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● 作者：李昕（作者單位系中債資信評估有限責任公司）

● 來源：《金融市場研究》第122期（2022年7月刊），內容不代表交易商協會觀點

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黨的十九大以來，人民銀行以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，紮實開展數字人民幣研發試點各項工作，堅持人民性、市場化和法治化原則，歷經理論研究、閉環測試、開放試點三個階段，推動數字人民幣走出一條符合中國國情的發展道路。

一、深入開展理論研究和頂層設計

我國是法定數字貨幣研究的先行者，早在2014年就開展了系列研究。2016年，人民銀行成立數字貨幣研究所（以下簡稱「數研所」），作為具體推進數字人民幣工作的金融基礎設施單位。2018年，人民銀行制定了數字人民幣研發框架，作為研發工作的基礎性指引。2021年7月，人民銀行數字人民幣研發工作組發布《中國數字人民幣的研發進展》白皮書，首次系統披露頂層設計思路，即在雙層運營體系下，一方面，央行通過實施中心化管理保證對貨幣發行和貨幣政策的調控能力；另一方面，充分利用商業機構現有資源、人才、技術等優勢，通過市場驅動、競爭選優，分散化解風險，避免「金融脫媒」。

在推動數字人民幣研發應用試點的同時，人民銀行不斷夯實制度和規範保障，加強個人信息保護。數字人民幣遵照《網絡安全法》《個人信息保護法》《反洗錢法》等法律法規，通過一系列制度安排和技術手段確保個人信息安全，同時防範違法犯罪風險。

二、試點應用和場景建設進展順利

截至目前，人民銀行先後選擇15個省（市）的部分地區開展數字人民幣試點，並綜合評估確定了10家指定運營機構。數字人民幣雙層運營架構等頂層設計已通過全方位測試，其可行性和可靠性得到有效驗證。開放型數字人民幣生態和競爭選優的機制，不僅有效調動了市場機構的積極性，也為其營造了公平競爭的良好環境。

數字人民幣在批發零售、餐飲文旅、教育醫療、公共服務等領域已形成一大批涵蓋線上線下、可複製可推廣的應用模式。截至2022年8月31日，15個省（市）的試點地區累計交易筆數3.6億筆、金額1000.4億元，支持數字人民幣的商戶門店數量超過560萬個。2022年以來，各試點地區政府圍繞「促進消費」「抗擊疫情」「低碳出行」等主題累計開展了近30次數字人民幣消費紅包活動，各商業機構還開展了多次市場化推廣活動，有力促進社會消費回補與潛力釋放。在2022年北京冬奧會、冬殘奧會上，數字人民幣作為我國金融科技發展的重要成果精彩亮相，滿足了場館內觀眾的移動支付需求，也為境外來華人員提供了安全高效的創新支付方式。以數字人民幣結算的碳普惠平台、綠色騎行活動，為實施「雙碳」戰略提供新抓手。多地電子政務服務平台開通數字人民幣支付服務，支持線上線下渠道辦理各類公共事業繳費，利用數字人民幣發放退稅資金、醫保月結款專項資金、困難群眾幫扶資金、「專精特新」企業扶持資金等。此外，數字人民幣服務下沉到縣域農村，基於農產品銷售、惠農補貼發放等特色場景拓展農村金融服務覆蓋面，助力「鄉村振興」和「數字鄉村」建設。

三、產品研發和服務升級持續推進

強化基礎產品供給。通過「數字人民幣」APP，便捷提供兌換、支付、錢包管理等服務，支持線上線下全場景數字人民幣應用。推出多種形態的硬件錢包，探索軟硬融合的產品能力，並針對「無網」「無電」等極端場景，研發相應的功能。發揮數字人民幣高效率、低成本等優勢，推出差異化的對公支付結算方案，服務實體經濟發展。

探索智能化產品應用。作為數字形式的法定貨幣，數字人民幣在建立支撐智能合約應用的生態方面有信任優勢、互通優勢和後發優勢，有利於提升交易透明度和資金管理的智能化水平，降低結算和合規成本。目前，數字人民幣智能合約已經在政府補貼、零售營銷、預付資金管理等領域成功應用。

完善無障礙適老化設計。人民銀行一直高度重視無障礙服務能力建設，着力彌合「數字鴻溝」，把踐行普惠金融、打造符合「人民性」原則的數字人民幣產品體系作為數字人民幣研發的重要理念，在產品設計之初就將無障礙納入全盤規劃之中。基於數字人民幣的特徵，人民銀行提出了「控源頭、建體系、可擴展、有溫度」的包容性設計理念，並對軟硬件產品都進行了適應性改造。

