他比特啶

来自芬兰阿尔托大学、欧洲量子计算公司IQM和芬兰国家技术研究中心的科学家在最新一期《自然通讯》杂志上发表论文称，他们研制出了一种新的超导量子比特“独角兽”，旨在提升量子计算的准确性，并以99.9%的置信度利用“独角兽”实现了量子逻辑门，这是构建商用量子计算机的重大里程碑，最新研究有望推动量子计算机的应用。在构建量子计算机的所有不同方法中，超导量子比特处于领先地位，但目前使用的超导量子比特的设计方法和技术性能还不足以提供实际应用，研究人员一直在寻找更精确的量子比特，以使量子计算更好地解决实际问题。在最新研究中，研究团队推出了一种新的超导量子比特“独角兽”，它继承了多项优势：非谐性增加、对直流电荷噪音完全不敏感、对磁噪声敏感度降低以及仅由谐振器中的单个约瑟夫逊结组成、结构简单。该团队在3个不同的“独角兽”量子比特上实现了13纳秒长的单量子比特门，置信度从99.8%到99.9%。研究人员解释称，由于“独角兽”量子比特的非谐性或非线性比近年来广受关注的“传输子”量子比特更高，因此可更快地操作从而减少每次操作的错误。为演示“独角兽”，团队设计并制造了芯片，每个芯片由3个“独角兽”量子比特组成。他们使用铌作为超导材料，除了约瑟夫逊结，其中超导引线用铝制造而成。

中国科学技术大学郭光灿院士团队在硅基半导体自旋量子比特操控研究中取得重要进展。该团队郭国平教授、李海欧研究员与中科院物理所张建军研究员等人，和美国、澳大利亚的研究人员及本源量子计算公司合作，实现了硅基自旋量子比特的超快操控，其自旋翻转速率超过540MHz，是目前国际上已报道的最高值。研究成果以“Ultrafast coherent control of a hole spin qubit in a germanium quantum dot”为题，于1月11日在线发表在国际知名期刊《自然⋅通讯》上。硅基半导体自旋量子比特以其长量子退相干时间和高操控保真度，以及其与现代半导体工艺技术兼容的高可扩展性，成为量子计算研究的核心方向之一。高操控保真度要求比特在拥有较长的量子退相干时间的同时具备更快的操控速率。传统方案利用电子自旋共振方式实现自旋比特翻转，这种方式的比特操控速率较慢。研究人员发现，利用电偶极自旋共振可以实现更快速率的自旋比特操控。电偶极自旋共振的一种方案是通过嵌入器件中的微磁体结构所产生的“人造自旋轨道耦合”来实现，但这会使自旋量子比特感受到更强的电荷噪声，从而降低自旋量子比特的退相干时间，同时降低自旋量子比特阵列的平均操控保真度，阻碍硅基自旋量子比特单元的二维扩展。另一种有效方案是使用材料中天然存在的自旋轨道耦合进行自旋量子比特操控。硅基锗量子点中的空穴载流子处于P轨道态，因而天然具有较强的本征自旋轨道耦合效应和较弱的超精细相互作用。利用电偶极自旋共振技术，仅通过单个交变电场即可实现对空穴自旋量子比特的全电学控制，大大简化了量子比特的制备工艺，有利于实现硅基自旋量子比特单元的二维扩展。鉴于此，近几年硅基锗空穴体系中的自旋轨道耦合研究和实现超快自旋量子比特操控成为该领域关注的热点。自旋轨道耦合场的方向会影响自旋比特操控速率及比特初始化与读取的保真度。因此，测量并确定自旋轨道耦合场的方向是实现高保真度自旋量子比特的首要任务。研究组在2021年首次在硅基锗量子线空穴量子点中实现了朗道g因子张量和自旋轨道耦合场方向的测量与调控[NanoLetters21, 3835-3842 (2021)]。在此基础上，李海欧等人进一步优化器件性能，在耦合强度高度可调的双量子点中完成了自旋量子比特的泡利自旋阻塞读取，观测到了多能级的电偶极自旋共振谱。通过调节和选择共振谱中所展示的不同自旋翻转模式，实现了自旋翻转速率超过540MHz的自旋量子比特超快操控。研究人员通过建模分析，揭示了超快自旋量子比特操控速率的主要贡献来自于该体系的强自旋轨道耦合效应（超短的自旋轨道耦合长度）。研究结果表明硅基锗空穴自旋量子比特是实现全电控量子比特操控与扩展的重要候选体系，为实现硅基半导体量子计算奠定了重要研究基础。图1. (a)硅基锗量子线空穴双量子点和自旋比特操控示意图，(b)自旋比特翻转速率随微波功率增加而增加， (c)微波功率为9dBm时，自旋比特操控速率可达542MHz。中科院量子信息重点实验室博士后王柯和博士研究生徐刚（已毕业）为论文共同第一作者。中科院量子信息重点实验室郭国平教授、李海欧研究员和中科院物理所张建军研究员为论文共同通讯作者。该工作得到了科技部、国家基金委、中国科学院以及安徽省的资助。李海欧研究员得到了中国科学技术大学仲英青年学者项目的资助。

一种超导量子比特——磁通量量子比特保持量子特性的时间持续了约1.48毫秒，比量子计算行业目前看好的类似量子比特的“寿命”长很多，有望使未来的量子计算机更实用。相关论文刊发于最新一期《物理评论快报》杂志。构建量子计算机的第一步是选择如何制造其关键成分量子比特。迄今商业上最成功的超导量子比特是传输子。但像所有量子比特一样，如果环境中出现任何小干扰，这些量子比特会在短时间内失去量子特性，无法存储和处理信息。现在，美国马里兰大学亚伦斯米诺团队证明，磁通量量子比特可将量子特性保持更长时间。在最新研究中，斯米诺团队在蓝宝石芯片上以特殊配置铺设极细的钛和铝线，在一排排超导“岛屿”之间形成许多通道，从而制造出了磁通量量子比特。这些细线只有在极冷温度下才是超导体，因此他们将其保存在温度接近绝对零度的冰箱内。当芯片通电时，导线的特殊布局和超导特性使其具有几种不同的量子态，每一个都可用来将信息编码为1和0或者两者的叠加。研究团队也测量了芯片的相干时间，以揭示量子比特的“寿命”。斯米诺指出，最好的传输子量子比特的相干时间仅为数百微秒，而磁通量量子比特的相干时间约为1.48毫秒。他们也可改变量子比特的状态，保真度为99.991%，使其成为现有最可靠的量子比特之一。

记者5月8日从中国科学技术大学获悉，该校中科院量子信息与量子科技创新研究院潘建伟、朱晓波、彭承志等组成的研究团队，成功研制了62比特可编程超导量子计算原型机“祖冲之号”，并在此基础上实现了可编程的二维量子行走。相关研究成果于5月7日在线发表在国际学术期刊《科学》杂志上。量子计算机在原理上具有超快的并行计算能力，相比经典计算机，其可望通过特定算法在一些具有重大社会和经济价值的问题上实现指数级别的加速。超导量子计算作为最有希望实现可拓展量子计算的候选者之一，其核心目标是如何同步地增加所集成的量子比特数目以及提升超导量子比特性能，从而能够高精度相干操控更多的量子比特，实现对特定问题处理速度上的指数加速，并最终应用于实际问题中。二维超导量子比特芯片示意图, 每个橘色十字代表一个量子比特。图片来源：中国科学技术大学潘建伟、朱晓波、彭承志等在前期工作的基础上，自主研制二维结构超导量子比特芯片，成功构建了国际上超导量子比特数目最多、包含62个比特的可编程超导量子计算原型机“祖冲之号”，并在该系统上成功进行了二维可编程量子行走的演示。研究团队在二维结构的超导量子比特芯片上，观察了单粒子及双粒子激发情形下的量子行走现象，实验研究了二维平面上量子信息传播速度，同时通过调制量子比特连接的拓扑结构的方式构建马赫—曾德尔干涉仪，实现了可编程的双粒子量子行走。该成果为在超导量子系统上实现量子优越性展示及可解决具有重大实用价值问题的量子计算研究奠定了技术基础。此外，基于“祖冲之号”量子计算原型机的二维可编程量子行走在量子搜索算法、通用量子计算等领域具有潜在应用，将是后续发展的重要方向。

没有花前月下，只有量子学霸，科研界CP发糖，仍是如此齁甜！近日，国际学术媒体《Physics World》产业版编辑Margaret Harris发出推文，“爆料”了一对来自中国的“量子侠侣”——代映秋和石致富博士。原来，这对CP最近分别以第一、第三作者的身份发布了一项重要的科研成果——基于国仪量子X波段脉冲式电子顺磁共振谱仪EPR100的观测结果，将量子比特的相干时间提高至1.4毫秒，量子比特的品质因数提升了40倍。 Margaret Harris在推文里调侃，希望这对couple“相干超过一毫秒”自主高端科学仪器发力，“量子侠侣”海外圈粉近日，《Physics World》编辑Isabelle Dumé以《Molecular qubits stick around for longer》为题，报道了中国科学院微观磁共振重点实验室在分子量子比特研究方向上的最新科研成果。这一重大突破以《Experimental Protection of the Spin Coherence of a Molecular Qubit Exceeding a Millisecond》为题，在权威学术杂志《Chinese Physics Letters》进行了发表，在海内外学术圈引发广泛关注。值得一提的是，中国科技大学博士研究生代映秋作为论文第一作者，实验过程中所用到的X波段脉冲式电子顺磁共振谱仪EPR100正是她未婚夫石致富博士主要参与设计的。原来学术界秀恩爱的门槛都这么高吗？这也太甜了吧！代映秋、石致富博士正在使用EPR100进行科学研究“在研究过程中，自主研制的X波段脉冲式电子顺磁共振谱仪起到至关重要的作用。传统的商用科学仪器，受到放大器的相位稳定性、最大脉冲个数等参数的影响，不能满足实验方案的需求。于是科研团队在实验室已有的EPR谱仪技术基础上进行改进，自主研制完成任意序列发生器、微波脉冲放大器等部件，完成全新的、符合实验要求的X波段脉冲电子顺磁共振谱仪。最终仪器可以生成10000个以上、精度为50ps的高精度脉冲序列，产生高相位稳定性、高强度的微波脉冲作用到量子比特上，最终完成该工作。”石致富博士表示。EPR100是中国首款商用电子顺磁共振谱仪，仪器研发技术是源自于中国科学技术大学微观磁共振重点实验室。石致富博士透露，去年他求婚的时候，代映秋说要等到她博士毕业，现在这篇论文发表之后，她距离拨穗时刻大大拉近了。延长相干时间，量子科技将获更广泛应用近年来，量子计算已经成为一种革命性技术，利用量子的叠加和纠缠特性，量子计算机在一些特定的科学问题上，只需要短短几秒就可以完成经典计算机几年都无法完成的计算任，并且量子比特的相干时间越长，量子计算的性能就越强。然而，量子体系处于环境中，不可避免地与振动、温度波动、电磁波等环境产生相互作用，导致量子体系的相干信息向环境中流失（通常称为“退相干”），破坏长时间的量子计算过程，极大地限制了复杂量子任务的实现，困扰无数研究量子技术的科学家。因此，减小量子比特与环境之间的相互作用所引起的退相干至关重要。据了解，目前用作量子比特的常见候选体系有光学系统、超导、离子陷、固体材料缺陷和量子点等。磁性分子的电子自旋是一种新兴的量子计算体系，与其他体系相比，该量子比特可以通过化学合成的方法较为轻易地调控、修饰分子结构，且可以大量合成，规则排布以创建量子线路也相对容易。然而，和其他的量子比特一样，该量子比特的叠加态也很脆弱。虽然科学家们已经采用抗磁化合物稀释、合成时增强分子的刚性、各向同性纯化等方法来减小环境噪声对磁性分子量子比特相干的影响，但是目前为止，此类分子量子比特的相干时间也未超过1ms。X波段脉冲式电子顺磁共振谱仪EPR100为了延长相干时间，来自中国科学技术大学的研究团队将过渡金属配位化合物(PPh4)2[Cu(mnt)2]的电子自旋作为量子比特，在X波段脉冲式电子顺磁共振谱仪EPR100上，应用微波脉冲对分子量子比特的量子态进行“翻转”，在特定的时间内平均掉特定的耦合产生的效果。他们的研究使得该量子比特的相干时间从6.8 µs延长到1.4 ms，这个时间理论上可以支持14.5万次基本逻辑运算。而被称作量子比特的“品质因数（即相干时间与操控时间之比）”，比之前报告的数值提升了40倍。论文截图据代映秋介绍，该工作采用微波脉冲序列操控的方法与传统的方法相比，不需要对分子进行特殊的修饰，保留了其他自旋作为量子比特资源被利用的可能性。这项研究成果意义重大，不仅可以极大地提高量子计算的能力，在磁性生物医学成像和量子传感领域也可以得到广泛应用。期待这一研究成果未来可以走进寻常百姓家，让人们的生活更加美好而便捷。也希望代映秋、石致富博士这对“量子侠侣”能够“纠缠不放手，相干到白头”，带着共同的奋斗目标成就量子科技研究领域的一段佳话。《Chinese Physics Letters》论文链接：http://cpl.iphy.ac.cn/10.1088/0256-307X/38/3/030303《Physics world》报道链接：https://physicsworld.com/a/molecular-qubits-stick-around-for-longer

