“我国科学家证实人类是从鱼进化来的”登上热搜,其中有着怎样的演化过程?针对生物进化论而言,专家也提出了许多人类的进化推理,而最令大家认同的一种推理便是人们是以古猿演变而成的,并且这种推理也出现在我们的教科书上,因此对于我们所有人,对自己是什么演变而来的时候,都是会不明就里的说成由古猿演变而成的。
近日还有专家确认,人们是以鱼进化的,最先从鱼到人演变需近5亿年的发展,依次经历过最早颌 无类演变变为有颌 类,然后走上陆上,变为两栖动物和哺乳类动物,最后演变成人们这样一个循序渐进的过程,而我们国家的专家科院朱敏教授领衔的研究团队,经过多年野外考察和研究,揭露了有颌 哺乳动物发源与初期演变的关键信息,进而在从鱼到人探研研究方向获得关键提升,并且之前也有观点。便是世界上微生物,最开始也是从海洋里崛起的,因此人们包含陆地所有的动物也是从深海才到岸边的,尽管我们大家都不可以接受自身是以鱼变为人,因为这也要专家更多证据表明人是以鱼进化而成。
中科院的科研人员看到了一种生活在4.4亿光年前鱼,这类鸟有上颚与下颌,称之为有颌鱼。专家在分析以后发现这类鱼是绝大部分哺乳动物的老祖先,例如人们。实际如何进化是不为人知的,由于在这期间拥有很长的时间空缺。但在4.4亿年前,有颌鱼身长只不过是三厘米,之后也演变变成了那么多的种群,证明其十分可以融入环境变化,还有着很好的演变水平。
假如你针对人类的演化尤其有兴趣,就可以直接翻阅对应的材料,上面还有各种各样有关人类祖先是谁的推理。以前大家一直认为人类祖先是人猿,但人猿就是从其他动物进化而成的,而且这个小动物估计就是有颌鱼。这类鱼拥有成双的鼻子及其牙,也是有着许多的人体器官。这种人体器官估计就是以后演变的优点,能将其它的种群给大比拼掉,最后成为了地球上的主宰。但生物进化所消耗时间是在特别长的,例如几万年、数千万年。
中科院量子信息重点实验室教授郭国平、肖明与合作者成功实现了半导体量子点体系的两个电荷量子比特的控制非逻辑门,成果于7月17日发表在《自然—通讯》上 。中科院量子信息重点实验室郭国平教授半导体量子芯片研究组及其合作者又破世界纪录,通过实验成功实现世界上最快速量子逻辑门 *** 作,取得半导体量子芯片研究的重要突破。
传统砷化镓半导体量子点量子比特研究
半导体量子点由于其良好的扩展性和集成性是实现固态量子计算的最有力候选者。由单电子在双量子点中的左右量子点的占据态编码的电荷量子比特有众多的优越性,成为量子计算研究最热门的研究方向。首先,电荷量子比特门 *** 作速度可以较大范围的调节,达到GHz的频率;其次,电荷量子比特的制备、 *** 控和读取可以用全电学 *** 控来完成;最后,电子电荷自由度作为量子比特可以与现有信息处理技术兼容,并且可以利用先进的半导体工艺技术完成大面积的扩展和集成。一个单量子比特逻辑门 *** 控和一个两量子比特受控非门可以组合任意一个普适量子逻辑门 *** 控,而实现普适量子逻辑门 *** 控是实现量子信息处理过程的最关键技术。国际上主要有美国哈佛大学、威斯康星大学等集中在电子电荷量子比特的量子计算研究,我们研究团队在2013年成功实现了半导体超快普适单比特量子逻辑门(Nat. Commun. 4:1401 (2013),经过两年的摸索和积累,研究组在2015年成功实现两个电荷量子比特的控制非门,其 *** 控最短在200皮秒以内完成。相对于国际上目前电子自旋两量子比特的最高水平,新的半导体两量子比特的 *** 控速度提高了数百倍。单比特和两比特的量子逻辑门的完成,表明量子计算所需的所有基本量子逻辑门都可以在半导体上通过全电控制方式实现。这种方式具有 *** 控方便、速度超快、可集成化、并兼容传统半导体电子技术等重要优点,是进一步研制实用化半导体量子计算的坚实基础。
