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Beihang University

量子精密测量技术

Beihang University via XuetangX

Overview

量子信息技术主要包括量子精密测量、量子通信和量子计算三大部分,分别对应信息技术的获取、传输和处理。量子精密测量作为量子信息技术的重要组成部分,是仪器仪表和传感器领域国际最前沿的技术方向,也是国际公认的未来信息感知和获取的发展方向,我国以及美国、欧盟等国家和地区的量子计划均将量子精密测量作为重点支持的领域之一,培养该领域的高端人才对我国未来的科技发展及占据量子信息技术制高点具有重要的意义。

本课程面向我国未来仪器科学与技术学科领域对卓越工程师的急需,加强与相关国内该领域优势企业的合作,使学生掌握量子精密测量相关的基础共性知识的同时,了解目前已进入工程研究/应用阶段的量子仪器如原子钟、原子磁强计、原子重力仪、原子陀螺仪等实例,加深学生对量子精密测量仪器设计的整体思路、共性问题及工程应用问题的理解和掌握,并能够通过使用所学知识运用到工程实践中,提升学生的工程创新能力。在教学团队方面,本课程采用校企联合教学方式,依托北京航空航天大学,以及国内航空航天和计量领域量子精密测量仪器研发和应用优势单位的专家成立教学团队,将高校在基础理论方面的教学优势和企业的工程优势融入到教学中,更好的促进卓越工程师的培养。

本课程将“空天报国、敢为人先”的北航精神,以及“永恒的陀螺精神”仪器学科文化融入到课程内容和教学过程中。在教学中将合作企业的航空航天文化和计量文化元素也加入到课程中。将我国在量子精密测量仪器方面的最近进展,如北斗星载原子钟、芯片化原子陀螺仪、冷原子重力仪等作为案例在课程中讲授,让学生增进了解,增强科技自信感,和服务国家重大需求的远大志向,增强民族使命感和责任心。


Syllabus

  • 第一章 绪论
    • 1.1 课程介绍
    • 1.2 精密测量技术重要性及发展趋势
    • 1.3 量子精密测量技术的重要性
  • 第二章 量子精密测量基础
    • 2.1 量子精密测量概述
    • 2.2典型原子与能级
    • 2.3激光抽运原子
    • 2.4激光冷却原子
  • 第三章 量子精密时间测量技术
    • 3.1精密时间测量的基本概念
    • 3.2原子钟的分类与发展历史
    • 3.3原子钟的基本原理
    • 3.4传统原子钟
    • 3.5新型原子钟
    • 3.6原子钟的应用
    • 3.7实验课程
  • 第四章 量子精密磁场测量技术
    • 4.1极弱磁场测量的意义
    • 4.2量子磁强计的分类与基本原理
    • 4.3光泵原子磁强计
    • 4.4SERF原子磁强计
    • 4.5原子磁强计实验演示
  • 第五章 原子自旋惯性测量技术
    • 5.1 惯性测量的意义
    • 5.2原子自旋惯性测量的研究现状
    • 5.3原子自旋惯性测量基本原理
    • 5.4 原子自旋惯性测量关键技术
    • 5.5 原子自旋惯性测量与标定
    • 5.6 实验课程
  • 第六章 核磁共振惯性测量技术
    • 6.1核磁共振陀螺的研究背景及发展历程
    • 6.2核磁共振陀螺基本原理
    • 6.3核磁共振陀螺的关键技术
    • 6.4核磁共振陀螺仪及MPNT系统与应用
  • 第七章 原子干涉测量技术
    • 7.1原子干涉仪的研究意义与国内外发展
    • 7.2原子干涉仪基本原理和分类
    • 7.3原子干涉仪关键技术介绍
    • 7.4原子干涉仪器应用
    • 7.5 介绍
  • 第八章 其它量子精密测量技术
    • 8.1 量子电压与电阻
    • 8.2 微波电场测量
    • 8.3金刚石色心传感
  • 第九章 研讨会
    • 9.1研讨会-1
    • 9.2 研讨会-2
  • 期末考试

    Taught by

    Wei Quan, JIXI LU, Duan Lihong, Li Wenbing, Zhang Shengkang, Wan Shuangai, and Wang Yu

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