如今，量子计算研究已成为全球科技发展的一大热点，各主要国家高度关注量子计算的发展，启动国家级量子战略行动计划，大幅增加研发投入，同时开展顶层规划以及研究应用布局。同时，国际产业界也纷纷投资量子计算，如谷歌、IBM、英特尔、微软等巨头企业更是积极推动量子计算产业的发展，其中以谷歌公司在 2019 年首次实现量子霸权，为产业界在量子计算方面发展的标志。据波士顿咨询公司（Boston Consulting Group）预测，量子计算机将很快开始解决许多今天的计算机无法解决的工业问题。那么量子计算机离我们还有多远呢？从当前硬件、算法和计算机架构上来说，量子计算机还不是很成熟。在 20 多年前，澳大利亚的量子计算机专家 Bruce Kane 在《自然》上发表了名为“A silicon-based nuclear spin quantum computer”论述了搭建硅基量子计算机的问题，并指出之中的关键是要将量子比特放置在间距 10—20nm 时所能够实现的一种两比特门。众所周知，我们的电脑是由很多具有特定功能的复杂电路组成，其中就有很多逻辑门电路。这些逻辑门电路及其有序组合就是电脑中形形色色的功能的基础，进而成就了人类数字社会的今天，而逻辑门操作的稳定性和开关特性决定了电脑的很多关键性能，例如计算速度等。这种特殊的两比特门就像是我们通向通用硅基单原子量子计算机的最后一道门一样，来自南方科技大学的贺煜副研究员也许就是开启这扇通向单原子级别硅基量子计算大门的开门人。他和团队成员一起，利用高精度微纳加工方式，将两个磷原子构成的量子点分别放置在相距 13nm（也就是130）的位置上，实现了第一个适用于量子计算机的高速两比特门。图 | 《麻省理工科技评论》中国区“35 岁以下科技创新 35 人”榜单入选者贺煜贺煜现在是南方科技大学量子科学与工程研究院的副研究员、独立 PI、硅量子器件和量子计算方向团队带头人。多年来，他在量子计算和量子网络方面取得了系列开创性成果，利用前沿量子技术操纵单个原子、电子和光子，在微观世界构建未来信息技术。突破关键量子门，推进量子计算机构建从硬件的角度来说，如果能基于硅制作量子计算机无疑是最方便的，因为从材料上来说，硅在地球上的含量是十分富足的。再者，如今的半导体工艺大都基于硅材料，那么与传统半导体工艺的兼容性也能使得量子计算机的构建变得更加方便。在 2019 年，贺煜带领团队证明了硅基磷原子体系第一个两比特门，是满足通用量子计算判据的最后一条，也正是 Bruce Kane 提出的量子计算方案中关键的一环。来自南方科技大学的俞大鹏院士以此推荐贺煜博士入选“35 岁以下科技创新 35 人”榜单，并表示：“这个工作为大规模量子计算芯片奠定了坚实基础，是一个里程碑式的工作。”该成果以封面文章发表在《自然》上，贺煜为第一作者，且该工作被列为“2019 年量子计算实验十大进展”。图 | 贺煜发表在《自然》的论文贺煜创造性地采用扫描隧道显微镜技术（STM）实现纳米尺度芯片加工，成功地以单原子级别的精度将两个磷原子构成的量子点放置在 13 纳米间距上，在硅基量子芯片上实现了第一个高速两比特门——800 皮秒的根号交换门，并实现了利用全统计计数方法对比特读出保真度的优化、参与构建比特读出保真度分析的理论工作等。这是一种高精度的微纳加工方式，可用于制备单原子、单电子量子器件以及人工量子材料，并能够实现单原子尺度的量子计算，为大规模可扩展的硅基量子计算奠定了坚实基础。师从潘建伟院士和陆朝阳教授多年来，贺煜在量子计算和量子网络方面取得了系列开创性成果，用前沿量子技术操纵单个原子、电子和光子，在微观世界构建未来量子信息技术平台。回顾他的求学之路，用“根正苗红”来形容再合适不过。自本科起，贺煜就在中科大这片量子的土壤中成长，并以优异的成绩保送本校硕博连读。期间在导师潘建伟院士和陆朝阳教授的指导下，贺煜主要研究砷化镓自组装量子点，核心成果包括一系列单光子源方面开创性工作，以及首次观察到自发辐射谱线擦除效应——实现量子光学的实验突破，以及单光子向单电子自旋的量子传态等。谈及选择量子技术作为研究方向的原因，他告诉 DeepTech：“之所以一直选择量子物理、量子计算的方向，首先是兴趣爱好，是自己对于微观世界的好奇心和对量子世界的喜爱所驱动，其次是因为量子计算是一个将改变人类未来的前沿科技，尤其是硅量子计算芯片具有很大的产业潜力，希望通过自己的耕耘为社会贡献一份力量，为科学发展做一份努力。”图 | 贺煜发表在《自然-光子学》的论文2015 年以后，贺煜继续在陆朝阳教授团队做了半年的博后研究，结合博士期间的工作，实现了当时世界最高光子数玻色抽样——证明了量子计算机对于第一台电子管计算机 ENIAC 的超越和第一台晶体管计算机 TRADIC 的超越，研究成果以论文形式发表于 2017 年的《自然-光子学》上，并入选“2017 年中国十大科技进展新闻”。论文指出，为完成高性能玻色抽样实验，研究团队克服的技术难点有两个：一是基于砷化镓量子点，研究团队设计了稳定的高亮度单光子源；二是设计并使用了性能卓越的多光子干涉仪（multiphoton interferometers），其传输效率高达 99%。研究团队完成并实现了 3 光子、4 光子以及 5 光子玻色抽样实验，采样率分别为 4.96kHz、151Hz 和 4Hz，都达到之前实验的 24000 倍以上。图 | 贺煜团队开发的高性能玻色抽样实验平台这是一项十分惊人的突破，是首次量子计算机超越传统计算机的案例。火车刚刚出现时比马车还慢，飞机刚刚问世时只能在空中短暂停留，如今都是改变生活的重要科技成果。量子计算机从理论上来说，会比传统计算机快很多，是基于量子比特运行的计算机。通过量子物理学中的两个奇异的原理——“纠缠（entanglement）”和“叠加（superposition）”，量子计算机能以指数形式扩展计算机的处理速度。着眼未来，布局固态量子网络从根本上来说，量子计算机目前仍处在产业发展的初期阶段，但军工、金融、石油化工、材料科学、生物医疗、航空航天、汽车交通等行业都已注意到其巨大的发展潜力。随着时间的推移，预计 2050 年左右将达到每年 3000 亿美元的营业收入，将成为改变世界的下一代技术革命关键领域之一。回顾计算机的发展历史，世界上的第一台计算机是 ENIAC，它生于第二次世界大战，主要任务是计算弹道，是一台军用计算机。而计算机的全面普及其实与商业计算机的出现和网络的构建息息相关。那么量子计算机会不会也沿着这一条“老路”发展呢？这也是一个值得思考的问题。贺煜认为，量子计算机要走向应用，量子网络和通信是十分关键的技术，必须做以突破。如今他任教于南方科技大学，除了量子计算之外，主要研究方向还有量子网络。2017 年，他和团队实现了单光子到单电子的量子传态，开发了一整套全新的单光子频率比特控制和测量方案，验证了单个光子和电子之间的纠缠，并且把光子的量子信息传递到 5 米远的电子自旋上去，为固态量子网络研究的重要突破。图 | 贺煜及研究团队完成的“单光子-单电子”量子传态而谈及接下来的研究方向，贺煜表示：“根据硅量子计算的发展趋势，在南方科技大学量子科学与工程研究院，我将带领硅量子计算团队，研究硅基量子计算芯片和量子计算，从根本问题入手，解决目前的一些技术瓶颈：进行硅基单原子量子器件的基本物理研究；研究新型的硅基原子比特和研究比特耦合技术；利用低温扫描隧道显微镜直写技术构建新型芯片等。并将研发的新工艺和半导体芯片产业化进行对接，为将来的广阔商业前景奠定基础。”

近日，国仪量子离子阱量子计算平台ION I正式交付。　　该套交付设备由国仪量子与国内某高校用户围绕科研场景需求，在系统的设计、制造、测试等方面进行了深入合作研发。用户将基于该平台进行量子计算、量子模拟与量子算法等领域的研究。据公开报道显示，该平台为国内首台实现商业化交付的离子阱量子计算平台。　　离子阱量子计算平台ION I　　ION I离子阱量子计算平台具有超高的集成化和小型化优势，整机由真空与阱系统、光路与稳频系统、测控与电子学系统、激光与微波控制系统组成，具有较高的量子比特保真度和操作精度。　　ION I离子阱量子计算平台可操控比特数目2~12任意可选，单比特门保真度超99.97%，两比特门保真度超99.7%，相干时间T2*大于100 ms。该系统可稳定囚禁离子数目超90+，一维离子阱晶体数目数小时不变云。多项核心技术指标达到国际一流水准。　　国仪量子离子阱量子计算机项目负责人吴亚表示：“ION I离子阱量子计算平台基于用户科研需求，充分整合了真空、激光和光学、射频和微波技术以及电子学系统等，进行了模块化设计与标准化制造。它的首次商业化交付，标志着我国科研团队在离子阱量子计算领域已具备了较高的研发水平与一定的产品化、工程化能力。”　　国仪量子基于在量子信息技术与高端科学仪器领域长期的技术积累与产品工程化经验，根据用户需求，打造了高度工程化、适应多场景、稳定可靠的离子阱量子计算研究平台。未来，国仪量子将与用户携手，充分发挥离子阱量子计算平台优势，开展量子计算算法、应用研究，为量子计算技术的突破贡献力量。

量子计算机前段时间着实在朋友圈火了一把，这主要得益于中国科学技术大学陆朝阳教授和潘建伟教授领导的科学团队研发出10个比特的超导量子计算机的重要成果。经过各大新闻的争相播报，它现在不仅是“人尽皆知”，更让我国在量子领域步入国际行列。那么，量子计算机究竟是什么样的呢？ 简单来说量子计算机是一个计算速度非常快的计算机，如果将现代的计算机比做自行车，那量子计算机就是飞机。但是对于它的长相，我们现在无法想象，就好比处在晶体管和电子管时代的人不能想象出超大规模集成电路的计算机长什么样。谁曾想过智能手机芯片已经“完爆”了占地上千平方米的初期计算机呢！ 话不多说，今天就带你看看现在的量子计算机长啥样。目前初阶段的量子计算机还真说不上高颜值，跟早期计算机一样，它的“身躯”遍布在实验室的各处。但是谈到关键部分，也就是量子计算机的“心脏”，那可就是“高大上”了。与现在计算机的cpu不同，量子计算机的核心部分是参与运算的量子比特，通常来说是相干光子或离子。产生这些相干光子或离子的方法通常有超导环和离子阱两种方法。其中超导环在多量子比特拓展方面还有一些困难，从而离子阱成为目前较为优势的手段。而无论是超导环还是离子阱，这些器件的稳定运行都需要端苛刻的外界条件，那就是超高真空和低温，也就是说他们要冻在抽真空的“冰箱”里...... advanced microfabricated ion traps. left: high-optical access (hoa) trap from sandia national laboratories (image courtesy of duke university). right: ball-grid array (bga) trap from gtri/honeywell (image courtesy of honeywell). 上图中的器件就是典型的芯片式离子阱，用于产生量子比特的原子就在该芯片的中心位置被激发并被电磁场和库伦相互作用所束缚。而下图是为芯片提供超高真空和超低温环境的montana超精细光学恒温器。该恒温器具有超低温（3k）、超高真空的特点，并且提供多路自由光学通道和光线通道以及多可达100根电学引线，是量子计算机的“心脏”所在。（做为离子阱的标准装置，图片来源于christopher monroe发表在《nature》旗下《量子信息》杂志上的综述文章）。说完“心脏”的外观，那这个心脏的能力如何呢？采用传统离子阱式的量子计算机方案能做到多少比特呢？预计是50个！不要小看这个数字哦，如果能够完全利用它们的相干性，那就是250个数据量，并且信息处理速度可以达到ghz。经过改进的新型离子阱预计可以达到1000个量子比特甚至更多，计算能力和信息量也会大大增加，这会给以后的计算机带来天翻地覆的变化。 compact cryogenic uhv enclosure for trapped ions. (a) on-package vacuum enclosure, sealed in a uhv environment, that contains the ion trap, getter pumps and the atomic source. (b) upon installation and cooling in a compact cryostat, the uhv environment is established. (c) the optical components can be arranged in a compact volume around the cryostat to support the ion trap operation. 后再次祝贺quantum design的用户陆朝阳教授和潘建伟教授在量子计算机领域取得的惊人成就，希望祖国科研再上新台阶。相关参考文献：co-designing a scalable quantum computer with trapped atomic ions. npj quantum information (2016) 2, 16034相关产品链接：美国montana无液氦超低振动低温光学恒温器 http://www.instrument.com.cn/netshow/c122418.htm无液氦低温强磁场共聚焦显微镜 http://www.instrument.com.cn/netshow/c159541.htm低温纳米位移台-attocube http://www.instrument.com.cn/netshow/c80795.htm

量子霍尔效应是凝聚态物理学中的基本现象。科学家发展了拓扑能带理论来研究此类拓扑物态，发现了量子霍尔系统的能带结构和系统的边界态密切相关即存在体相与边缘的对应，并利用陈数（Chern number）来区分不同的拓扑结构，以陈绝缘体来描述相关拓扑物态。陈绝缘体材料可通过第一性原理计算预测以及实验合成并检测，过去几年出现了系列创新性成果，有望发展出具有实用价值的器件。随着量子系统调控技术的发展，研究利用各种人工可控量子系统来模拟陈绝缘体并揭示其性质。超导量子计算系统具有运行稳定、通用性强的优势，将是模拟陈绝缘体的理想平台。近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心，与北京量子信息科学研究院、南开大学、华南理工大学、日本理化学研究所等合作，利用集成有30个量子比特的梯子型量子芯片，实现了具有不同陈数的多种陈绝缘体的模拟，并展示了理论预测的体边对应关系。该团队制备了高质量的具有30比特的量子芯片，在实验中精确控制其量子比特之间的耦合强度，并降低比特间串扰，（图1、2），实现了一维和梯子型比特间耦合的构型。 该团队设计模拟方案，将二维陈绝缘体格点模型的一个维度利用傅里叶变换映射为人工控制相位，从而用一维链状量子比特来实现其模拟（图3）。 基于同样的思想，双层二维陈绝缘体则可以利用两个一维链状平行耦合，形成梯子型比特间耦合的量子芯片实现，而人工维度相位控制还可实现双层陈绝缘体不同的耦合方式。这样便实现了不同陈数的陈绝缘体。该工作通过激发特定量子比特、测量不同本征态能量的方案，直接测量拓扑能带结构（图4）并观测系统拓扑边界态的边界局域的动力学特征，在超导量子模拟平台证实了拓扑能带理论中的体边对应关系（Bulk-edge correspondence）（图5）。此外，利用全部30个量子比特，在超导量子模拟平台上通过模拟双层结构陈绝缘体，实验上首次观察到具有零霍尔电导（零陈数）的特殊拓扑非平庸边缘态（图6）。此外，实验上探测到具有更高陈数的陈绝缘体。该研究通过精确控制超导量子比特系统及读出的技术方案，实现对量子多体系统拓扑物态性质的复现与观测，并表明30比特梯子型耦合超导量子芯片的精确可控性。相关研究成果以Simulating Chern insulators on a superconducting quantum processor为题，发表在《自然-通讯》【Nature Communications 14,5433 (2023)】上。研究工作得到国家自然科学基金委员会、科学技术部、北京市自然科学基金和中国科学院战略性先导科技专项等的支持。图1. 30比特梯子型量子芯片耦合强度信息。（a）15比特实验中测量到的量子比特间（最近邻和次近邻）的耦合强度信息。（b）30比特实验中测量到的量子比特间（最近邻、次近邻和对角近邻）的耦合强度信息。图2. Z串扰矩阵。Z串扰系数矩阵，每个元素代表着当给横轴比特施加1 arb.units幅度的 Z方波时，纵轴比特感受到的方波幅度，后续将根据该系数矩阵进行Z方波矫正。图3. 30比特梯子型量子芯片以及映射AAH模型的实验波形序列。（a）超导量子处理器示意图，其中30个量子比特构成了梯子型结构。（b）通过在y轴进行傅里叶变换，将二维霍夫施塔特（Hofstadter）模型映射为一系列一维不同配置的 Aubry-André-Harper (AAH) 模型的集合。（c）通过改变合成维度准动量Φ用以合成一系列AAH模型的量子比特频率排布，其中b=1/3。（d、e）用以测量动力学能谱（d）和单粒子量子行走（e）的波形序列。图4. 动力学光谱法测量具有合成维度的二维陈绝缘体的能谱。（a）对应于Q8的随时间演化的数据，其中b=1/3，Δ/2π=12MHz，Φ=2π/3。（b）利用15个量子比特响应函数得到的傅里叶变换振幅的平方。（c）沿着比特维度将傅里叶变换振幅的平方求和。（b）利用15个量子比特参数数值计算求解的二维陈绝缘体的能带结构，其中，b=1/3，Δ/2π=12MHz。（e、f）对于不同的Φ，实验（e）和数值模拟（f）得到的能谱对比。图5. 拓扑边界态的动力学特征以及拓扑电荷泵浦。（a1-3）分别激发Q1（a1）、Q8（a2）、Q15（a3）测量到的激发态概率的时间演化，其中，b=1/3，Δ/2π=12 MHz，Φ=2π/3。（b1-3）分别利用Q1（b1）、Q8（b2）、Q15（b3）作为目标比特测量得到的能谱部分信息。（c1-c3）激发中间比特Q8，测量得到的对应于向前泵浦（c1），不泵浦（c2）和向后泵浦（c3）的激发态概率演化，其中，Δ/2π=36MHz，初始Φ0= 5π/3。（d）根据图（c1-c3）计算得到的质心随着泵浦周期T的变化。图6. 利用全部30个量子比特模拟双层陈绝缘体。（a、b）实验测量的对应于相同Δ↑(↓)/2π=12 MHz（a）和相反 Δ↑/2π=-Δ↓/2π=12 MHz（b）周期性调制的两条AAH一维链的构成的双层陈绝缘体的能谱，黑色虚线为对应的理论预测值，其中，b=1/3。霍尔电导定义为对所有被占据能带的陈数Cn的求和：σ= ∑nCn ，其中定义e2/h=1。（c、d）选择Q1,↑和Q1,↓为目标比特测量到的对应于Δ↑(↓)/2π=12 MHz（c）和相反Δ↑/2π=-Δ↓/2π=12 MHz。（d）周期性调制系统的能谱的部分信息。（e-g）当激发边界比特（Q1,↑ 或 Q1,↓），测量到的对应于Δ↑(↓)/2π=0 MHz（e），Δ↑(↓)/2π=12 MHz（f）和 Δ↑/2π=-Δ↓/2π=12 MHz（g）的占据概率时间演化。

