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量子物理是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支，主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质及基础理论。量子物理与相对论一起构成了现代物理学的理论基础，量子物理不仅是现代物理学的基础理论之一，而且在化学等学科和许多近代技术中得到广泛应用。

本课题中，学生将学习量子材料的电子特性，从块函数，能带，态密度的基本概念出发，从非常规超导体到物质的拓扑阶段，以及一些目前研究最多的量子材料的基本性质，同时对该领域的未来发展以及这些材料的应用价值做出探索。

关联专业：固态物理/材料科学

阵列信号处理作为当今社会通信处理方式的一个重要分支，在雷达、声纳、地震勘探和射电天文等诸多领域获得了广泛应用和迅速发展。本课题将对阵列信号处理、波束成形、信源检测定位、MIMO信道建模及5G毫米波无线通信系统相关的先进信号处理技术进行深入了解及探究。

项目中，教授将带领学生了解并掌握阵列处理的基本原理及先进概念，例如:波束成形，信源检测与 定位的技术。同时基于阵列信号处理的概念，开发一种统一的建模方法应用于MIMO通信信道和mmWave信道。最后，教授将引入混合预编码技术，开发基于视线和非视线场景的毫米波无线通信技术，进而从阵列信号处理角度出发，提出对大规模多天线通信系统的一种全新的理解和认知。

项目亮点

关联专业：通信工程/计算机工程/人工智能

世界正在经历一场前所未有的能源转型，但其在为全球不断增长的人口和经济提供能源的同时，也与各国致力于减缓全球变暖的目标相互冲突。本课题是综合性的能源课题，将讨论能源基础设施、合理能源、数字化和智能能源系统，并且深入研究能源系统对于气候变化的影响、能源与社会的关系及国家和国际社会层面的能源法律与政策。本课题中，教授将带领同学们了解所有能源的形式、存在性质、能源系统原理(包含传统化石燃料和可再生能源)以及向未来清洁能源过渡的过程。

关联专业：能源工程/环境科学

1897年古列莫.马可尼率先证明, 通过无线电波, 有可能与在英吉利海峡航行的船只建立连续的通信流，从而使我们能够进行移动通信的无线技术发生了显著的变化。如今在射频电路制造和数字交换技术的推动下, 经济实惠的高速电信已在全球范围内部署。为了能让所有用户使用到具有足够数据速率和无缝连接的网络，我们应该考虑构建更优化的无线通信系统。

课题中将重点介绍一种自上而下的无线通信系统设计方法，从分析和实践的角度建立对核心物理和网络层功能的基本理解。学生们将学习无线系统数字通信和信号处理的知识;实用的检测和估计算法应用于发射机-接收机线路设计中;研究基于 OFDM、扩频和多天线的现代无线电设计以及无线协议和网络技术。同时学生们将研究现有和新出现的无线系统, 包括 2G 到 5G网络、WiFi和物联网。

关联专业：电气工程

人类的身体，就像是一个由很多细胞组成的王国；而在每一个细胞里，又有很多携带着遗传信息的“小纸条”，它们就是DNA。DNA上，有一些叫做基因的片段。它们决定了你有棕色的眼睛，黑色的头发，黄色的皮肤，也规定了你身上的每一种细胞负责干什么。可以说，基因，就像是人体的代码。有了这组漂亮的代码，我们人体这个复杂的程序，才能跑得起来。本课程主要进行基因研究。

本课题主要目标是教授科学思维，包括如何设计实验和从实验中获取知识，前两周主要包括从现代生物学的重大发现来学习科学思维和实验：DNA 复制机理；DNA序列分析；由双链RNA引起的基因默化：RNA 干扰。后两周将集中在课题研究：阿兹海默症研究--淀粉样前体蛋白（APP）的作用；组蛋白脱乙酰酶和癌症研究---细胞内蛋白质的化学修饰；麻醉和意识---麻醉药剂与大脑神经元直接的相互作用。

关联专业：生物

当你凝视夜空时，你可以在没有望远镜的情况下看到成千上万的星星。这可能听起来很多，但那些实际上只是最亮和最接近地球的恒星，银河系里可是有一大堆星星呢！但是银河系中究竟有多少颗恒星呢？银河系的结构是什么？我们可以了解一下银河系是如何形成的呢？本课题将带领大家探索天体物理学，来揭开困惑大家许久的问题的神秘面纱。

本课题介绍天体物理学的基本理论知识，回顾力学的基本概念并涉及引力的相关知识，重点使用当前的数据集、计算工具和数据处理技术介绍来自太空探索的发现和研究。我们将基于这些想法来探索Gaia, LAMOST 和APOGEE 工作数据库。这些数据为大样本恒星的距离、运动轨迹和恒星特性提供了很重要的参考数据。在我们的研究项目中，我们将了解恒星的性质、演化过程以及银河系的结构和行程。

关联专业：天体物理学

在人类多姿多彩的生活中，化学可以说是无处不在的。据统计，在工业发达国家的全部生产中，经历化学过程的工业占比居高不下，以美国为例约占30%。有机化学是研究有机化合物的来源、制备、结构、性能、应用以及有关理论和方法的学科。自1828年合成尿素以来，有机化学的发展是日新月异，并带动了有机化学学科的发展，进一步揭示了构成物质世界的有机化合分子中原子链合的本质以及有机分子转化的规律，并设计、合成了具有特定性能的有机分子；同时又为相关学科（如材料科学、生命科学、环境科学等）的发展提供了理论、技术和材料支撑。有机化学是一系列相关工业的基础，在能源、信息、材料、人口与健康、环境、国防计划的实施中，在为推动科技发展、社会进步，提高人类的生活质量，改善人类的生存环境的努力中，已经并将继续显示出他的高度开创性和解决重大问题的巨大能力。

有机化学是一门对化学、材料科学和生物学至关重要的科学，因为它处理分子间的相互作用。本课程主要带领大家了解和认识有机化学，着重从有机结构、反应和合成等三个方面重点解读有机化学、立体化学。本课题将为你未来所选的学科（有机化学、药物化学、材料、医学等）奠定坚实的基础。

关联专业：化学