堅守安全底線。人民銀行深入踐行總體國家安全觀，建立健全網絡安全縱深防禦體系，將安全底線始終貫穿於數字人民幣應用全生命周期。為確保技術先進性，人民銀行不預設技術路線，堅持長期演進、持續迭代、動態升級理念，採取競爭選優策略，支持穩態與敏態雙模共存，基於多地多活、單元化、分布式、鬆耦合架構設計原則構建央行端系統架構。指定運營機構根據自身需求及技術優勢自行選取本機構技術路線，確保系統滿足高安全性、高可用性、高可擴展性、高並發量以及各項業務連續性要求。自試點以來，數字人民幣相關業務運行平穩，未出現重大安全事故。

四、積極參與國際交流合作和標準制定

人民銀行積極參與多邊和雙邊交流合作，響應二十國集團（G20）等關於改善跨境支付的倡議，秉持「無損、合規、互通」原則，研究央行數字貨幣在跨境領域的適用性。

一是積極參與國際清算銀行倡導的多邊央行數字貨幣橋項目（以下簡稱「貨幣橋」項目），探索建立基於法定數字貨幣的跨境支付多邊合作機制和新型跨境支付基礎設施與安排。

二是啟動內地與香港跨境支付技術測試，探索數字人民幣系統與香港本地「轉數快」快速支付系統的互聯互通，支持香港當地居民和商戶的港幣結算需求。

五、繼續推動數字人民幣業務持續健康發展

一是堅持以人民為中心，做好產品服務。統籌兼顧客戶隱私保護和安全合規，遵循「小額匿名、大額依法可溯」的原則，充分保障公眾合理的個人信息保護需求。推動對公業務與個人業務深度融合、相互促進。支持為中小微企業提供便利化的資金管理、薪資發放、進銷存等服務。支持在財政、稅收、政務等對公領域發揮數字人民幣優勢，為政府數字化和智能化治理提供先進的支付服務。實現數字人民幣體系與傳統電子支付工具的互聯互通，讓消費者可以「一碼通掃」，商戶也儘量不用增加成本即可支持各類支付工具。持續推進數字人民幣無障礙和適老化能力建設，完善無障礙產品規範和標準體系。繼續深化國際合作，深度參與數字貨幣領域國際治理建設。

二是堅持法治化規範化建設，夯實數字人民幣發展的法治和監管基礎。進一步完善數字人民幣相關法律法規和行業配套政策，夯實數字人民幣法治基礎，鞏固數字人民幣法償性地位。發揮金融基礎設施作用，強化對數字人民幣業務、風控、技術、安全等方面的統籌協調，牢牢守住安全運營底線。

三是堅持市場化發展，激勵各方合作共贏。在堅持中心化管理和依法合規的前提下，鼓勵市場主體自主開展推廣活動。利用智能合約實現可編程特性，打造開源生態平台。充分調動各方積極性，加大資源投入，促進受理環境建設提質增效。

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本課件PPT由姜駿老師製作，共13個專題，344頁，重點關注材料與物性計算中涉及第一原理部分的基本思想和程序與算法實現。

姜駿博士，畢業於北京大學，長期從事軟件編譯、技術培訓、科研工作，有非常豐富的軟件培訓教學經驗。對於密度泛函理論、FP-LAPW方法和四面體積分都有比較系統的了解和研究。

經姜駿老師同意，現將PPT免費分享給大家。

掃描下方二維碼回復「001」，免費領取！

本文展示其中專題11、12內容，全部內容提綱和超鏈接如下：

專題1：固體物理學基礎

專題2：贗勢理論

專題3：VASP軟件PAW計算的實現

專題4：第一原理分子動力學的基本思想

專題5：APW方法與MTO方法

專題6：k 空間布點與積分

專題7：固體光學性質與能帶躍遷

專題8：LDA+U 與自相互作用的校正

專題9：磁性與自旋波

專題10：晶格振動與聲子

專題11：Wannier function

專題12：極化與 Berry 相位

專題13：電子相關與多體理論

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本文為楊站長技術團隊製作的《Materials Studio入門手冊》第11篇，本教程旨在從零開始帶大家入門MS軟件，文末可下載更多學習資料。