2月25日，深圳市鼎阳科技股份有限公司（688112）发布2021年度业绩快报。初步测算，2021年公司实现营业总收入30382.32万元，而去年同期实现22080.03万元，同比增长37.60%；实现营业利润 9025.93万元，而去年同期6174.55万元，同比增长46.18%；实现利润总额 9041.98万元，而去年同期6161.66万元，同比增长46.75%。鼎阳科技表示，尽管遭遇电子行业芯片荒和国内外疫情，但公司境内外各档次产品销售额均继续增长，全球市场渗透持续发力，特别是高端产品和境内市场保持了更高的增长势头，进口替代加速。此外，公司持续保持了较高的研发投入，加强新产品开发和市场开拓，产品认可度以及品牌形象持续提升。有关项目增减变动幅度达 30%以上的变动说明:1、营业总收入同比增长37.60%，营业利润同比增长46.18%，利润总额同比增长46.75%，归属于母公司所有者的净利润同比增长50.92%，归属于母公司所有者的扣除非经常性损益的净利润同比增长51.04%，基本每股收益同比增长 47.76%，主要受益于公司在研发、营销等方面加大了投入，产品持续高端化，品牌、渠道持续优化，国产品牌替代进口加速。2、总资产同比增长585.84%，主要系公司于2021年12月份完成首次公开发行股票并上市，导致货币资金和所有者权益大幅增加。3、股本同比增长33%，归属于母公司的所有者权益同比增长768.43%，归属于母公司的所有者的每股净资产同比增长551.32%，主要系公司于2021年12月份完成首次公开发行股票并上市，导致股本和所有者权益大幅增加。4、加权平均净资产收益率下降31.76%：主要系公司于2021年12月份完成首次公开发行股票并上市，募集资金暂未产生效益。作为2021年首次公开发行股票并上市的企业，这是鼎阳科技首次公开年度业绩。据了解，鼎阳科技是一家专注于通用电子测试测量仪器的开发和技术创新的企业，目前已研发出具有自主核心技术的数字示波器、波形与信号发生器、频谱分析仪、矢量网络分析仪等产品，具备国内先进通用电子测试测量仪器研发、生产和销售能力。该公司依与示波器领域国际领导企业之一力科和全球电商平台亚马逊建立了稳定的业务合作关系。其自主品牌“SIGLENT”已经成为全球知名的通用电子测试测量仪器品牌，主要销售区域为北美、欧洲和亚洲电子相关产业发达的地区。但由于国内企业在通用电子测试测量领域起步较晚，技术积累时间较短，在产品布局及技术积累上与国外优势企业仍存在较大差距，鼎阳科技的产品主要集中于中低端，中高端产品市场主要被国外优势企业如是德科技、力科、泰克以及罗德与施瓦茨等占据。目前我国由于高端芯片，特别是模拟芯片等受制于人，使得电子测试测量仪器厂商在技术升级的过程中困难重重。高端电子测试测量仪器对模拟芯片的性能提出了更高的要求，目前国产芯片无法满足需求。而ADC芯片的产业链和半导体产业的一样，其产业链庞大而复杂，可以分为：上游支撑产业链，包括半导体设备、材料、生产环境；中游核心产业链，包括 IC 设计、 IC 制造、 IC 封装测试；下游需求产业链，覆盖工业、通信、消费电子、航空、国防及医疗等。鼎阳科技称，公司致力于实现通用电子测试测量仪器高端产品核心技术和芯片的自主可控，同时也致力于成为全球通用电子测试测量仪器行业最具创新能力的领导者。鼎阳科技通过公开募资开展相关高速ADC芯片研发。据了解，信号链芯片主要包括放大器、数模转换类，其中转换器属于其中技术壁垒最高细分品类。转换器是由模拟电磁波转换成0101比特流最关键的环节，具体又可以分为ADC和DAC两类，ADC作用是对模拟信号进行高频采样，将其转换成数字信号；DAC的作用是将数字信号调制成模拟信号。其中ADC在总需求中占比接近80％。DC/DAC是整个模拟芯片皇冠上的明珠，核心难度有两点：抽样频率和采样精度难以兼得（高速高精度ADC壁垒最高）以及需要整个制造和研发环节的精密配合。ADC关键指标包括“转换速率”和“转换精度”，其中高速高精度ADC壁垒最高。数据转换器主要看两个基本指标，转换速率和转换精度。转换速率通常用单位sps（Samples per Second）即每秒采样次数来表示，比如1Msps、1Gsps对应的数据转换器每秒采样次数分别是100万次、10亿次；转换精度通常用分辨率（位）表示，分辨率越高表明转换出来的数字／模拟信号与原来的信号之间的差距越小。高性能数据转换器需具备高速率或高精度的数据转换能力。招股书显示，鼎阳科技向境外采购的重要原材料包括 ADC、DAC、FPGA、处理器及放大器等 IC 芯片，该等芯片的供应商均为美国厂商。截至本招股说明书签署日，公司在产产品或在研产品所使用的芯片中，美国TI公司生产的四款 ADC 和一款 DAC 属于美国商业管制清单（CCL）中对中国进行出口管制的产品，需要取得美国商务部工业安全局的出口许可。公司已经取得这五款芯片的许可，其中四款芯片的有效期到2023年，其余一款芯片的有效期到2025年。聚焦ADC领域，全球主要供应商仍是TI、ADI为首的几家国际大厂，而高性能ADC在军用领域、高端医疗器械以及精密测量等领域起着至关重要的作用，因此ADC技术的国产替代对于我国各下游产业的发展意义重大。

据合肥市政府近日发布的《第三批合肥市技术创新中心认定名单》，本源量子与中科院量子信息重点实验室共建的量子计算合肥市技术创新中心通过认定，成为国内首个围绕量子信息技术建设的技术创新中心。该中心将在量子测控技术、量子技术升级与工程化等方面展开科研攻关。　　量子计算：信息时代的“核武器”　　量子计算作为一种遵循量子力学规律、调控量子信息单元，从而进行高速数学和逻辑运算的新型计算模式，被喻为信息时代的“核武器”。量子计算具有天然的并行计算能力，可以实现计算规模和速度的指数级提升，能够在众多关键技术领域提供超越经典计算极限的核心算力，尤其可与人工智能、大数据分析等技术相结合，为当前智能制造、金融分析、新材料研发、生物医疗、航空航天、气象预警等领域带来革命性转变。　　作为前沿的高新科技，量子计算已成为世界各大巨头公司争相入局的新兴产业，量子计算未来的潜力巨大。国际上，谷歌、国际商业机器公司（IBM）、英特尔、三星、空中客车、洛克希德马丁和富士通等巨头企业纷纷投入量子计算研发领域。　　全球多个国家和地区出台多项政策支持研究量子技术。2020年，IBM公司公布了量子计算机未来十年的发展路线：计划在2021年建成包含127个量子比特的中型计算机，在2030年达到100万个量子比特。2021年11月，该公司宣布制造出了127个量子比特的量子计算机，这也是当前世界上最强大的量子计算机。每增加一个量子比特都代表着能力的巨大进步，经典计算机的能力以线性的方式增长，而每增加一个量子比特能使量子处理器的潜在能力加倍。IBM已经开始了它在全球部署量子计算机的计划。截至目前，已经在德国、日本等国家部署量子计算机达20余台。　　在量子计算机领域，IBM不是唯一有野心的公司，谷歌同样如此。2019年9月20日，谷歌内部研究报告显示，其研发的量子计算机Sycamore成功地在3分20秒时间内，完成现今最先进的传统超级计算机需1万年时间处理的问题。它声称在全球首次实现“量子霸权”。“量子霸权”指的是量子计算机处理某一类问题的能力超过经典计算机，这种计算机属于专用量子计算机。　　我国进入量子计算产业化的时间相对较晚。近几年，伴随国家层面的政策和资金支持，阿里巴巴、腾讯、百度、华为等国内科技巨头已经在投资并开发相关产品及技术，更有以本源量子为代表的、孵化于知名大学实验室及科研机构、代表量子技术最前沿的初创企业崭露头角。　　量子计算技术创新中心：坚持自主研发，不落人后　　据了解，量子计算合肥市技术创新中心将在量子测控技术、超导量子技术升级与工程化、量子计算应用开发、量子云服务等方向开展科研攻关，研发出可替代进口的量子计算软硬件及应用产品，形成一批相关技术专利，掌握国际行业标准制订的话语权。　　获批后，该中心也将承担更多的基础研究和应用研究领域重大科学问题攻关，加速量子计算关键技术研发和产业化进程，更好地驱动国内工业部门与中心推进量子计算与行业应用场景的深度融合。　　据了解，本源量子是国内首家将量子计算推向商用领域、国内唯一可实际交付量子计算机整机并使用的企业，从测控系统、操作系统、应用软件到云平台进行整机全栈式布局，立志“为量子计算贡献中国力量”。目前，本源量子已经推出搭载24比特的超导量子计算机并可投入实际商用，60+比特的超导量子计算机正在研发中。　　“科学技术的发展深刻影响着国家的前途和命运，关乎人民的幸福安康。量子计算机具有经典计算机指数级提升的算力，它可以运用在军事、密码破译等方面。同时，量子计算又可以模拟分子结构，将在新材料研发、生物医药、金融分析、人工智能等领域发挥重要的作用，彻底颠覆现有的行业格局。因此，提升自主创新能力在量子技术领域显得尤为重要。”本源量子总经理张辉深有感触地说：“放眼全球，发达国家和地区都在进行量子计算的研发，美国更是在全球部署它的量子计算机计划。这迫使中国人必须要在量子科技上坚持自主研发，决不能再落人后。”　　立足科技成果落地转化：为应用探索带来新的契机　　技术创新中心的建立，也将为未来应用探索带来新的契机。从2018年开始，本源量子就牵头成立了本源量子计算产业联盟，成员企业单位包括金融建模、海洋超算、轮船制造、传感应用、人工智能、低温制冷、生物科技、大数据等领域，并与相关高校、行业用户共同探索量子计算应用场景，获得了良好的应用案例。　　“任何一项科研技术的攻关最终都是为了服务生产生活，不断探索落地应用。从全栈式开发开始，本源量子就在造量子计算机的同时，不断加深量子计算在各行业领域的应用。今后，技术创新中心将利用该联盟成熟的上下游生产制造、应用及教育科普平台，加强量子计算及其应用产业前沿和关键共性技术研发，促进量子计算机应用技术转移转化和商业化应用，推动量子计算产业链快速发展壮大，推动我国量子计算产业集聚及生态圈形成，提高我国量子信息行业的国际地位。”张辉说。

