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智慧教学 以科技助力教育数字化战略，以AI+大数据构建智慧教学生态，助力学校高质量发展，服务义务教育双减，基于智慧教室、教学云平台、移动应用，形成以教学大数据为核心的感知、采集、监测、挖掘和分析体系，深化新时代教育评价改革，支撑高质量个性化人才培养。 智慧教室 根据学校教学模式和学科特点构建双屏教室、三板教室、研讨型教室、MOOC教室、VR/AR/全息教室等多形态智慧教室，实现常态化直播录播、可视化督导评教、跨校区互联互通、线上线下混合教学，打造无边界课堂，让每一堂课实现智慧化升级。 教学大数据 聚焦教育内涵式发展，通过全过程、多维度的教、学、管、评、考大数据采集、汇聚、展示、分析、挖掘，构建科学化、精细化的教学质量监测评价指标体系及辅助支撑平台，赋能传统智慧教室，为提高院校教育教学质量、提升教育治理水平提供支撑。 虚拟仿真实验教学 依托虚拟仿真、裸眼3D显示、全息影像、数字孪生、体感交互等技术，构建高度仿真、可互动的沉浸式虚拟实验环境、实验平台和实验课程，有效解决传统实验教学中高危或极端环境、不可及或不可逆操作、学生数量多实验设备少等多种因素限制的问题。 工程训练中心 建设实施工业基础教育和工程创新素质教育的工程训练中心，涵盖机器人、人工智能、自动驾驶、无人机、5G等领域，为学生的实习、设计、竞赛等实践环节提供实验及工程实践训练环境，培养具有工程意识、创新意识和工程实践综合能力的高素质人才。 智慧校园 依托物联网、人工智能、云计算、大数据等新一代信息技术，实现校园内人、事、地、物、干的万物智能互联，实现全校域感知、全空间打通、全流程采集、全数据互联、全过程保障、全智能服务，服务智慧教学、智能安全、智慧科研、智慧后勤等多业务场景，以教育信息化全面推动教育现代化。 智慧后勤 以智能感知终端为基础，基于超低功耗物联网技术、大数据技术，服务学校能耗监测、资产统计、宿舍管理、车辆调度、人员值排班等后勤业务，实现学校后勤人、事、物精细化、网格化管理。 平安校园 基于AI与网格化引擎，实现校园视频监控、消防报警、综合值班、师生求助、远程会议、应急指挥6位1体的联动管理，全面把控学校人员、车辆、设备动态，通过安稳大数据互联互通、主动防御与风险预警，打造全方位、全天候的平安校园。 智慧校园 基于物联网与数字孪生，实现一张网全校域智能感知、一张图可视化管理，构建校园大脑，为各业务体系提供能力输出，整合实现微观全面感知、宏观全局掌控、信息精准采集、态势立体展现、实时分析预警、联动应急指挥、事件接诉即办、决策科学高效。

利用大规模集成硅基纳米光量子芯片技术，实现对高维度光量子纠缠体系的高精度和普适化量子调控和量子测量。 （图一）基于硅纳米光波导的大规模集成光量子芯片(可实现对高维量子纠缠体系的高精度、可编程、且任意通用量子操控和量子测量)       集成光学量子芯片技术，基于量子力学基本物理原理，使用半导体微纳加工工艺实现单片集成光波导量子器件（包括单光子源、量子操控和测量光路，以及单光子探测器等），可以实现对量子信息的载体单光子进行处理、计算、传输和存储等。集成光学量子芯片具有集成度高、稳定性高、性能好、体积小、制造成本低等诸多优点。因此，该技术被普遍认为是一种实现光量子信息应用的有效技术手段。      利用硅基纳米光波导技术实现的光量子芯片具有诸多独特优点，例如与传统微电子加工工艺兼容、可集成度高、非线性效用强、以及工作波长与光纤量子通信兼容等。然而，迄今为止光量子芯片的复杂度仅限于小规模的演示，如集成少数马赫-曾德干涉仪对光子态进行简单操控。因此，我们迫切需要扩大集成量子光路的复杂性和功能性，增强其量子信息处理技术的能力，从而推进量子信息技术的应用。       相干且精确地控制复杂量子器件和多维纠缠系统是量子信息科学和技术领域的一项难点。相对于目前普遍采用的二维体系量子技术，高维体系量子技术具有信息容量大、计算效率高、以及抗噪声性强等诸多优点。最近，多维度量子纠缠系统已分别在光子、超导、离子和量子点等物理体系中实现。利用光子的不同自由度，如轨道角动量模式、时域和频域模式等，可以有效编码和处理多维光量子态。然而，实现高保真度、可编程、及任意通用的高维度量子态操控和量子测量，依然面临很多困难和挑战。       针对上述问题，英国布里斯托尔大学、北京大学、丹麦技术大学、德国马普研究所、西班牙光学研究所和波兰科学院的科研人员密切合作，并取得了突破性进展。研究团队提出并实现了一种新型的多路径加载高维量子态方式，即每个光子以量子叠加态的形式同时存在于多条光波导路径，从而实现了一个高达15×15的高维量子纠缠系统。通过可控地激发16个参量四波混频单光子源阵列，可以制备具有任意复系数的高维度量子纠缠态。通过单片集成通用型线性光路，可对高维量子纠缠态进行任意操控和任意测量。因此，该多路径高维量子方案具有任意通用性。与此同时，团队充分利用集成光路的高稳定性和高可控性，实现了高保真度的高维量子纠缠态，如4、8和12维度纠缠态的量子态层析结果分别为96、87% 和 81%保真度，远超其他方式制备的高维量子纠缠态性能。       更重要的是，团队通过硅基纳米光子集成技术，实现了目前集成度最复杂的光量子芯片（图一所示），单片集成550多个光量子元器件，包括16个全同的参量四波混频单光子源阵列、93个光学移相器、122个光束分束器、256个波导交叉结构以及64个光栅耦合器，从而达到对高维量子纠缠体系的高精度、可编程、且任意通用量子操控和量子测量。       研究进一步利用该高维光量子芯片技术，验证高维度量子纠缠系统的强量子纠缠关联特性，包括普适化贝尔不等式和EPR导引不等式等，证明量子物理和经典物理定律的重要区别。例如，对4维度量子纠缠态，实验观察得到了2.867±0.014的贝尔参数，不仅成功违背经典物理定律61.9个标准差，而且超过普通二维纠缠体系的最大可到达值的2.8个标准差。研究还首次实现高维量子系统的贝尔自检测和量子随机放大等新功能，例如，对3维度最大纠缠态和部分纠缠态的自检测保真度约为76%，对14维以下纠缠态均实现了量子随机放大功能。