清华一天发了两项突破性成果丨科创要闻

5月29日，清华大学两个研究团队的成果同时发表在《自然》（Nature）上，其中，基于清华大学精密仪器系类脑计算研究中心施路平教授团队研制的世界首款类脑互补视觉芯片“天眸芯”（Tianmouc）研究成果的论文《面向开放世界感知具有互补通路的视觉芯片》(A Vision Chip with Complementary Pathways for Open-world Sensing)登上本期《自然》的封面。

Nature 2024年5月30日封面。图片来源：Nature

上述研究团队聚焦类脑视觉感知芯片技术，提出了一种受人类视觉系统启发的互补感知范式——借鉴人类视觉系统的基本原理，模仿人类视觉系统的特征，将视觉信息解析成基于原语的表示，并将这些原语组合形成两条优势互补、信息完备的视觉感知通路。

基于这一新范式，研究团队研制出的“天眸芯”结合混合像素阵列和并行异构读出架构，利用互补视觉通路特性，实现了每秒1万帧的高速、10bit的高精度和130dB的高动态范围的视觉信息采集，并自适应地减少了90%的带宽；该团队还自主研发出高性能软件和算法，并在开放环境车载平台上进行了性能验证。在多种极端场景下，该系统实现了低延迟、高性能的实时感知推理。

值得一提的是，这已经是该团队继2019年8月类脑计算芯片“天机芯”（Tianjic）之后，第二次登上Nature封面。有着“天机芯”积累的技术和应用基础，此次“天眸芯”亮相，类脑技术与视觉传感融合，打破了传统视觉传感的局限，或将为自动驾驶、人形机器人等应用开辟新的道路。

另一项成果来自清华大学交叉信息研究院教授段路明带领的研究组，成果论文为《具有单比特分辨率的数百囚禁离子二维量子模拟器》(A site-resolved two-dimensional quantum simulator with hundreds of trapped ions)，研究团队利用低温一体化离子阱技术和二维离子阵列方案，大规模扩展离子量子比特数并提高离子阵列稳定性，首次实现512离子二维阵列的稳定囚禁和边带冷却，并首次对300离子实现可单比特分辨的量子态测量。

研究人员进而利用300个离子量子比特，实现可调耦合的长程横场伊辛模型（一类重要的量子多体模型）的量子模拟计算。该工作实现了国际上最大规模具有单比特分辨率的多离子量子模拟计算，将该研究组保持的离子量子比特数国际纪录（61离子）往前推进了一