图示为单量子比特 *** 控和两量子比特 *** 控实验样品和实验测量图。
新型非掺杂砷化镓和硅锗异质结量子比特的制备和 *** 控研究
传统的砷化镓量子点是基于掺杂的砷化镓铝异质结中的二维电子气上形成的。由于掺杂不可避免的削弱电子电荷和自旋的稳定性,从而增加了量子比特受到掺杂电子电荷噪声的影响,缩短了量子比特的弛豫时间,加快了量子比特的的退相干过程。以解决上述问题为目标,分别采用非掺杂GaAs和SiGe异质结进行新型双层结构量子点器件的设计和制备,减小电荷噪声的影响,排除核自旋的影响,延长量子比特的退相干时间,实现单电子电荷和自旋量子比特的制备、测量和 *** 控。新型量子点器件是继承传统量子点器件可集成性等优势的同时,又具有高迁移率、强稳定性的增强型量子点研究体系,是实现多量子比特耦合的基础。基于非掺杂砷化镓异质结的电荷量子比特和基于非掺杂SiGe异质结的电子自旋量子比特研究都是相关研究中的新兴热门领域,特别是基于SiGe量子点的自旋量子比特由于其没有核自旋,具有较长的量子退相干时间。我们研究团队成功制备了两种材料的双量子点器件,完成了砷化镓量子点的表征和电子弛豫时间以及退相干时间的测量,正在开展进一步的实验研究。图示为新型非掺杂砷化镓和硅锗双量子点样品的结构图和实验测量。
半导体量子点与超导腔耦合的复合量子比特以及多量子比特扩展
基于半导体量子点的量子计算方案都是利用相邻量子点量子比特之间的交换相互作用来实现多比特的量子逻辑门 *** 作,非近邻量子比特之间的逻辑门 *** 作需要通过一系列近邻门 *** 作组合完成,这大大增加了计算过程中逻辑门 *** 作的数量和难度。最近有些理论工作提出借用超导量子比特系统中的超导传输谐振腔等概念来实现半导体量子点非近邻量子比特耦合的量子数据总线,但是相应的实验还处于起步和摸索阶段。不过半导体量子点和超导谐振腔为我们提供一种崭新的物理体系,同时很好的兼容了传统半导体产业各种微纳米工艺和技术,在未来的信息处理器中具有广阔的应用前景。我们团队提出了最早的非强耦合条件下的超导传输谐振腔与量子点量子计算理论方案(Phys. Rev. Lett. 101 , 230501 (2008).),大大降低了实验的要求和难度。
我们研究团队在半导体量子点的制备和 *** 控方面积累了大量的实验经验和技术,对超导谐振腔体的制备和表征也掌握关键的工艺技术。经过几年研究积累,完成了超导谐振腔与石墨烯双量子点以及超导谐振腔与两个石墨烯双量子点实现远程耦合的实验研究,以此为基础着力于解决半导体量子点多比特之间的耦合问题,具有很大的理论和实验挑战性。我们目前的这些前期工作已属于世界研究前列,结合已开展的半导体量子点处理单元和测量单元研究,集中推进基于固态量子比特的多量子比特扩展研究。
基于新型二维材料(Graphene,TMDS)体系的量子器件制备和量子物理研究
二维材料体系由于其独特的结构和性质优越性,被科学界大量研究,特别是单层石墨烯材料,以及最近掀起一波研究热潮的TMD材料体系。我们研究团队在实验室内设计制备了多种石墨烯量子点元器件,2009年在国际上首先制备出石墨烯量子点+单电子测量器的芯片( Applied. Phys. Letters 97, 262113 (2010)),特别是制备出了世界上第一块并联的石墨烯双量子点样品( Applied. Phys. Letters 99, 112117 (2011)),开发了集成测量读出系统的全石墨单电子晶体管;设计了石墨烯量子点元器件的全电学 *** 控模式,掌握了精细调节电极控制量子点器件上电子状态的规律和方法;另外我们在国际上率先提出了石墨烯量子点量子计算的完整方案等;我们设计的石墨烯结构和尺寸等方面的优势在国际上也居于比较前列的位置。近期我们也开展了关于TMDs材料方面的量子器件研究,取得了一些重要的实验结果。