近日 ，美国麻省理工学院 Jeong Min Park、曹原等人在《自然》发文，报告三层扭转石墨烯能够表现出超导性。这个“三明治”比双层的“魔角” 石墨烯更加稳定，并且能够通过两种相互独立的方式进行调节。这样的结构或有助于理解实现高温超导需要的条件。图片来源：Pixabay当两片石墨烯 以 1.1° 的扭转角度交错排列，这个双层结构就会转变为非常规的超导体，从而使电流无阻通过，而不会浪费能量。这种“魔角”石墨烯结构及其超导效应由美国麻省理工学院 （MIT）物理学教授 Pablo Jarillo-Herrero 团队在 2018 年首次发现。这项研究也让中科大少年班毕业生、当时年仅 21 岁的曹原“一战成名”： 他以共同第一作者/共同通讯作者 的身份首次在同一天发表了两篇《自然》 （Nature ）论文，随后他 成为了 《自然》2018 年十大科学人物中最年轻的学者 。扭转电子学 （twistronics）领域从此兴起。此后，科学家一直在寻找其他可以经过扭转而表现出超导性质的材料。但是到目前为止，除了最初的双层“魔角”石墨烯以外，没有发现其他材料具备相似的特性。近日，已经成为博士后的曹原再次以共同第一作者身份 在《自然》发文报告，在三层石墨烯组成的“三明治”中观察到超导性。 在新的三层结构中，中间一层石墨烯相对于外层以新的角度扭转，其超导性比双层结构更稳定。该论文 2 月 1 日在《自然》发表， Jeong Min Park 和曹原为共同一作，此外曹原还与他的导师、Pablo Jarillo-Herrero 共同担任论文通讯作者。日本国立材料科学研究所（National Institute of Materials Science）的渡边贤司（Kenji Watanabe）和谷口尚（Takashi Taniguchi）也参与了这项研究。研究人员还可以通过施加和改变外部电场的强度来调节结构的超导性。而通过调节三层结构，研究人员能够产生超强耦合超导性，这是一种奇特的电学行为，在其他所有材料中很少见。Jarillo-Herrero 说：“目前尚不清楚魔角双层石墨烯是不是特例，但现在我们知道它并不孤单，它有一个三层表亲。这种超可调（hypertunable）超导体的发现将转角电子学领域扩展到了全新的方向，在量子信息和传感技术中具有潜在的应用。”打开新型超导体研究的大门在 Jarillo-Herrero 和同事们发现扭转双层石墨烯中可能产生超导性之后不久，理论物理学家提出，在三层或更多层石墨烯中也可能看到相同的现象。石墨烯就是厚度仅有一层原子的石墨，它完全由排列成蜂窝状晶格的碳原子组成，如同纤细却坚固的金属网格。理论物理学家提出，如果将三层石墨烯像三明治一样堆叠， 中间层相对于两个外层扭转 1.56 度，那么这种扭曲构型将产生一种对称性，从而促使材料中的电子配对，形成无阻力的电流，即超导的标志。Jarillo-Herrero 说：“我们就想，为什么不尝试检验一下这个想法？”为此，Park 和曹原设计了三层石墨烯结构。他们将单层石墨烯小心地切成三个部分，并将其按照理论预测的角度精确堆叠。他们制造了几个这样的三层结构，每个结构的尺寸仅有几微米，大约相当于人类头发的直径的 1/100，高度则为三个原子。Jarillo-Herrero 称之为 “纳米三明治”。接下来，研究小组将电极连接到结构的两端，并通过电流，同时测量材料中损失或耗散的能量。“我们没有观察到能量耗散，这意味着它是超导体。”Jarillo-Herrero 说，“我们必须肯定理论物理学家的贡献，他们算出了正确的夹角。”但他补充说， 这种结构具备超导性能的确切原因仍然有待确认，目前还不确定这是不是因为理论物理学家所提出的对称性。这也是他们计划在未来的实验中进行检验的内容。 他说：“目前我们只能确认相关性，而无法确认因果关系。但现在我们至少有了一条途径，可以根据这种对称性思想探索一大批新型超导体。”“ 最强大的耦合超导体”在探索新的三层石墨烯结构时，研究团队发现，可以通过两种方式控制其超导性。对于团队此前提出的双层石墨烯，可以通过施加外部 门电压来改变流过材料的电子数量，从而调节其超导性。研究团队上下调节门电压，同时测量材料停止耗散能量、转变为超导体时的临界温度。通过这种方式，团队能够像调节晶体管一样打开和关闭双层石墨烯的超导性。团队使用相同的方法来调节三层石墨烯，同时还发现了控制材料超导性的第二种方法，这在双层石墨烯和其他扭转角结构中是不可能的。这种方式就是使用附加电极对材料施加 电场，这能够改变三层结构之间的电子分布，同时不改变结构的整体电子密度。Park 说：“现在，这两个相互独立的‘旋钮’能为我们提供大量有关超导电性出现条件的信息，帮助我们理解这种不寻常的超导状态背后至关重要的物理学原理。”通过同时使用这两种方法调整三层结构，研究小组在一定条件下观察到了超导性，包括在相对较高的 3 开尔文临界温度下，即使此时材料的电子密度很低。相比之下，量子计算领域正在研究使用铝制作超导体，铝具有更高的电子密度，而它仅在约 1 开尔文的温度下才具备超导性。Jarillo-Herrero 说：“我们发现魔角三层石墨烯可以成为最强大的耦合超导体，这意味着在给定的电子数量很少的情况下，它也能在相对较高的温度下进行超导。它能带来最大的收益。”研究人员计划制造三层以上的转角石墨烯结构，以了解具有更高电子密度的此类构型是否可以在更高的温度下表现出超导性，甚至实现室温超导。“如果能够工业化大规模生产这些结构，那么我们就可以制造用于量子计算的超导比特，或者低温超导电子器件、光子探测器等。不过我们还不知道如何一次制造数十亿个这样的结构，”Jarillo-Herrrero 说。Park 说：“我们的主要目标是理解强耦合超导的基本性质。三层石墨烯不仅是有史以来最强大的强耦合超导体，它还具备最大的调节空间。借助这种可调谐性，我们能够真正实现在相空间的任何位置探索超导电性。”论文信息：Park, J.M., Cao, Y., Watanabe, K. et al. Tunable strongly coupled superconductivity in magic-angle twisted trilayer graphene. Nature (2021).

英国《新科学家》周刊9月10日发表题为《量子电池：可能提供即时电力的奇怪科技》的文章，作者是乔恩卡特赖特。全文摘编如下：我们中的一些人对智能手机、平板电脑和其他数字技术是那么依赖，以至于当它们没电以后，我们的生活几乎停摆。哪怕只有30分钟，我们也很可能会为因充电而损失的时间感到悲伤。如果说这看起来像是一种可笑的反应，那么对于为电动汽车提供动力的电池来说，这个问题就确实需要认真对待了。给这些电池充电通常需要几个小时，这成为交通业——全球最大的温室气体排放行业之一——脱碳的主要障碍。现在，量子物理学可以来拯救我们了。利用亚原子粒子的奇怪行为，量子电池的充电速度要比任何普通设备快得多。量子电池的优点是体积越大，表现就越好。尽管这一概念尚处于起步阶段，但最近的实验演示和一些理论上的进步表明，不间断的便携式电源并非遥不可及。理论局限锂离子充电电池目前的霸主地位归功于其相对较高的容量和相对较长的寿命。事实证明，它的充电速度也比竞争对手快，但也不能太快。给锂离子电池充电太快，则锂离子将不可逆转地粘在正极上，这样一来，电池就变得没用了，甚至可能爆炸。因此，使用锂离子技术的电动汽车充电所需时间可能要比给汽油或柴油车加油的时间长得多。英国《新科学家》周刊9月10日一期封面波兰格但斯克大学的罗伯特阿利基和比利时鲁汶大学的马克凡内斯在不到10年前首次正式提出量子电池的概念时，这些实际问题并不是最重要的。作为理论物理学家，他们感兴趣的是，量子电池的基本概念是否能让人理解困扰物理学家几代人的一个更大问题：为什么少量孤立的粒子的行为与可见物体的行为如此不同？量子世界本质上是不稳定的。看不见时——或者恰当地说，任何方法都无法观测到时——一个粒子就不再具有明确的特性，而是处于叠加状态。它还可以与其他孤立粒子协同作用，一个粒子的状态会立即影响其他粒子的状态，甚至是在远距离之外，这种现象叫量子纠缠。对电池科学家来说，涉及热量、能量等有形的大规模特性的经典理论就可以了。从历史上看，这一理论一直是热力学。热力学在描述发动机、热泵、锅炉、电池和其他常见电源的工作原理方面是无与伦比的。热力学成功的关键是它对单个粒子高度不敏感。大多数实用的系统由大量粒子组成，因此在热力学方案中，处理平均值就足够了。然而，近年来，理论家开始批评这一假设。如果将热力学定律应用于具有量子奇异特性的单个粒子，那么热力学定律是否仍然有效？这个问题的答案是否有助于解释量子世界与经典物理世界之间的过渡？要想找到答案，最好的办法莫过于一种暂时储存能量的设备。对阿利基和凡内斯来说，电池是回答这些问题的潜在试验场，于是两人着手设计一种基于量子规则的电池。优势独特从表面上看，量子电池与普通电池没有太大区别。它由一些更喜欢在低能量状态下存在的“东西”组成，但在需要为某些东西提供动力时也可以被强行置于高能量状态。在量子电池中，这种“东西”就是量子比特。量子比特指的是任何可以同时存在于不同状态叠加中的东西，比如电子、离子、分子或光脉冲。从理论上讲，量子比特由什么构成的并不重要。2013年，阿利基和凡内斯计算得出，随着量子电池中越来越多的量子比特被纠缠在一起，从量子电池中提取的能量将接近热力学极限。换句话说，他们发现，纠缠让电池的容量可以达到经典理论的最大值。事实上，量子物理学甚至可能无法提供阿利基和凡内斯认为可能的热力学极限。2013年晚些时候，西班牙巴塞罗那光子科学研究所的卡伦霍夫汉尼斯扬和其他人证明，只要多次提取，可以从没有纠缠的量子电池中提取同样数量的能量。不过，阿利基和凡内斯的研究的确引发了一种猜疑，即无论热力学极限是什么，量子电池都可能比普通电池有优势。2015年，包括澳大利亚维多利亚州莫纳什大学的卡万莫迪在内的理论家意识到，虽然量子纠缠可能无法提高电池的总提取能量，但它可以提高某种或许更有用的东西：电池的充电速度。为什么会这样，我们要深入探究量子行为的奥秘。普通电池充电时，它实际上必须从低能量状态走向高能量状态。想象就像一个骑自行车的人，沿着一条直线从A到B。能量的缺口越大，行程越长，充电时间就越长。在仅有一个量子比特的量子电池中，情况也是如此。但是，将第二个量子比特与第一个量子比特纠缠在一起，捷径就出现了。两个量子比特协同工作，就能够以更快的速度、更平缓地到达高能量状态。事情不止于此。每增加一个量子比特，原有行程的迂回线路就会被去掉，更快的线路就有可能出现。事实上，莫迪及其同事说，量子电池的充电时间与纠缠量子比特的数量成反比。也就是电池越大，充电就越快。前景可期今年1月，澳大利亚阿德莱德大学的詹姆斯郭和其他人证明了量子电池在实践中的优势。根据意大利技术研究院物理学家绘制的一份蓝图，他们制造了简化版的量子电池，由一种有机染料的分子而不是量子比特组成，虽然不能完全纠缠，但分子都一样，且具有低能量和高能量状态。实验者将这些分子置于两个小镜子之间的一个洞中，并向其发射激光。其结果是，光吸收速度——实际上是整个电池的一次充电——远远超过了每个分子吸收光时可能达到的速度。这个实验有大约100亿个分子，对于量子系统来说数量太多了，但充电能力仅相当于一枚电池的十亿分之一。由于量子充电的优势取决于该系统能否与周围环境隔离，因此包括阿利基和莫迪在内的理论家们怀疑该系统能否有可能扩展至实际用途。莫迪说：“对我们来说，这一理论只是探索时间和能源等基本概念的一个有趣的游乐场。我认为不会有技术上的应用。”其他人则比较乐观，强调隔离问题影响的是所有量子技术，而不仅仅只针对电池。4月，韩国基础科学研究所的科学家开展了进一步的理论研究，研究了量子电池可能的最大充电速度。他们指出，詹姆斯郭及其同事在实验中储存的能量密度与普通铅酸蓄电池的能量密度大致相当。他们说，从理论上讲，未来的量子电池充电速度极快，以至于充电操作几乎无法察觉。对电动汽车来说，我们可以想象一个免下车充电站，一个你甚至不需要停车的充电站。然而，这样的未来可能还很遥远。

量子力学理论的标准解释认为，量子场内的变化不可预测且是瞬时的。在难以观测的微观世界里，阐明量子跃迁的性质，一直是困扰物理学家的重要难题。1986年，研究人员通过实验首次证实量子跃迁是一种能被观测和研究的实验现象。从那时起，科学家借助不断发展的技术，对这种神秘现象进行了更深入的观察。2019年的一项研究显示，量子跃迁的过程可以被预测，且开始后可以被阻断。近期，一项新的理论研究更深入挖掘了量子跃迁过程，以及它何时会发生。研究显示，这个看上去简单和基础的现象，实际上十分复杂。预测量子跃迁美国耶鲁大学研究人员通过一种干扰度最小的装置来监测量子跃迁进程。每一次跃迁都发生在一个超导量子比特的两个能态之间，这个小循环可用于模拟原子中离散量子能态的超导微环路。研究人员测量了低能态系统中量子比特的“附加活动”——可被观测设备捕捉但不会影响量子系统的运行。研究中的“附加活动”是一种监测设备所捕捉的、由系统散发的光子信号，这表明光子未被系统吸收、跃迁尚未发生。这种方式首次实现了对量子跃迁的间接监测，揭示了一个重要的性质：在“附加活动”中，量子向高能态跃迁之前会有一个停顿。而科学家可以通过这种停顿预测甚至阻止量子跃迁。跃迁过程由系统低能态开始也称为基态；当跃迁至系统高能态时，也称为激发态，随后跃迁路径转向，再次回到基态。文章作者Kyrylo Snizhko是德国卡尔斯鲁厄理工学院的一名博士后学者，他表示，模拟实验显示，在这个可间接预测或干扰量子跃迁中，一定存在一个不可捕捉的组分。具体来说，量子跃迁从激发态向基态的回落过程，并不总是平滑和可预测的，这就是作者所描述的“不可捕捉”的组分。研究指出，观测设备与受测系统的“连接度”，对系统跃迁有直接影响。在这一过程中，量子跃迁由观测的时间尺度而非跃迁过程定义。观测设备和量子系统的连接可能很弱，在这种情况下，通过信号的暂停能预测量子跃迁。量子系统的转变通过基态和激发态的混合实现，这称为量子系统的叠加态。然而，在观测设备和系统的联系超过一定阈值时，这种系统叠加态就会趋向某一个能值，并保持相对稳定，直至再次突然回到基态。论文的共同作者Parveen Kumar解释道，这意味着，即使我们一开始成功预测了量子跃迁发生，但无法避免会再次“跟丢”系统。而即使在跃迁可预测的期间，也会存在一些差异。Snizhko表示，这些过程中还包含着一种不可预测的组分。可捕捉的量子跃迁通常具有一个处在基态和激发态的叠加态上的跃迁“轨迹”，但整体的跃迁轨迹并没有明确的方向或终点。量子物理正在坍缩Zlatko Minev是微软托马斯沃森研究中心的研究员，也是这项耶鲁大学研究的第一作者。他表示这项新的理论研究“在以量子比特作为参数的实验条件下，描绘阐述了一个简单清晰的量子跃迁模式”。他认为，这项研究与先前的耶鲁实验互相参照，显示“相比于我们之前的认识，量子跃迁轨迹的离散性、随机性和可预测性还有待更广阔而充分的研究。”具体而言，耶鲁大学进行的研究首次揭示了量子跃迁的微妙行为——系统从基态到激发态的跃迁能被预测，表明量子世界中部分是可以预测的。这在此前曾被认为是不可能的。当Minev首次与组内的其他研究者讨论预测量子跃迁的可行性时，受到了一位同事激烈的回击：“跃迁轨迹如果能预测，量子物理界就要坍缩了！”“我们的实验最终成功了，并且推断出量子跃迁整体路径是随机和离散的。然而，在更精密的时间尺度上，每一步跃迁都是连续而逐步开展的。这二者尽管看似矛盾，却是量子跃迁中同时存在。” Minev解释道。而这一跃迁过程能应用到整个物质世界吗，如预测实验室外的原子？Kumar还不确定，而很大部分原因在于研究条件上的过多限制。Kumar说：“推广这项研究当然很令人兴奋。”如果未来不同的观测设备都得到了类似结果，那么这种量子行为将能解释量子世界的更多基本性质：在量子世界中，事件在某种意义上同时具有随机性和可预测性、离散性和连续性。量子跃迁是自然界中最基本、最原始的物理问题，但一直很难被真正观测到。直到最新的科技进展扭转了这一局势。美国华盛顿大学的助理教授Kater Murch表示：“耶鲁大学的实验启发了这项理论研究，为解决这个数十年的物理难题打开了全新的局面。在我心目中，实验与理论的相辅相成，最终转变我们这些理论物理学家对世界的认知，为日后的新发现奠定了基础。”

