4种有可定量数据的质量,而不是为0。这只是个参考。“偏振量子数”作为“巴尔末-玻尔”模式的数字化,96版质谱公式学习巴尔末公式减少基本常数的出路到底在哪里?研究玻尔指定的同心圆能级核式弦图,巴尔末公式中的m、n为量子数,对应基态、稳定态、非稳定态、激发态、始态、终态等,很摆布对众多光谱线系列也容易统一。但把96版质谱公式M=GtgNθ+H,投影到同心圆轨道核式弦图的能级圆上分析,代表量子数的分代N,只用作对质量轨道粒子自旋的偏振角度θ,单从M=GtgNθ看,偏振基角可对量子数N扩大或缩小。而G基本常量既是能级圆半径,又是一条直角边。而这条直角边与能级圆交点处的圆周切线,形成的另一条直角边,才代表质量谱M所求的数值。
所以要扩大96版质谱公式中分代N量子数的安排、摆布和统一,单从轨道圆核式弦图做文章肯定不行,必须重新找新型弦图与之配合。
因为如6个夸克的质量在正切函数表中,都可查到对应的数值。这类似质量能级圆“偏振量子数”已存在,只是需要用基本常量谱线系列,确定与之相交的点;但连接这些点,只会是曲线。而从弦图上分析,玻尔图解巴末尔公式的原子内和原子核外电子运行的能级核式弦图,可以认为是真实的,但在量子化学中也有不同的地方,例如它说能级只是电子出现的密度波或几率波,所以96版质谱公式要另找的弦图。《大自然探索》杂志发表后19年,弦图分析发现总体应分两大类。如玻尔的同心圆行星轨道核式弦图,也包括电力线和磁力线类型,简称核式弦图,是个大类。它们简称链式弦图。

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 楼主|王德奎 发表于: 2020-6-13 18:01:25|显示全部楼层
现在从“量子自然全息自旋纠缠原理”的量子引力纠缠编码的设定来看,质量谱的“偏振量子数”仅占极少的几个特定的纠缠编码,而使意义大为明了。统一场论向方程计量弦图进军,由此仅从6种味夸克出发,来寻找只要1个基本常量,那么是否也有和类似玻尔指定巴尔末公式中的m、n为量子数的质谱公式,以及有可对应公式的链式弦图呢?21世纪可查到的大同小异的夸克数据很多,如2008年4月出版的[英]安德鲁•华生的《量子夸克》(下称华著);2010年7月出版的陈蜀乔的《引力场及量子场的真空动力学图像》(下称陈著);2012年4月出版的[美]布赖斯•格林的《宇宙的结构》(下称格著)等,提供的夸克类粒子,如上夸克u、粲夸克c、顶夸克t、下夸克d、奇夸克s和底夸克b等的质量数据,分别是:华著为:约0.004Gev、约1.3Gev、约174Gev、约0.007Gev、约0.135Gev和约4.2Gev等。陈著为:2~8Mev、1.3~1.7Gev、137Gev、5~15Mev、100~300Mev、4.7~5.7Gev和约4.2Gev等。格著为:0.0047Gev、1.6Gev、173.34Gev、0.0074Gev、0.16Gev和5.2Gev等。以上出入大的是顶夸克t;还有实验报告说是202Gev。由此联系马蹄形链式弦图的夸克质量谱计算公式的研究和分析,得出的多元性超对称量子数质量谱公式;其中正切函数的∠θn的θn公式:
θn=θfS±W2                     (3-5)
式中θ=15′,称为质量偏振基角。f称为质量繁殖量子数,f=62或6^0。S称为首部量子数,W称为尾部量子数;S=n×m,W=m×n,但大多数时候S≠W,少数时也可S=W;其中m=1、2、3、4、5,n=1、2、3、4。由此格林夸克质量谱公式为:
M=Gtgθn=Gtg(θfS±W2)        (3-6)