關於MS軟件、答疑等，可加入QQ交流群提問：915466022

MS入門手冊（1）：Materials Studio全模塊功能介紹！

MS入門手冊（2）：量子力學、分子力學、介觀模擬方法，各模塊重點介紹！

MS入門手冊（3）：Materials Studio軟件中所有的輸入輸出文件及其作用

MS入門手冊（4）：Materials Studio文件和目錄的建立、打開、關閉、命名/重命名、拷貝、移動和刪除【建議收藏，方便日後查看】

MS入門手冊（5）：Materials Studio製作高質量科技論文圖片！

MS入門手冊（6）：Materials Studio製作清晰形象的動畫，生動演示分子動力學過程

MS入門手冊（7）：3分鐘學會催化/電池等領域的MXene結構的建模方法！

MS入門手冊（8）：Materials Studio導入晶體結構和調整顯示方式

MS入門手冊（9）：Materials Studio建模之原胞與晶胞的小知識

MS入門手冊（10）：Materials Studio從無到有建立晶體結構

大家好，上次用過的ZrO2晶體結構模型沒有刪掉吧？另外導入金剛石晶體結構也完全沒問題的吧？

在今天的課程之前給大家一個小任務，大家請打開上次的ZrO2晶體結構模型，然後利用各種顯示設置將顯示方式調整成下圖中的樣子。

調整顯示方式後

大家都做到了嗎，做到的小夥伴請揮起您的小手。如果還是有些困難，那就看一看上一次的教程，再認真複習一下哦，每一次的內容都要認真消化，相信每個小夥伴都是勤奮好學的好孩子。

上一次，我們利用MS Visualizer中的建立晶體工具建立了一個ZrO2晶體結構模型，今天就要履行某一次（已經忘記了是哪一次）的承諾，把它變成一個Y0.15Zr0.85O2晶體模型。

好多小夥伴看到這個化學式已經驚呆了，這個原子比例，要多麼複雜龐大的體系才能夠完成啊？其實不用擔心，跟我一起來，就會知道MS的神奇之處。

另外，我們還要對於晶體結構的各種點缺陷進行建模。

點缺陷是什麼？這個問題需要請教晶體學相關的知識來幫忙，空位、間隙、取代屬於最常見的點缺陷，其實Y0.15Zr0.85O2的結構也相當於一種取代摻雜。

當然，關於點缺陷的分類非常多，下一次我們還會相關基礎知識進行更加詳細的講解，對理論性和複雜的問題進行說明。

繼續操作剛才的ZrO2晶體模型，這次我們不再添加新的原子，而是要藉助Properties區域，對Zr原子的某個性質加以改變，這個性質就是——IsMixtureAtom（是否是雜化原子）。

首先我們選中一個Zr原子，實際上這麼熱熱鬧鬧的ZrO2晶體模型，有幾個Zr原子呢？

大家誰能回答一下？答案是只有4個，頂角一個，雖然顯示8個原子，但是每個原子只有八分之一屬於這個晶胞，面心3個，6個面心位置但是每個面心原子只有一半屬於這個晶胞，所以一共有4個Zr原子，另外有8個O原子。

但是實際上由於對稱性的限制，所有Zr原子和O原子全都是處於相同環境的，不信您可以刪除一個試試，所有的Zr或者O原子都會不見。這就是為什麼我們只要選擇一個Zr原子就可以改變所有Zr原子的性質。

現在我們選中一個Zr原子，雙擊IsMixtureAtom性質的No，就會彈出一個對話框，可以編輯雜化原子的性質。這個原子僅由一種元素Zr組成，其比例是100%。我們只需要把它變成由Zr和Y兩種元素組成，比例分別為85%和15%就可以了。

這是一種形成無序固溶體，如果要形成合金等有序固溶體，就要使用其他的方法，擴大晶胞是必不可少的，我們之後的課程會涉及到。

對於原子改變IsMixtureAtom性質

我們來繼續進行，首先改變Zr的元素比例，單擊Edit按鈕，在彈出的對話框中將成分比例改為85%。

再添加Y元素，單擊Add按鈕，「…」按鈕可以打開元素周期表，選擇Y元素，並將其成分比例改為15%，選擇OK，現在我們就把性質修改好了，這樣就得到了一個Y0.15Zr0.85O2晶體模型，是不是很神奇呢？

添加元素

讓我們來看看最終的效果吧。晶體結構看起來和之前並沒有什麼區別，但是可以注意到，在Properties區域中，對於原子的性質，有兩個性質發生了改變。

首先是Composition（組成），變成了Zr, 0.85; Y, 0.15，另外就是IsMixtureAtom性質從No變成了Yes，提示我們現在的Zr原子已經不是原來的那個Zr原子了，它有85%的可能性是Zr原子，另外有15%可能性是Y原子。

原子雜化後改變的性質

至此，我們今天的工作就結束了，對於形成無序固溶體，我們都可以按照這種方式進行建模，對於有序固溶體，我們就需要按照其晶體結構，當成一個新的晶體模型進行建模了。

這兩種操作方式其實都在楊站長的MS建模特訓營中詳細講解過：

https://www.bilibili.com/video/BV1gW4y1v7BH?p=2&vd_source=2dcd596eaec39bf93a707fdfe0998f96

無序固溶體的性質計算，需要用到虛晶近似的方法，這也是CASTEP中特有的方法。它能幫我們極大地減少計算量，但也有它的缺點，具體請看：

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