入选的2023年国内十大科技新闻分别是：中央科技委员会组建作物主效耐碱基因及其作用机制首次揭示国产大飞机C919完成商业首飞“中国天眼”发现纳赫兹引力波存在关键证据51个超导量子比特簇态制备刷新世界纪录国家太空实验室正式运行人体免疫系统发育图谱绘制新款忆阻器存算一体芯片成功研制国产首艘大型邮轮命名交付全球首座第四代核电站投产01中央科技委员会组建今年3月，《党和国家机构改革方案》（以下简称《改革方案》）印发，提出加强党中央对科技工作的集中统一领导，组建中央科技委员会，重新组建科学技术部，聚焦科技工作前瞻性谋划、系统性布局、整体性推进，加快实现高水平科技自立自强。3月5日，第十四届全国人民代表大会第一次会议在北京人民大会堂开幕。新华社记者 燕雁 摄科技创新在我国现代化建设全局中居于核心地位。面对国际科技竞争和外部遏制打压的严峻形势，必须进一步理顺科技领导和管理体制，更好统筹科技力量在关键核心技术上攻坚克难，加快实现高水平科技自立自强。《改革方案》明确，组建中央科技委员会。加强党中央对科技工作的集中统一领导，统筹推进国家创新体系建设和科技体制改革，研究审议国家科技发展重大战略、重大规划、重大政策，统筹解决科技领域战略性、方向性、全局性重大问题，研究确定国家战略科技任务和重大科研项目，统筹布局国家实验室等战略科技力量。《改革方案》明确，中央科技委员会办事机构职责由重组后的科学技术部整体承担。02作物主效耐碱基因及其作用机制首次揭示盐碱地变良田，这是人类千百年的梦。如今，我国科学家的最新成果让人类朝这个目标更进一步——他们以耐盐碱作物高粱为材料，首次发现主效耐碱基因AT1及其作用机制。大田实验证明，该基因可显著提升高粱、水稻、小麦、玉米和谷子等作物在盐碱地的产量，有望大幅提升盐碱地综合利用水平。该研究由中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员谢旗、中国农业大学教授于菲菲、华中农业大学教授欧阳亦聃等领衔的科研团队与多家合作单位共同完成。相关成果3月24日在《科学》和《国家科学评论》发表。吉林白城，种上AT1/GS3改良过水稻的实验田（航拍图）。图片来源：中国科学院遗传与发育生物学研究所“世界范围内存在数亿公顷的盐碱地，优质耐盐碱作物品种的培育与推广，将有效提升盐碱地产能，对保障粮食安全意义重大。”谢旗介绍。目前，全球在作物耐盐研究方面已取得大量成果，但在作物耐碱机制方面，仍知之甚少。研究团队对高粱遗传资源进行了全基因组大数据关联分析，发现一个主效耐碱基因AT1。该基因与水稻的粒形调控基因GS3同源，研究团队还揭示了作物耐盐碱的分子机制。随后的研究发现，AT1/GS3基因在主要粮食作物水稻、小麦、玉米、谷子中的调控机制也高度类似。03国产大飞机C919完成商业首飞 5月28日，是一个值得载入史册的日子。这一天，国产C919大型客机圆满完成首次商业载客飞行，正式进入民航市场，开启市场化运营、产业化发展新征程。5月28日，C919大型客机圆满完成首次商业飞行。新华社记者 丁汀 摄大型客机被誉为“现代制造业的明珠”，是一个国家科技能力、工业水平和综合实力的集中体现。C919大型客机是我国首次按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式干线客机，于2007年立项，2017年首飞，2022年9月完成全部适航审定工作后，获中国民用航空局颁发型号合格证。从设计、研发、制造到完成数百个试飞科目、数千个小时飞行的适航取证审定工作，再到首次商业载客飞行，16年来，C919一棒接着一棒跑，闯过了一道道险关难关，让中国的“大飞机梦”一步步照进现实。通过C919的设计研制，我国掌握了民机产业5大类、20个专业、6000多项民用飞机技术，带动新技术、新材料、新工艺群体性突破。风雨兼程十余载，逐梦蓝天向未来。C919首次商业载客飞行，标志着C919的“研发、制造、取证、投运”全面贯通，中国民航商业运营国产大飞机正式“起步”，中国大飞机的“空中体验”正式走进广大消费者。未来，C919必将在新征程上高飞远航。04“中国天眼”发现纳赫兹引力波存在关键证据搜寻纳赫兹引力波是国际物理和天文领域备受关注的焦点问题之一。利用被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜，我国脉冲星测时阵列（CPTA）研究团队发现纳赫兹引力波存在的关键证据。这是纳赫兹引力波搜寻的一个重要突破，表明我国纳赫兹引力波研究与国际同步达到领先水平。相关研究成果6月29日在线发表于《天文与天体物理研究》。7月26日拍摄的“中国天眼”全景（无人机照片，维护保养期间拍摄）。新华社记者 欧东衢 摄作为一种低频引力波，波长可长达几光年的纳赫兹引力波是宇宙里亘古恒久的背景噪音。比起2016年人类最早发现的高频引力波，它们更难被“收听”到，需要基于长达数年的数据采集。利用大型射电望远镜对一批自转极其规律的毫秒脉冲星进行长期测时观测，是目前已知唯一的纳赫兹引力波探测手段。“利用‘中国天眼’，我们对57颗毫秒脉冲星开展了长期系统性监测，同时将这些毫秒脉冲星组成了银河系尺度大小的引力波探测器，以搜寻纳赫兹引力波。”论文通讯作者、中国科学院国家天文台/北京大学研究员李柯伽说，功夫不负有心人，在深入分析“中国天眼”收集的3年5个月的数据后，CPTA团队找到了纳赫兹引力波存在的关键证据。北京大学讲席教授、美国艺术与科学院院士何子山认为，这一重大科学突破对星系演化和超大质量黑洞研究具有深远影响，也为引力波天体物理学打开了全新的窗口。0551个超导量子比特簇态制备刷新世界纪录继实现10比特、12比特、18比特的真纠缠态制备之后，来自中国科学技术大学等单位的研究人员又取得了重要突破——成功实现51个超导量子比特簇态制备和验证，刷新了所有量子系统中真纠缠比特数目的世界纪录。相关成果7月12日在线发表于《自然》杂志。量子真纠缠态比特数目的发展历史。图片来源：中国科学技术大学超导量子计算被普遍认为是最有可能率先实现实用化量子计算的方案之一，因而备受关注。作为量子计算的基本单元，量子比特不同于非0即1的经典比特，它可以“同时”处于0和1叠加态，即量子相干叠加态。当人们把量子叠加拓展到多量子比特体系，自然就导致了量子纠缠的概念。多个量子比特一旦实现了相干叠加，其代表的状态空间将会随着量子比特的数目增多而呈指数增长。这被认为是量子计算加速效应的根源。多年以来，实现大规模的多量子比特纠缠一直是各国科学家奋力追求的目标。然而，由于更大规模的真纠缠态制备要求高连通性的量子系统、高保真的多比特量子门以及高效准确的量子态保真度表征手段，此前真纠缠比特的规模未能突破24个量子比特。该研究将量子系统中真纠缠比特数目的纪录由24个大幅突破至51个，充分展示了超导量子计算体系优异的可扩展性，对研究多体量子纠缠、实现大规模量子算法以及基于测量的量子计算等具有重要意义。06国家太空实验室正式运行“天宫课堂”为我们带来了奇妙、有趣的太空实验，而更多关于太空奥秘的探索正在国家太空实验室里有序开展。在8月18日举行的载人航天工程空间应用与发展情况介绍会上，中国载人航天工程新闻发言人、中国载人航天工程办公室副主任林西强表示，中国国家太空实验室目前已正式运行，并建立起独具中国特色的近地空间科学与应用体系，空间应用正有序展开、成果频现。神舟十六号航天员拍摄空间站组合体全景图像。图片来源：中国载人航天工程办公室2022年底，中国空间站完成全面建造，进入为期10年以上的应用与发展阶段。在这一阶段，我国将常态化开展载人飞行，航天员将长期在轨飞行，在很多领域开展大规模的空间科学实验和技术实验任务。全面建成的中国空间站，是我国覆盖空间科学相关学科领域最全、在轨支撑能力最强、兼备有人参与和上下行运输等独特优势的国家太空实验室。6月4日，神舟十五号顺利返回地球。此次“太空出差”，神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间站，与神舟十四号航天员乘组首次实现“太空会师”。10月29日，一场“太空会师”再次上演，神舟十七号与神舟十六号两个乘组在中国空间站胜利会面。这是在我国首艘载人飞船神舟五号实现中华民族千年飞天梦20周年之际，我国第一批、第二批和第三批航天员首次在中国空间站同框。07人体免疫系统发育图谱绘制作为防止病毒细菌等病原体入侵的“卫士”，免疫细胞是人体免疫系统中不可或缺的组成部分。明确免疫细胞类型、分化及功能状态，对了解免疫力和揭示免疫相关疾病的发生发展机制具有重要意义。9月12日，《细胞》在线发表一项关于免疫细胞的重要进展。来自中国科学院深圳先进技术研究院等单位的科研人员成功绘制了覆盖组织范围最广、时间跨度最长、采样密度最高的人体免疫系统发育图谱，有望推动全球免疫学和发育生物学领域的发展。构建人类免疫系统发育时空图谱。图片来源：中国科学院深圳先进技术研究院在这项研究中，科研人员利用自动化、高通量的合成生物研究大科学装置，自主搭建单细胞转录组测序平台，对发育中的免疫细胞开展“解码”，并以这样的海量数据为基础绘制人体免疫系统发育图谱。同时，他们还发现了免疫细胞的两个新类型：广泛存在于多个组织脏器、促进血管生成的巨噬细胞，以及存在于中枢神经系统之外的类小胶质细胞。对于这项研究，中国科学院院士、厦门大学教授韩家淮给予了高度评价。他说：“这项研究拓展了人们对人体免疫发育特别是巨噬细胞多样性、分化和功能的认知，有助于深入理解免疫系统的功能和调控机制，为疾病诊断、免疫治疗和新疗法开发提供重要的基础。”08新款忆阻器存算一体芯片成功研制10月10日，一个消息不胫而走，冲上微博热搜：基于存算一体计算范式，清华大学集成电路学院教授吴华强、副教授高滨团队研制出全球首款全系统集成、支持高效片上学习（机器学习能在硬件端直接完成）的忆阻器存算一体芯片。相关研究成果在线发表于《科学》杂志。“我们研发的这款存算一体芯片，展示出高适应性、高能效、高通用性、高准确率等特点，能有效强化智能设备在实际应用场景下的学习适应能力。”高滨在接受记者采访时介绍。忆阻器存算一体芯片及测试系统。图片来源：清华大学据了解，这款芯片包含支持完整片上学习所必需的全部电路模块，成功完成图像分类、语音识别和控制任务等多种片上增量学习功能验证。相关成果可应用于手机等智能终端设备，还可以应用于边缘计算场景，比如汽车、机器人等。更重要的是，相同任务下，这款芯片实现片上学习的能耗仅为先进工艺下专用集成电路系统的3%，展现出卓越的能效优势，具有满足人工智能时代高算力需求的应用潜力；它揭示了人工智能时代下边缘学习的新范式，为突破冯诺依曼传统计算架构下的能效、算力瓶颈提供了一种创新发展路径。09国产首艘大型邮轮命名交付建造中国人自己的大型邮轮，是中国几代造船人的夙愿。今年，造船人夙愿得偿。11月4日，我国首艘国产大型邮轮“爱达魔都号”正式命名交付。这标志着我国从此实现了国产大型邮轮制造“零的突破”。11月4日，我国首艘国产大型邮轮“爱达魔都号”命名交付。图片来源：视觉中国据悉，“爱达魔都号”总吨位13.55万吨，长323.6米，宽37.2米，最大高度72.2米；全船搭载107个系统、5.5万个设备，包含2500万个零部件，完工敷设4750公里电缆；船上有客房2125间，可容纳乘客5246人……这艘庞然大物犹如一座“海上现代化城市”。大型邮轮与大型液化天然气运输船、航空母舰并称为造船工业“皇冠上的三颗明珠”，设计、建造难度极高，是体现一个国家工业实力和科技水平的标志性工程。此次“爱达魔都号”的设计建造成功，标志着我国造船业自主实现了大型邮轮重量控制、减震降噪等主要核心技术的突破。10全球首座第四代核电站投产12月6日，山东荣成传来好消息：华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程在稳定电功率水平上正式投产，转入商业运行。这是我国具有完全自主知识产权的全球首座第四代核电站，标志着我国在高温气冷堆核电技术领域已处于全球领先地位。这座核电站由中国华能牵头，联合清华大学、中核集团共同建设，于2012年12月开工，2021年12月首次并网发电。目前，石岛湾高温气冷堆核电站首台（套）设备达2200多台（套），创新型设备有600余台（套），设备国产化率达到93.4%。华能石岛湾高温气冷堆核电站示范工程外景。图片来源：中国华能，孙文湛 摄据悉，华能山东石岛湾核电站集聚了设计研发、工程建设、设备制造、生产运营等产业链上下游500余家单位，先后攻克多项世界级关键技术。核电站的商运投产，对促进我国核电安全发展、提升我国核电科技创新能力等具有重要意义和积极影响。依托这一工程，我国系统掌握了高温气冷堆设计、制造、建设、调试、运维技术，中国华能和清华大学共同研发了高温气冷堆特有的调试运行六大关键核心技术，培养了一批具备高温气冷堆建设和运维管理经验的专业人才队伍，形成一套可复制、可推广的标准化管理体系，并建立起以专利、技术标准、软件著作权为核心的自主知识产权体系。