由于G=1Gev,上式可写为M=tg(θfS±W2)。这样超对称量子数夸克质量谱公式只需要用一个质量偏振基角常量θ=15′,就可以求出格林夸克质量谱中的6个夸克质量值。
3偏振从粒子质量到信息传输二次量子化叠加
以上“偏振量子数”只是联系物质族质量谱研究的基础,但它还可以从粒子质量到量子通信传输作偏振二次量子化叠加──类似原子中的电子,一边作饶原子核作圆周运动的旋转,同时自身还能作偏振。这里的“偏振”是量子通信需要传递的信息的“编码”──这类似的老式光纤电话里的编码机和解码机,结合于一身。外界量子通信需要传递的信息相当于这种老式光纤电话里调制器采用的普通自然白光,投射到转轮盘,通过转轴和反射镜快慢不同的旋转,将自然白光作不同颜色类似的编码,然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。而解码机的操作正好相反。
即现代光纤通信的原理是:在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号,然后调制到激光器发出的激光束上,使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化,并通过光纤经过光的全反射原理传送;在接收端,检测器收到光信号后把它变换成电信号,经解调后恢复原信息。这在量子通信手机操作芯片里,是把原子中“0”量子纠缠的量子一边作圆周运动的旋转,同时把量子粒子自身质量偏振化外叠加的偏振二次量子化,以实现量子通信手机需要的信息交流。
这个探索最先来自1986年南京《华东工学院学报》第二期发表的论文:《前夸克类圈体模型能改变前夸克粒子模型的手征性和对称破缺》,解决以色列魏兹曼科学院院长哈热瑞1983年提出的夸克和轻子内质量“奇迹般”相消的难题。道理是,物质质量直观认识来源重力,重力与引力相关。哈热瑞在解决了零质量问题后,却遇到了超对称使质量的手征性,发生对称性自发破缺的问题。这个问题的解决,能把质量与量子自旋联系起来,最终与体旋和偏振相关。原理是,体旋存在“偏振”过程而有多个向量。这里体旋与“偏振”实际成为一种量子密钥密码。这个道理明白后,为什么量子纠缠隐形的虚数超光速传输和实数光速传输是两种形态,又是统一的,也就能明白量子纠缠隐形的虚数超光速传输的本质原理是什么?

 楼主|王德奎 发表于: 2020-6-13 18:01:53|显示全部楼层
本质原理简单说,就是拓扑球量子的自旋自身有手征性,无须外环境影响去识别。但这个问题的复杂还在于,对于量子引力通信技术能不能通信的疑问,首先来比较,看目前的量子通信技术,使用的量子秘钥,它采用的物理方法如用光子的偏振来编码──什么叫光的“偏振”?与球量子的自旋对照,在“三旋理论”中属于类似“体旋”。在量子引力信息隐形传输通信理论上,正是靠围绕“实验星球”作圆周运动的量子纠缠对中的一个“实验粒子”,一边要作“体旋”的“偏振”运动,这类似偏振二次量子化在进行编码一样。
光纤通信发送信息的旋转运动,发送的主要内容一开始也还不一定能“实时通信”,而类似发电报或发微信,要等到双方都实时同时开通机子才行。在现实中,比如墨子号卫星和地面,也是不一定能“实时通信”的,但不是“不能通讯”。 再说如果按现在量子力学的自旋定义,量子通信技术采用的光子或电子的“偏振”的说法,传输信息复杂确实“不能通讯”。如果是联系引力传输设定的众多各种情况,那么球量子自旋转轴方向手征性编码的数目,就显得太少。但如果从三旋理论的自旋定义看,球量子加上偏振,确能大大增加编码符号设定的基本单元。因为球量子偏振进动,在环量子的三旋理论中,是属于体旋范围。用垂直于球量子体旋轴作切面,大圆有3600的角度方向可分。其次,过球量子体旋轴作切面,大圆也有3600的角度方向可分。把360个方向作为符号编码设定,两个切面的组合,编码信息量是2的(2×360)次方。把其中相同的两个符号的编码,看作静止不动点或冗余码,只有(2×360)个。从中减去后,仍是宇宙级数量的编码数。这也成为“量子信息记忆储存原理”的基础,以及量子引力通信传输内容发报和接收的基础。