“量子芯片”是未来量子计算机的“大脑”。 2016年2月,国际权威杂志《物理评论快报》发表了中国科学技术大学郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室郭国平研究组在量子芯片开发领域的一项重要进展。该成果由郭国平研究组及合作者完成,首次在砷化镓半导体量子芯片中成功实现了量子相干特性好、 *** 控速度快、可控性强的电控新型编码量子比特。研究组利用半导体量子点的多电子态轨道的非对称特性,首次在砷化镓半导体系统中实现了轨道杂化的新型量子比特,巧妙地将电荷量子比特超快特性与自旋量子比特的长相干特性融为一体,实现了“鱼”和“熊掌”的兼得。实验结果表明,该新型量子比特在超快 *** 控速度方面与电荷量子比特类似,而其量子相干性方面,却比一般电荷编码量子比特提高近十倍。同时,该新型多电子轨道杂化实现量子比特编码和调控的方式具有很强的通用性,对探索半导体中极性声子和压电效应对量子相干特性的影响提供了新思路。
大自然的启示自然给了人类许多启示,它就是人类最早的“老师”.大自然里有许多奇怪的事,动植物都有自己独特的特点.
比如,风一吹过,蒲公英在蓝天中飞舞,像一些穿着白色衣服的精灵,人们通过它随风飘动的特性,发明了降落伞,这样,人们 *** 作着降落伞在空中往下跳时,就不会受伤了.
还有些是通过动物的启示获得发明的.比如马跑得非常快,人类就想:要是能发明一样比马跑得还快的机器就好了.时光飞逝,随着科学技术的不断发展,人类就发明了汽车,让我们出游时能快点到达目的地.人们还模仿鸟类的飞翔发明了飞机.那时,如果我们要去很远的地方,坐汽车根本就不够快,人们望着天空中翱翔的鸟儿想:要是我们能飞就好了.人类又发明了飞机.
人类是聪明的,可我们如果没有大自然这位“老师”,就想都不敢想,更别说发明、创造了.正因为有了这位“老师”,人类才得以大胆想像,并不断地去发明,创造.
大自然,人类的“老师”,正因为有了它,我们的生活才不再枯燥、平凡,我们的生活才变得充满想像、绚丽多彩!大自然,你是人类的“老师
这是一个风和日丽的上午,我打开电视,映入眼帘的是美丽的大海.在大海深处,有几名潜水员正在观察着各式各样的海洋生物.那些潜水员全身都被潜水衣紧紧地包裹着,不留一点儿缝隙.他们在水中像鱼儿一样灵活,在海洋生物之间穿行.
我越看越着迷,很快就被这幅美丽的“画卷”给吸引了.突然,我的心中冒出了一个疑问:潜水的潜水员应该只需要带潜水镜和氧气罩就行了,可为什么还要穿潜水衣呢?难道是怕被鲨鱼咬?不对.是为了美观吗?也不对.这个问题我想了很久,也不知道答案.
这是为什么呢?我问爸爸,爸爸说:“我也不知道准确的答案,你上网查查吧.”于是,我就在网上查了查,这才知道了原因.其实,潜水员穿的叫鲨鱼皮潜水衣.鲨鱼皮潜水衣是人们根据鲨鱼皮的外形特征起的外号,它还有一个更响亮的名字:快皮.海里的鲨鱼皮的表面有粗糙的“V”字形皱纹,可以大大减少水流的阻力,使身体周围的水流更高效地流过,所以鲨鱼才可以快速地游动.科学家在制造潜水衣时模仿鲨鱼的皮,才有助于潜水员在水中快速地游动.
世界之大,无奇不有.我才知道:大自然还有许多秘密正等着我们去探索呢!我幻想着有一天,我穿着鲨鱼皮游泳衣,遨游在蔚蓝的大海里.
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