12月1日，深圳市鼎阳科技股份有限公司(股票简称:鼎阳科技 股票代码:688112)成功登陆上海证券交易所科创板，成为国内“通用电子测试测量仪器行业第一股“。本次募集资金总额为人民币 124,266.82 万元；扣除发行费用后实际募集资金净额为人民币 115,071.72 万元。本次超募资金总额为 812,339,666.82 元，部分超募资金 243,000,000 元将用于永久补充公司流动资金，占超募资金总额的比例为 29.91%。根据《深圳市鼎阳科技股份有限公司首次公开发行股票并在科创板上市招股说明书》，首次公开发行股票募集资金投资项目及募集资金使用计划如下：首次公开发行股票募集资金投资项目及募集资金使用计划高端通用电子测试测量仪器芯片及核心算法研发项目为本次发行募集资金投资项目之一，本募投项目投资金额为 20,235.00 万元，其中研发场所建设投入10,800.00 万元、软硬件设备投入1,635.00 万元、研发项目投入 7,800.00 万元。实质研发内容为 4GHz 数字示波器前端放大器芯片和高速 ADC 芯片、低相噪频率综合本振模块和 40GHz 宽带定向耦合器模块、宽带矢量信号源和宽带接收机中幅度和相位的补偿算法、网络分析仪的校准算法和 5G NR 信号的解调分析算法等七项内容。据了解，鼎阳科技是一家专注于通用电子测试测量仪器的开发和技术创新的企业，目前已研发出具有自主核心技术的数字示波器、波形与信号发生器、频谱分析仪、矢量网络分析仪等产品，具备国内先进通用电子测试测量仪器研发、生产和销售能力。该公司依与示波器领域国际领导企业之一力科和全球电商平台亚马逊建立了稳定的业务合作关系。其自主品牌“SIGLENT”已经成为全球知名的通用电子测试测量仪器品牌，主要销售区域为北美、欧洲和亚洲电子相关产业 发达的地区。但由于国内企业在通用电子测试测量领域起步较晚，技术积累时间较短，在产品布局及技术积累上与国外优势企业仍存在较大差距，鼎阳科技的产品主要集中于中低端，中高端产品市场主要被国外优势企业如是德科技、力科、泰克以及罗德与施瓦茨等占据。目前我国由于高端芯片，特别是模拟芯片等受制于人，使得电子测试测量仪器厂商在技术升级的过程中困难重重。高端电子测试测量仪器对模拟芯片的性能提出了更高的要求，目前国产芯片无法满足需求。而ADC芯片的产业链和半导体产业的一样，其产业链庞大而复杂，可以分为：上游支撑产业链，包括半导体设备、材料、生产环境；中游核心产业链，包括 IC 设计、 IC 制造、 IC 封装测试；下游需求产业链，覆盖工业、通信、消费电子、航空、国防及医疗等。鼎阳科技称，公司致力于实现通用电子测试测量仪器高端产品核心技术和芯片的自主可控，同时也致力于成为全球通用电子测试测量仪器行业最具创新能力的领导者。鼎阳科技此次募资将开展相关高速ADC芯片研发。据了解，信号链芯片主要包括放大器、数模转换类，其中转换器属于其中技术壁垒最高细分品类。转换器是由模拟电磁波转换成0101比特流最关键的环节，具体又可以分为ADC和DAC两类，ADC作用是对模拟信号进行高频采样，将其转换成数字信号；DAC的作用是将数字信号调制成模拟信号。其中ADC在总需求中占比接近80％。ADC/DAC是整个模拟芯片皇冠上的明珠，核心难度有两点：抽样频率和采样精度难以兼得（高速高精度ADC壁垒最高）以及需要整个制造和研发环节的精密配合。ADC关键指标包括“转换速率”和“转换精度”，其中高速高精度ADC壁垒最高。数据转换器主要看两个基本指标，转换速率和转换精度。转换速率通常用单位sps（Samples per Second）即每秒采样次数来表示，比如1Msps、1Gsps对应的数据转换器每秒采样次数分别是100万次、10亿次；转换精度通常用分辨率（位）表示，分辨率越高表明转换出来的数字／模拟信号与原来的信号之间的差距越小。高性能数据转换器需具备高速率或高精度的数据转换能力。此前披露的招股书显示，鼎阳科技向境外采购的重要原材料包括 ADC、DAC、FPGA、处理器及放大器等 IC 芯片，该等芯片的供应商均为美国厂商。截至本招股说明书签署日，公司在产产品或在研产品所使用的芯片中，美国TI公司生产的四款 ADC 和一款 DAC 属于美国商业管制清单（CCL）中对中国进行出口管制的产品，需要取得美国商务部工业安全局的出口许可。公司已经取得这五款芯片的许可，其中四款芯片的有效期到 2023 年，其余一款芯片的有效期到2025年。报告期内，这五款芯片中仅两款用于具体产品，且实现销售。聚焦ADC领域，全球主要供应商仍是TI、ADI为首的几家国际大厂，而高性能ADC在军用领域、高端医疗器械以及精密测量等领域起着至关重要的作用，因此ADC技术的国产替代对于我国各下游产业的发展意义重大。

量子计算的前景令人期待，它在基础科学研究、新材料和药物研发、类脑人工智能技术开发等领域有潜在应用价值。　　中国科学院物理研究所固态量子信息与计算实验室研究员范桁、副研究员许凯，与中国科学院物理研究所量子计算研究中心研究员郑东宁、副主任工程师相忠诚等合作，研发出超40比特的一维超导量子芯片，以战国时期思想家和哲学家庄子命名，利用其成功模拟了“侯世达蝴蝶”能谱以及各种新奇拓扑零模式。相关研究成果近日发表于《物理评论快报》。　　“庄子”芯片诞生记　　在科学家看来，大规模的量子计算正朝着实用化的方向发展，要想实现实用化，需要操纵精确、比特数多、相干时间长、效率足够高。在这个过程中，量子芯片的设计、制备、测控都至关重要。　　相忠诚长期从事超导量子芯片制备，他告诉记者，与传统芯片相比，量子芯片对外界环境的扰动非常敏感。　　“量子芯片是一种非常脆弱的系统，稳定时间非常短，在芯片上运行量子算法就好像是在夏日里堆雪人，需要足够的速度，赶在雪融化前把雪人堆出来。通常超导量子芯片的相干时间大约在几十微秒量级，这意味着量子效应维持的时间只在一瞬，要在很短的相干时间尺度内精确执行完量子算法是比较困难的。”相忠诚解释道。　　借助中国科学院物理研究所位于北京怀柔的综合极端条件实验室的超导量子计算实验平台，郑东宁与相忠诚在器件设计和制备实践中反复摸索思考，不断改进和优化器件的设计方法和制备工艺，完成了43比特一维超导量子芯片的设计和制备，芯片中整体比特参数与设计值一致，总体退相干时间、制备良品率、量子状态易读性等都得到了大幅提升。部分比特退相干时间达到百微秒量级。　　在最新发表的研究中，他们设计并构建了多达41个量子比特的对角AAH模型的各种实例，并应用动态光谱技术实验测量了著名的“侯世达蝴蝶”能谱。由于对角AAH模型的拓扑特性，出现了“翅膀形状”的能隙，整个能谱图看起来就像一只翩翩起舞的蝴蝶，研究人员不禁联想到庄周梦蝶的故事，这也是该量子处理器名字的由来。　　因为“庄子”处理器拥有足够多的量子比特，有限尺寸效应的影响被极大地抑制，“蝴蝶”身体细节中的分形结构和能带的分裂被清晰展示了出来。　　零下200多摄氏度的实验　　量子芯片是第一步，利用多个超导量子比特模拟各种量子效应也是当前人们关注的前沿研究。　　量子芯片只有指甲盖大小。拿到芯片后，许凯和团队成员立刻开始对芯片进行测控，并开展量子模拟实验。　　许凯告诉记者：“量子模拟，就是通过调控量子芯片构建一些重要的多体模型，实现对真实物质或材料体系的各种新奇物理特性进行仿真和计算，以解决能源、材料等领域的一系列重要问题。”　　超导量子计算芯片需要在极低温环境中工作，以避免热量（噪声）对量子态的干扰。　　研究人员将芯片封装进盒子中，并放入稀释制冷机中降温至10mK，制冷机的温度比绝对零度（零下273.15℃）仅高了0.01℃，这种极低的温度可以使芯片转变为无损的超导态并有效抑制芯片周围的环境噪声和热噪声，从而呈现量子效应，让科研人员更好地操控量子效应。　　操控芯片的过程并不轻松。在实验室，数十台仪器微波脉冲信号与“芯片”相连，研究人员在自己开发的软件平台上编写程序控制仪器，对芯片发出“指令”，从而“操控”芯片。“指令”发出的时间达到了纳秒级。　　“我们要非常精细地优化每个量子比特的调控参数和它们之间的相互作用，这个过程需要准备两个月。”许凯说，通过使程序实现自动化参数搜索，进行自动化操控，未来的研究会更加高效。　　由于“庄子”量子处理器超过40个量子比特，这足以让研究人员在这个重要的一维量子多体系统复杂的能带结构中捕捉到大量拓扑特征。使用由高度可控的Floquet（周期驱动）调控技术辅助的超导量子处理器，研究人员提出了一种通用混合量子模拟方法来探索含噪声中等规模量子时代的量子拓扑系统。　　前景广阔 需要人才　　许凯和相忠诚及其所在团队长期致力于超导量子计算、量子模拟、量子器件制备等方面的实验研究，并取得了许多领先的成果。在他们看来，量子计算前景广阔，未来还有很长的路要走。　　“虽然目前量子芯片只能完成一些特定任务，而且还未达到超越经典计算的量子优势，但是通过量子模拟的实验可以积累各种操控技术、探索和展示量子计算的各种应用场景，这对未来量子计算机的实现和应用都是非常有价值的。”许凯说。　　在许凯看来，我国在量子计算方面与国际上最好的团队相比还存在一定的差距。量子计算是一个交叉学科，需要各方面的人才，他们期待新鲜血液加入量子团队。　　“我们虽然需要建立全方位的生态，但还要尊重科学发展的自然规律，在加快实验节奏的同时不能操之过急。”许凯说。

近日，安徽省量子信息工程技术研究中心及科大国盾量子技术股份有限公司联合发布消息，国产稀释制冷机“ez-Q Fridge”在交付客户后完成性能测试，实际运行指标达到同类产品国际主流水平，成为国内首款可商用可量产的超导量子计算机用稀释制冷机。据媒体报道，2023年下半年，国盾量子向两家科研单位交付了国产稀释制冷机产品，经客户多月测试，设备长时间连续稳定运行，能够结合主动减震系统以及磁屏蔽等，为量子芯片提供低至10mK级别的极低温低噪声环境，制冷功率达到450uW@100mK。在容纳78根低温测控同轴线缆的超导量子计算低温支撑系统中，分别对56比特和24比特超导量子芯片进行测试，稀释制冷机运转效果良好，达到了国际先进水平。实际上近年来，量子科技已引起国内外的广泛关注。而发展先进的量子科技离不开极低温制冷技术，这主要是由于量子本身是微观的效应，很容易受到干扰，而超低温可以将噪音降得很低。比如，对量子比特来讲，它最怕的就是温度，因为温度产生热耦合噪音，低温之后噪音就可以被极大的限制，使它成为孤立系统，这时它的退相干时间就会大大延长，量子比特才会成功，否则包括存储、读取、叠加等都需要时间。目前达到低温的手段主要有吸附制冷、绝热去磁制冷和稀释制冷。稀释制冷技术于 1950 年代首次提出，并在 60 年代建成了第一个完整的稀释制冷系统，随后便成功商业化。稀释制冷技术最低温度可以低至数个mK（10K），具有制冷过程连续不间断及制冷功率较大等优点，随着低温物理研究需求的不断增加，其已经成为目前最为流行的制冷方法。水有普通的水和重水，它们混合到一块是分不开的，但是氦三氦四不一样，液态的氦三和氦四在低温下在大约八九百mK的时候就会自动分开，自动分开的现象过程中会有所谓的制冷效应，其实这就是因为这两者复合在一起就会产生稀释效应，就会有降温效应，连续的补充和打破平衡，就使得混合液一直处于相分离状态，就实现了所谓的稀释制冷，这就是稀释制冷机的原理。随着量子计算等技术的不断发展，对mK级的稀释制冷机提出了更高的要求，当前国内有数家单位和企业在投入精力开发。中科院物理所2021年，中国科学院物理研究所自主研发的无液氦稀释制冷机6月下旬实现近10mK(比绝对零度-273.15摄氏度高0.01度)极低温，标志着中国在高端极低温仪器研制上取得突破性进展，具备了为量子计算等前沿研究提供极低温条件保障的能力。2023年3月28日，中国科学院物理研究所承担的北京市科技计划课题“400微瓦无液氦稀释制冷机研制”顺利通过了第三方技术测试。测试专家组认真听取了项目工作报告，审查了技术测试方案，查验了测试仪器和受试设备，通过现场测试和读取测试数据，一致认为该无液氦稀释制冷机长时间连续稳定运行最低温度已达到7.6mK，制冷功率达到450μW@100mK，两项指标均达到了国外主流中型商业稀释制冷机的水平。合肥知冷低温科技有限公司2023年6月13日，“量子计算用国产极低温稀释制冷机项目”在合肥高新区正式签约，并入驻量子信息未来产业科技园。“量子计算用极低温稀释制冷机”由安徽大学物质科学与信息技术研究院单磊教授、王绍良研究员团队自主研发。安徽大学研究员、合肥知冷低温科技有限公司董事长王绍良表示，项目是合肥“以投带引”的成功案例，在合肥市科技创新集团的支持下，项目公司将拿到第一笔种子基金，打通落地转化的最初一公里。本源量子2023年10月，由本源量子计算科技（合肥）股份有限公司完全自主研发的本源SL400国产稀释制冷机成功下线，这是国内科创企业的研发团队首次成功突破量子计算极低温制冷这一关键核心技术。省量子计算工程研究中心相关负责人张俊峰说：“该稀释制冷机可提供12mK以下的极低温环境及不低于400μW@100mK的制冷量，降温时间在40小时内，升温时间在24小时内，可满足超导量子计算的极低温运行环境和快速回温的要求，达到国际主流产品的水平。”此外，中船重工、飞斯科等国产厂商目前也在投入相关设备研发。中船重工鹏力(南京)超低温技术有限公司市场总监巢伟向仪器信息网透露，当前国内能用的最基础版本的是400-500μW，而国外主流厂商的1mW设备已经成熟了，甚至开展了10mW的研究，比如IBM的10mW的设备已经用起来了。林德等企业已开发了百瓦级、甚至数百瓦级别4K制冷量来预冷的稀释制冷机。当前中船低温已实现4K制冷机每年一千多套的量产。上世纪70年代物理所冉启泽老先生曾研制出湿式稀释制冷机，但后来无人从事相关研究，相当长一段时间内国内处于技术断层和研究空白，目前国内所用到的稀释制冷机均从欧美购买，比如Oxford Instruments ，Cryomagnetics，Janis Research Company，Bluefors Oy NanoMagnetics Instruments， ICE Oxford Ltd，Quantum Design, Inc.，Leiden Cryogenics Entropy等。2019年12月，美国商务部的一份内部文件提出，未来将限制向中国等美国在量子计算上的竞争对手出口稀释制冷机。一旦被限，中国的量子计算研究将面临重大挑战。据了解，国际主流稀释制冷机售价400万元至600万元，稀释制冷机的国产化，在一定程度上扭转了量子计算关键核心技术受限的局面，加快了量子计算领域自立自强步伐，增强我国在量子计算领域完全自主可控能力。