由于量子引力纠缠编码各种引力子定域性不会混乱,这不仅是球量子可行。如果是环量子,因它除体旋和面旋外,还有线旋。线旋又分平凡线旋和不平凡线旋。不平凡线旋还可分左斜和右斜两类。而左斜和右斜这两类,各自还分上下两种方向性转动。所以对自然、宇宙、点内与点外空间的任何量子引力行为,用来编码都是足够的。这须要说明的,联系垂直于球量子体旋轴的切面,和过球量子体旋轴的切面,统一韦尔费米子和马约拉纳费米子,也能这种剖面图来说明,而且对三重简并的狄拉克费米子也能说明。
例如,过球量子体旋轴作切面,剖面图是个大圆,设定为是一个垂直平面。那么垂直于球量子体旋轴的大圆切面,就是一个水平面;它在垂直的剖面图上,投影是过大圆圆心的水平线,与大圆边线相交的左右两点,就代表“韦尔费米子”,以及可分为左和右两种不同设定的“手性”。而此垂直的大圆剖面图上的圆心,就代表“马约拉纳费米子”,以及它的反粒子就是自己本身。这虽是同一点,但实际这个圆心点,是水平线直径的中点,也是水平面剖面图大圆边线,与垂直的过球量子体旋轴的切面的交点,在垂直剖面上的投影。而狄拉克费米子,是用垂直剖面大圆边线与垂直的过圆心的直径的上下交点代表的不同手征性。从体旋联系量子质量来说,狄拉克费米子质量可以为0和不为0 。不为0即为狄拉克电子。而在水平面剖面上的韦尔费米子和马约拉纳费米子,质量都为0,是因此时也是体旋与面旋的正交点。至于韦尔费米子和马约拉纳费米子的自旋为1/2,与引力子类似空心圆球内外表面翻转有关。
例如空心圆球是个2维曲面,自旋为整数引力子是玻色子。但类似空心圆球内外表面翻转成类似顶对顶的圆锥体像“8”字形的“球串串”,就是一个3维曲面,自旋要旋转720度,就是费米子。狄拉克费米子的自旋情况就如此,还可以是由一个电子和正电子,有间隙似地但又是无限靠近在组织完成1/2自旋的。激光摄影成像第二个特征的减维原理,是激光全息摄影描述的3维图景的所有信息,都能降维被编码到2维胶片上的明暗相间的图样上;反之,用这个胶片和两条相干光线又可以复现该3维图景。引力现象从这种三维变二维功能出发,提供了韦尔费米子和马约拉纳费米子的材料制作方法的方向。
参考文献                                                                           
[1]程鹗,宇宙膨胀背后的故事(33):宇宙之有生于无,科学网程鹗博客专栏,2020年4月22日;
[2]王德奎,三旋理论初探,四川科学技术出版社,2002年5月;
[3]孔少峰、王德奎,求衡论──庞加莱猜想应用,四川科学技术出版社,2007年9月;
[4]王德奎,解读《时间简史》,天津古籍出版社,2003年9月;
[5]陈超,量子引力研究简史,环球科学,2012年第7期;
[6][英]罗杰•彭罗斯,皇帝新脑,湖南科技出版社,许明贤等译,1995年10月;
[7]文小刚,量子多体理论──从声子起源到光子和电子起源,高等教育出版社,2004年12月;
[8]王德奎、林艺彬、孙双喜,中医药多体自然叩问,独家出版社,2020年1月;
[9][比利时] 沃德•斯特鲁伊,玻姆力学将是终极理论?环球科学,2020年6月号;
[10][美]布鲁斯•罗森布鲁姆等,量子之谜,湖南科技出版社,向真译,2013年4月。

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