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2015-2016 学年度本科课程介绍 微电子与纳电子学系 晶体管的发明和信息时代的诞生 1 学分 16 学时 The Invention of Transistors and the Birth of Information Age 晶体管的发明，是二十世纪最重要的科技进步。晶体管及以晶体管核心的集成电路是现代信息社会的基础， 对社会的进步起着无以伦比的作用。晶体管的发明，源于 19 世纪末20 世纪初物理学、电子学以及相关技 术科学的迅速成熟。晶体管的发明造就了一大批物理学家、工程师。晶体管的发明，也随之产生了许多著 名的研究机构与重要的公司，如贝尔实验室、仙童公司、Intel 等都与晶体管的发明密切相关。 “以铜为 鉴，可正衣寇；以古为鉴，可知兴替；以人为鉴，可明得失”。晶体管发明作为现代科技史上的重大事件发 生过鲜为人知的重要经验和教训，涉及科研管理、人才和科学方法等诸多方面，可以从成功和失败两个方 面为后人提供十分重要的借鉴与启示。本课程试图从晶体管的发明到信息社会的诞生，探讨技术革命和创 新的方向，为大学低年级学生将来从事科学研究建立正确的思想观。所讨论的课题包括，科学预见和准确 选题的重要性、科学研究的方法、放手研究的政策、知人善任和合理配备专业人才等。 固体量子计算器件简介 1 学分 16 学时 Introduction to solid-state quantum computing devices 作为量子力学和信息学的交叉，量子信息学是最近二十多年迅速发展起来的新兴学科，量子信息处理技术 能够完成许多经典信息技术无法实现的任务。比如，一旦基于量子信息学的量子计算机得以实现，其在几 分钟内就可解决数字计算机几千年才能解决的问题，那么用它就可及时地破解基于某些数学问题复杂性假 定之上的传统必威体育官网网址通信的密钥，从而对建立于经典必威体育官网网址系统行业的信息安全构成根本性的威胁。这种新兴 技术的实现可以直接地应用于国防，政治，经济和日常生活。本课程在此大的学术背景下展开，主要介绍 最有希望成为量子比特的固体量子相干器件的基本原理和目前的研究状况，以及如何用这些器件实现量子 计算。 量子信息处理的超导实现 1 学分 16 学时 Quantum information process and its implemention with superconducting devices 基于半导体集成电路的经典信息处理技术已渗透到我们生活的各个方面，信息处理器件，例如个人电脑和 手机，为我们生活质量的提高提供了强有力的技术支持。但是经典信息处理技术的继续发展面临着技术上 的瓶颈，其性能很难在现有技术路线上继续提高。一种新型的完全基于量子力学原理的量子信息处理技术， 有望提高信息处理的效率并解决一些经典信息处理技术无法解决的问题。 量子信息处理技术的成功实施， 将为我们提供绝对必威体育官网网址的量子通信技术和高效的量子计算机。本课程将学习量子信息处理的基本原理；超 导材料的基本特性以及利用超导器件实现量子信息处理的原理与方法。通过文献调研和小组讨论等方式了 解利用超导器件实现量子信息处理的必威体育精装版进展和面临的挑战，探讨可能的解决方案。 智能传感在社会生活中的应用 1 学分 16 学时 Smart Sensing in Social Activities 智能传感已经深入到社会生活的每个领域，深刻地影响着我们的社会组织方式和行为方式。本课程采用视 频、图片等多媒体方式，以活泼生动地方式，向具有不同专业背景的学生深入浅出地讲述智能传感器及其 在社会和生活中的应用。例如，在文化与智能传感器章节中，结合大家熟知的电影形象《指环王》中的“咕 噜”，介绍智能运动传感器在电影制作中的应用；结合《机械战警》中的形象，介绍脑机接口传感器在脑神 经科学研究及帕金森症等疾病治疗中的应用。在传感器与智能交通章节中，介绍汽车中种类繁多的传感器 对未来无人驾驶汽车的作用。在传感器与智能家居章节中，介绍iphone 手机中集成的多种传感器，及其功 能扩展。在传感器与现代国防章节中，结合南斯拉夫亚炸馆事件，介绍控制炸弹穿透多层建筑后再爆炸的 2015-2016 学年度本科课程介绍 加速度传感器，以及给炮弹装上“眼睛”的惯性传感器组合。在传感器的形成艺术章节中，介绍防尘保护 到只露出眼睛的技术人员在超净工厂中制造集成传感器的方法等等。通