ISO发布关于更好的商务旅行管理风险最新国际标准与所有旅行一样，工作相关的旅行在COVID-19疫情席卷世界、各地交通陷入停顿之际急剧减少。但是现在，随着人们重新开始出行，去年发生的戏剧性事件凸显了为任何可能发生的事情做好准备的重要性。ISO刚刚发布的一项新标准为各类组织提供了如何管理旅行风险的指南，包括在发生事故时可采取的措施。ISO 31030《旅行风险管理——组织指南》提供了评估与旅行相关的风险因素指南，以及如何制定解决和沟通这些风险因素的计划。该项标准涵盖目的地和旅行安排的预先规划和风险评估、安全和信息安全预防措施、旅行物流面临的挑战、应急响应等。制定该项标准的专家组召集人凯文迈尔斯（Kevin Myers）表示：“ISO 31030不仅使组织能够以全面的方式保护其员工在旅行时的安全，而且还表明这些与风险相关的决策有可靠的信息依据。旅行风险因目的地、政治或健康状况等因素而有很大差异，而且目前没有一套规则适用于每个目的地或每个旅行者。ISO 31030是一个关键工具，可帮助任何类型的组织制定可行而全面的计划，以涵盖所有目的地并确保员工在出行时的安全。”ISO 31030是由 ISO/TC 262“风险管理”技术委员会制定，其秘书处是由ISO的英国成员BSI承担。ISO发布关于动态标志的最新国际标准在高速公路和公共建筑等多样且不断变化的情况下使用动态标志对于即时提供最新的相关信息非常重要。因此，为了保证有效，动态标志需要高度可见、安全且可供所有人使用，为此，ISO刚刚发布了一项关于动态标志的标准。ISO 23456-1《物理环境中的动态标志-第1部分：一般要求》为确保此类标志的人体工学正确性提供了国际认可的规范，包括可见性、视觉图像安全性和可访问性。该标准考虑了标志随环境变化的性质，例如光照度和人员密度。该指南对设备制造商和内容创建者都非常有用，它提供了一个发展技术的平台。 ISO 23456-1 是由ISO/TC 159“人体工效学”技术委员会的分委员会—SC 5“物理环境人类工效学”分技术委员会制定的。ISO/TC 159/SC 5的秘书处是由 ISO的英国成员BSI承担。ISO发布数字货币新标准随着比特币等去中心化加密货币的普及，越来越需要一种通用语言来促进其安全使用。刚刚发布的新国际标准ISO 24165则能确保数字代币标识符（Digital token identifiers，DTIs）发挥这一作用。ISO 24165-1:2021《数字代币标识符（DTI） 注册、分配和结构? 第1部分：注册和分配方法》（Digital token identifier (DTI) – Registration, assignment and structure?– Part 1: Method for registration and assignment），规定了数字代币的随机、唯一及长度固定的标识符的分配和生成方法，以响应符合特定应用指南的注册请求。作为ISO 24165-1:2021的补充，ISO 24165-2:2021《数字代币标识符（DTI） 注册、分配和结构 第2部分：注册数据元素》（Digital token identifier (DTI) – Registration, assignment and structure – Part 2: Data elements for registration），规定了注册记录中数据元素，并用于建立根据ISO 24165-1方法分配的数字代币和标识符之间的1:1关系。编制ISO 24165的专家组主席多米尼克坦纳（Dominique Tanner）表示，由于没有唯一识别代币的标准，也没有管理机构，该行业最终出现了许多重复的代币。“例如，比特币传统上被认定为BTC，但XBT也开始被使用”。“用户需要一个随机的、唯一的、明确的、公开可用的且长度固定的数字代币标识符。ISO 24165正好能满足这一需求。”该标准将由其注册机构，金融科技公司电子交易软件公司（Etrading Software）负责在其网站上发布和维护数字代码标识符。ISO 24165的第1部分和第2部分由ISO/TC 68金融服务标委会的SC 8金融服务参考数据分标委会制定。ISO/TC 68/SC 8的秘书处由ISO的瑞士成员—瑞士标准协会（SNV）承担。

这项新应用技术简化了Kjeldahl样品处理。Kjel-STAR系统对于肉类、乳制品、谷物和食品样的自动蛋白样品处理以及对植物组织、肥料、土壤、化学品和废水的定氮分析方面被证明为一个非常有效的新工具。 新方法采用双氧水添加技术取代危险的催化剂，降低了试剂消耗和时间，自动试剂添加系统避免了人员直接操作接触有害化学物质，不用危害环境的硒和汞催化剂。增进了样品消化的反应强度。提高蛋白质消解的凯氏定氮样品制备效率和安全。样品处理罐易于与任何标准蒸馏系统方便安全相接。 应用于Kjeldahl进行凯氏定氮是更经济的选择，并能进行更大样品量的精确氮元素测定。2-6独立通道操作一次2-6个样。过去花3-4个小时方完成的实验现在只需30分钟。 ◇ 消除手工试剂添加 ◇ 去除使用有害催化剂 ◇ 无环境污染 ◇ 无烟雾、高热等危险操作 STAR 循环单相聚焦微波萃取系统有关详情请浏览培安公司的网站www.pynnco.com ,电子邮件：sales@pynnco.com, 电话：010-65528800。

建设世界一流的国产稳定同位素标记物产业化基地，为食品安全检测提供长期可靠的保障是十三五国家重点研发计划“食品安全关键技术研发”重点专项的任务之一。作为任务承接单位，阿尔塔科技有限公司开展科研攻关，已开发十余种稳定同位素标记物制备共性关键技术，实现了上百种的稳定性同位素标记农药、兽药、食品添加剂的量产和可持续供应，提前超额完成课题指标，稳定同位素标记物产业化基地建设成果斐然，国产化和替代进口成绩显著。阿尔塔科技将陆续推出稳定同位素标记物产业化基地建设成果系列报道，展示阿尔塔科研团队的研发成果，包括但不限于十三五项目开发的稳定同位素标记RM。产品的化学结构、化学纯度和同位素丰度、均匀性和稳定性均经过严格的检测和评估，质量媲美进口产品，价格较进口产品大幅降低。阿尔塔科技期待与更多的科研机构、检测实验室进行合作，持续开发市场需求的高品质产品，为我国食品安全检测提供助力。作为系列报道的开篇之作，本期向您推荐稳定同位素标记的beta-受体激素类化合物。部分稳定同位素标记beta-受体激素类化合物产品号中文名称英文名称包装规格溶剂1ST1352克伦特罗-D9盐酸盐Clenbuterol-d9 hydrochloride100μg/mL, 1mL甲醇1ST1353沙丁胺醇-D3Salbutamol-d3100μg/mL, 1mL甲醇1ST1304D9A特布他林-D9盐酸盐Terbutaline-d9 hydrochloride5mg；100μg/mL, 1mL甲醇1ST1381莱克多巴胺-D3盐酸盐Ractopamine-d3 hydrochloride100μg/mL, 1mL甲醇1ST1360莱克多巴胺-D6盐酸盐Ractopamine-d6 hydrochloride100μg/mL, 1mL甲醇1ST1355西马特罗-D7Cimaterol-d7100μg/mL, 1mL甲醇1ST1363克伦普罗-D7Clenproperol-d75mg；100μg/mL, 1mL甲醇1ST1385喷布特罗-D9盐酸盐Penbutolol-d9 hydrochloride5mg；100μg/mL, 1mL甲醇1ST1328D3苯乙醇胺A-D3Phenylethanolamine A-d35mg；100μg/mL, 1mL甲醇1ST1371沙美特罗-D3Salmeterol-d3100μg/mL, 1mL甲醇1ST1303D9盐酸妥布特罗-D9Tulobuterol-d9 hydrochloride100μg/mL, 1mL甲醇1ST1313D7氯丙那林-D7Clorprenaline-d75mg；100μg/mL, 1mL甲醇了解更多产品或需要定制服务，请联系我们！

NV色心凭借其优良的量子相干时间和稳定的化学性质，成为量子计算机、量子传感器的理想载体，也是近年来国际上的研究热点，众多实验研究组利用NV色心发表了重要的研究成果。金刚石量子计算教学机就是一台基于 NV 色心的以自旋磁共振为原理的量子计算教学设备。该设备是一款能够在室温大气条件下运行的真实量子计算机，无需低温真空环境使得设备有着几乎为零的运行成本，桌面型的设计让它能适应各种不同的教学环境，无论是课堂还是实验室，搭配课程讲义、教学视频与教学PPT等全套教学服务，都能轻松进行量子力学与量子计算等实验教学。教学机由微波模块、光学模块、数采模块、脉冲控制模块、磁铁模块等组成，丰富的硬件让教学机能具备支持如量子精密测量、光探测磁共振等更多教学内容的拓展开发。教学机源自于众多优秀的科研成果，这让它同时也是一款培养学生科学素养和科研基础的教学设备。面向大众面向教学的金刚石量子计算教学机Diamond I, 是一台针对教学设计的高性价比教学仪器，可配合物理、电子工程、精密仪器等相关专业开设教学实验课程，搭建先进教学示范平台。产品功能：量子计算教学l 量子比特l 量子逻辑门操作l 量子算法量子力学基本概念教学l 量子态l 量子态演化l 电子自旋更多功能l 磁共振教学等欢迎下载样本了解更多产品详情。创新点：金刚石量子计算教学机，是国仪量子响应国家建设量子科技强国战略，满足高等院校对量子计算前沿实验教学的需求，自主研发的全球首台面向大众用于量子计算的实验教学仪器。教学机基于金刚石中NV色心和自旋磁共振为原理，通过控制激光、微波、磁场等物理量，对NV色心的自旋进行量子操控和读出，从而实现量子计算功能。仪器实验内容涵盖了量子比特、量子逻辑门、量子退相干、量子算法等一系列量子计算基本知识，可配合高等院校大学物理、近代物理、量子信息科学等专业开设教学实验课程，搭建先进教学示范平台。金刚石量子计算教学机

由于预算和盈利原因，阿里巴巴达摩院于2023年11月24日宣布，将裁撤旗下量子实验室。此次裁撤共计裁减30余人，达摩院官网也已撤下量子实验室的相关介绍页面。11月26日，针对阿里巴巴达摩院量子实验室或已解散的说法，达摩院回应表示，达摩院联合浙江大学发展量子科技，达摩院将量子实验室及可移交的量子实验仪器设备捐赠予浙江大学，并向其他高校和科研机构进行开放。据了解，2017年阿里巴巴成立全球研究院—阿里巴巴达摩院，3年投资1000亿人民币。该院由全球实验室，高校联合研究所，全球前沿创新研究计划三大部分组成，研究包括：量子计算、机器学习、基础算法、网络安全、视觉计算、自然语言处理、下一代人机交互、芯片技术、传感器技术、嵌入式系统等，涵盖机器智能、智联网、金融科技等多个产业领域。其中达摩院量子实验室由中科院物理研究所潘建伟院士担任主任。实验室在超导量子计算、光量子计算等领域取得了一系列研究成果，在超导量子计算领域，实验室研发了高性能的超导量子比特，并实现了多比特纠缠等重要进展。在光量子计算领域，实验室研发了高亮度、低噪声的光量子芯片，并实现了量子计算的首次原理验证。实际上早在2015年7月阿里云与中国科学院便共同成立了量子计算实验室，全称为“中国科学院-阿里巴巴量子计算实验室（AQL）”，目标是在2030年前开发出通用量子计算原型机。设备捐给浙大，将极大的促进浙大量子科学的研究。不过值得注意的是，当前我国在量子科技研究中仍存在卡脖子环节，如相关设备及耗材。当前稀释制冷机是量子研究中的关键仪器设备。这主要是由于量子本身是微观的效应，很容易受到干扰，而超低温可以将噪音降得很低。比如，对量子比特来讲，它最怕的就是温度，因为温度产生热耦合噪音，低温之后噪音就可以被极大的限制，使它成为孤立系统，这时它的退相干时间就会大大延长，量子比特才会成功，否则包括存储、读取、叠加等都需要时间。据了解，量子计算的发展对mK级的稀释制冷机提出了更高的要求，当前有数家，甚至十余家在投入精力开发。当前国内能用的最基础版本的是400-500μW，而国外主流厂商的1mW设备已经成熟了，甚至开展了10mW的研究，比如IBM的10mW的设备已经用起来了。此外，林德等企业已开发了百瓦级、甚至数百瓦级别4K制冷量来预冷的稀释制冷机。稀释制冷机的超低温制冷技术离不开氦，但我国却是贫氦国家。据了解，我国氦储量仅占全球2%左右，且开采难度大，目前我国还没有氦生产能力，氦气严重依赖于美国进口。虽然我国已通过资本注入等手段向卡塔尔等国家购买氦矿，但目前来讲氦还是不可再生资源，总量有限，如果不对其进行回收，在做完实验后会排入大气，现在无液氦系统传统替代氦气制冷已成为趋势。

量子计算机从实验室走向产业化应用的步伐正在加快。北京玻色量子科技有限公司日前发布了自研100量子比特相干光量子计算机——“天工量子大脑”，该成果目前已在通信、金融、生物医药、交通等产业领域进行了真机应用测试。量子计算，是一种遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算模式。随着电子计算机赖以提升算力的摩尔定律逐渐走到尽头，人们对新一代计算工具无比渴求，量子计算机正是备受关注的新一代计算工具的代表。量子比特是量子计算机的基本信息单元，当前，在实验室里制备单个或少量的量子比特对量子物理学家来说已经不再是难题，如何制备出成百上千的量子比特并使其在系统中稳定运行，成为量子计算技术从实验室走向产业应用的最大挑战。据悉，“天工量子大脑”具有100个计算量子比特，可以解决最高超过100个变量的数学问题，已达国际领先水平。此外，它还实现了上百规模光量子之间的“全连接”控制，具备完整的可编程能力，也就是对应不同的应用场景和不同算法时硬件无需修改，完全通过软件配置就能实现可扩展、可编程，充分利用光量子计算优势，极大降低了实际问题的建模复杂度。公司首席技术官魏海介绍，当光穿过非线性材料时，其光子的波长和相位都会发生变化，在精准控制其能量和相位的过程中，在相空间会出现量子叠加态效应，这也是“天工量子大脑”实现加速计算的根本原因，玻色量子技术团队利用该效应，完成了100光量子比特的并行加速计算。为了满足光量子存储运算的极高精度需求，实现超过100个量子比特的存储，技术团队自主研发了一款光量子计算专用光纤恒温控制设备——“量晷”，该设备能将光纤的温度变化稳定在千分之一摄氏度量级，即能够做到0.001摄氏度的温度稳定维持，有效避免环境温度波动带来的光纤内存长度误差。为了导入计算问题的参数矩阵，玻色量子自研了光量子测控一体机——“量枢”，集光量子测量反馈、系统状态检测、计算流程控制等功能于一体，同时控制、读取和执行快速反馈来操控100个计算量子比特。量子计算应用在产业的实际场景中，究竟有何优势？平安银行LAMBDA创新实验室负责人崔孝林介绍，其在“天工量子大脑”上实现了对德国信用数据集特征筛选计算的加速，在不到一毫秒的时间内完成了相关问题的求解。这一计算速度与传统的经典计算机最优算法相比，至少实现了100倍加速。北京航空航天大学教授、数据智能与智慧管理工信部重点实验室主任吴俊杰也举例说道，在复杂环境下的动态决策问题困扰了其很久，量子计算为其提供了新的解决思路和技术路径。北京量子信息科学研究院科研副院长、清华大学物理系教授龙桂鲁说，在量子计算机的多种技术路径里，“天工量子大脑”所属的相干伊辛机是最经济实用的，也是当前具产业化应用条件的方向之一。据悉，玻色量子2020年11月成立于北京朝阳区，其团队来自斯坦福、清华、中科院等顶尖院所，目前其成果已率先在金融、通讯、生物医药、交通等领域进行了应用探索，推动光量子计算领域实用化与产业化。3个月前，因“天工量子大脑”在通信、金融等领域的巨大潜力，玻色量子团队获得了中国移动的产业投资，这也是量子计算行业里首例来自产业领域的战略投资。

据合肥日报报道，国内首个专用于量子芯片生产的MLLAS-100激光退火仪（以下简称“激光退火仪”）已研制成功，可解决量子芯片位数增加时的工艺不稳定因素，像“手术刀”一样精准剔除量子芯片中的“瑕疵”，增强量子芯片在向多比特扩展时的性能，从而进一步提升量子芯片的良品率。报道显示，该激光退火仪由合肥本源量子计算科技有限责任公司完全自主研发，可达到百纳米级超高定位精度，对量子芯片中单个量子比特进行局域激光退火，从而定向控制修饰量子比特的频率参数，解决多比特扩展中比特频率拥挤的问题，助力量子芯片向多位数扩展。安徽省量子计算工程研究中心副主任贾志龙表示，这台激光退火仪拥有正向和负向两种激光退火方式，可以在生产过程中灵活调节多比特超导量子芯片中量子比特的关键参数。同时，该设备还可用于半导体集成电路芯片、材料表面局域改性处理等领域，目前已在国内第一条量子芯片生产线上投入使用。

阿尔塔科技有限公司参加由中国计量科学研究院牵头的十三五“食品安全关键技术研发”重点专项，并承担了“食品检测稳定性同位素标记RM研制及产业化”任务，旨在利用阿尔塔标准品和稳定同位素标记物研发平台的优势，开发多系列食品安全检测用有机稳定同位素标记物的制备共性关键技术，研制农兽药及禁限用食品添加剂等有害物的稳定同位素标记物，建设世界一流的国产稳定同位素标记物产业化基地，为食品安全检测提供长期可靠的保障。在食品与环境安全问题中，农药和兽药等有害化学品的污染引起了世界各国的广泛关注。WHO／FAO—CAC（世界卫生组织食品法典委员会）、GB2761、GB2762、GB2763、GB31650等国际和国家标准中对食品中有害物质最高残留限量(MRL) 作了相应的规定。有些发达国家利用食品中有害物质残留限量标准及其检测技术作为对我国食品国际贸易的技术壁垒，极大地削弱了我国农产品在国际市场上的竞争力。面对当前的国际国内形势，消除此项壁垒并开发出适应新要求的食品安全检测技术变得更加迫在眉睫。近几年发布的食品检验农药残留和兽药残留方面的国家标准及行业标准中越来越多的采用了稳定同位素内标法作为规范的检测方法。在质谱的检测方法中，使用稳定性同位素标记物作为内标可以提高目标化合物的回收率和方法稳定性，有效避免基质效应、前处理和质谱检测器等因素对分析方法测定结果的影响，保证了检出结果的准确性。但是，由于我国稳定同位素标记产品短缺，在以往的国标、行标中普遍使用进口的稳定性同位素标记物，遭遇“买到什么用什么”的困境，严重影响和制约了我国食品安全分析方法开发和痕量危害物检测的发展。因此，发展具有自主知识产权的稳定同位素制备共性关键技术和产品研究，建立独立自主的产业化基地，为我国的科技创新和食品环境安全检测提供大量、可靠、经济、新型的稳定同位素内标物，摆脱“买到什么用什么”的困境，实现“想用什么买什么”，既是科研创新发展必不可少的组成部分，也符合国家发展战略的根本要求。阿尔塔科技致力于高质量标准品和稳定同位素标记化合物的开发和全套解决方案的提供，公司的标准品开发平台基于公司创始人张磊博士及分析检测和标准品领域内多名专家的广泛深入合作。此次承担“国家食品安全重大专项-食品检测稳定性同位素标记标准物质研制及产业化”项目，阿尔塔科技依托公司研发平台的优势，从现行标准中常检出农兽药及禁限用添加剂入手，开发稳定同位素标记物的制备共性关键技术，制备具有自主知识产权的稳定性同位素标记物系列产品，建成世界一流的稳定同位素标记物生产技术示范应用产业化基地，以实现对进口产品的全面替代和超越。经过阿尔塔技术专家两年来的攻坚克难，已经成功开发了有机磷类、磺胺类、喹诺酮类、瘦肉精类、塑化剂类等多系列内标物的关键共性技术，实现了上百种稳定同位素标记的量产和持续供应能力，并将在未来5年内完成五百余种稳定同位素标记标内标物的研发和稳定供应，基本扭转食品检测用稳定同位素标记物严重依赖进口的局面，初步达到让检测人员“想用什么买什么”、“需要什么能做什么”。目前，阿尔塔科技自主品牌的稳定同位素标记化合物超过1500种，已成为国内稳定同位素标记化合物品种最多的自主研发和持续供应企业。另外，阿尔塔科技设立了博士后科研工作站和院士创新工作站，通过引进和培养更多高端专业人才完成更多标准品和稳定同位素标记物的研制、新方法开发和标准制定，为我国食品安全检测行业由“跟随”到“引领”的转变提供强有力的产品及技术支持。*阿尔塔申请专利：CN 109574868A，一种四环素类及其差向异构体氘代内标物的制备方法CN 110746445A，一种头孢哌酮氘代内标物的制备方法CN 112358446A，一种稳定同位素标记的盐酸曲托喹酚的制备方法CN 112409257A，一种氘标记的去甲乌药碱稳定性同位素化合物的制备方法CN 113061096A，一种新的稳定同位素标记的克伦丙罗的制备方法CN 113149851A，一种新的稳定同位素标记氯丙那林的制备方法CN 113061094A，一种新型盐酸莱克多巴胺-D6的制备方法CN 113061070A，一种氘标记的美替诺龙稳定性同位素标记化合物 *阿尔塔发表文章：秦爽等. 稳定同位素标记化合物盐酸曲托喹酚-D9的合成与表征. 审稿中刘晓佳等. 稳定同位素氘标记的盐酸莱克多巴胺的合成与表征. 审稿中曹炜东等. 稳定同位素氘标记克伦丙罗-D7新的合成方法研究与结构表征. 审稿中韩世磊等. 稳定同位素氘标记去甲乌药碱的合成与表征. 同位素, 2021, 34(4), 317-324.韩世磊等. 稳定同位素标记化合物二氢吡啶-13C4的合成与表征. 食品安全质量检测学报, 2020, 11(18), 6372-6377.

2024年2月29日，国家自然科学基金委员会发布2023年度中国科学十大进展，以下10项重大科学进展入选：1. 人工智能大模型为精准天气预报带来新突破2. 揭示人类基因组暗物质驱动衰老的机制3. 发现大脑“有形”生物钟的存在及其节律调控机制4. 农作物耐盐碱机制解析及应用5. 新方法实现单碱基到超大片段 DNA 精准操纵6. 揭示人类细胞 DNA 复制起始新机制7. “拉索”发现史上最亮伽马暴的极窄喷流和十万亿电子伏特光子8. 玻色编码纠错延长量子比特寿命9. 揭示光感受调节血糖代谢机制10. 发现锂硫电池界面电荷存储聚集反应新机制1 人工智能大模型为精准天气预报带来新突破盘古气象大模型的三维神经网络结构天气预报是国际科学前沿问题，具有重大的社会价值。现有数值天气预报范式源于20世纪50年代，即通过超算平台的大规模计算来求解大气运动偏微分方程组，实现对未来天气的预报。近些年使用该传统方法提升预报水平面临越来越大的挑战。华为云计算技术有限公司田奇、毕恺峰、谢凌曦等基于人工智能技术，提出了一种适配地球坐标系统的三维神经网络，能够有效处理天气数据中的复杂过程，并通过层次化时域聚合策略来有效减少迭代误差，成功实现了精准的中期天气预报。在1979-2017年全球天气再分析数据上训练后，构建了盘古气象大模型。该模型能够预报7天内的地表层和13个高空层的温度、气压、湿度、风速等气象要素，并将全球最先进的欧洲中长期天气预报中心（ECMWF）集成预报系统的预报时效提高了0.6天左右，在热带气旋的路径预报误差相较于ECMWF预报系统降低了25%。该模型仅需10秒即可完成全球7天重要气象要素的预报，计算速度较数值方法提升1万倍以上。该研究展示了人工智能和大数据在解决天气预报问题上的突破。2 揭示人类基因组暗物质驱动衰老的机制古病毒复活开启衰老的潘多拉魔盒人类基因组是生命活动的“密码本”，它控制器官再生和机体稳态，亦影响器官退行及衰老相关疾病的发生。在该密码本中，素有“暗物质”之称的非编码序列约占98%，其中约8%为内源性逆转录病毒元件，为数百万年前古病毒整合到人类基因组中的遗迹。古病毒序列在衰老过程中的作用及其机制是尚未开拓的科学疆域。中国科学院动物研究所刘光慧、曲静和中国科学院北京基因组研究所张维绮等利用多学科交叉手段，揭示人类基因组中沉睡的古病毒“化石”在细胞衰老过程中，可因表观遗传失稳等因素被再度唤醒、进而包装形成病毒样颗粒并驱动细胞和器官衰老的重要现象。并据此提出古病毒复活介导衰老程序性及传染性的理论以及阻断古病毒复活或扩散以实现延缓衰老的多维干预策略。通过对人类基因组中蛋白编码区域的“逆老”基因进行系统排查，发现可重启人类干细胞、运动神经元和心肌细胞活力，逆转关节软骨、脊髓及心脏衰老的新型分子靶标，并构建一系列针对器官退行的创新干预体系。以上发现为衰老生物学和老年医学研究建立了新的理论框架，为衰老及老年慢病的科学干预和积极应对人口老龄化奠定了有益的基础。3 发现大脑“有形”生物钟的存在及其节律调控机制初级纤毛——生物钟的“有形”指针昼夜节律紊乱与睡眠障碍、精神抑郁相关，严重时可导致肿瘤、糖尿病等重大疾病的发生和发展。由于缺乏对生物节律调节机制的认识，当前国际上尚未研发出针对节律紊乱性疾病的有效治疗药物。军事科学院军事医学研究院生物医学分析中心李慧艳、张学敏等发现大脑视交叉上核（SCN）神经元的初级纤毛，这一细胞“天线”样结构，每24小时伸缩一次，犹如生物钟的指针，初级纤毛可能通过调控SCN区神经元的“同频共振”调节节律，其机制与Shh信号通路密切相关。因此，SCN神经元的初级纤毛可能作为机体中的“中央生物钟”的结构基础，参与生物钟内稳态的维持，而靶向SCN初级纤毛的Shh信号通路可能是治疗与昼夜节律紊乱相关的人类疾病的潜在治疗策略。该“有形”生物钟的发现，对于理解生物钟的构造以及分子层面与细胞层面生物钟的联系具有重要意义。4 农作物耐盐碱机制解析及应用利用AT1成果培育的甜高粱在宁夏平罗盐碱地生长情况土壤盐碱化又称土壤盐渍化，是指土壤中积聚盐分形成盐碱土的过程。我国有近15亿亩盐碱地，其中高pH的苏打盐碱地约占60%。据估计，约5亿亩盐碱地具有开发利用潜能。长期以来，我们对植物耐盐碱性的机制认识尚有不足，阻碍了耐盐碱作物的培育和盐碱地的开发利用。中国科学院遗传与发育生物学研究所谢旗、中国农业大学于菲菲、华中农业大学欧阳亦聃等研究团队合作利用起源于非洲萨赫勒高盐碱地的高粱自然群体材料定位克隆到一个与耐碱性显著相关的主效基因AT1，并揭示了AT1在碱胁迫条件下调控水通道蛋白磷酸化水平来促进植物细胞中H2O2的外排从而赋予植物高耐盐碱性的机制。在盐碱地进行大田实验发现，基于耐盐碱等位基因AT1改良的作物耐盐碱能力显著提高，其中水稻、高粱和谷子等粮食作物均有效增产20%～30%。该研究为综合利用盐碱地和保障粮食安全提供了新思路。5 新方法实现单碱基到超大片段DNA精准操纵单碱基编辑到大尺度DNA精准操纵基因组编辑在生物学和医学领域具有广阔的应用前景。然而，基因组编辑在编辑精度、DNA操控尺度和灵活性等方面仍有较大的限制。中国科学院遗传与发育生物学研究所高彩霞团队联合北京齐禾生科生物科技有限公司赵天萌团队利用人工智能辅助的大规模蛋白结构预测方法对基因组编辑新酶进行发掘。他们建立了基于三级结构的全新蛋白聚类分析方法，鉴定出多个全新脱氨酶家族成员，并开发了一系列适用于多样化应用场景的新型碱基编辑工具，解决了利用单个AAV进行递送和大豆高效碱基编辑的难题。为突破植物大尺度DNA精准操纵的瓶颈，他们整合优化引导编辑系统与位点特异性重组酶，开发了植物大片段DNA精准定点插入技术PrimeRoot，可实现对10 Kb以上大片段DNA的高效定点整合。此外，他们通过对基因上游开放阅读框的从头设计与理性改造，开发了精细下调靶蛋白表达的全新技术体系，并创制了产量相关性状呈梯度变化的系列水稻新种质，为作物性状精细改良提供了新方法。以上研究通过开展基因组编辑元件挖掘方法和技术体系创新，实现了对基因组的精准操纵，为作物改良和基因治疗提供了重要支撑。6 揭示人类细胞DNA复制起始新机制人体MCM2-7双六聚体（MCM-DH）冷冻电镜结构及DNA复制起始调控步骤DNA复制起始的精准调控是维持人类基因组稳定、抑制遗传疾病和癌症发生的关键生命过程之一。6个MCM基因编码的MCM2-7蛋白的双六聚体（DH）在成千上万个复制原点的组装是解开双链DNA和启动复制的必经过程。但是MCM-DH在染色体上具体的组装和作用机制尚不清楚。香港大学翟元梁、香港科技大学党尚宇、戴碧瓘等解析了人类MCM-DH复合物（hMCM-DH）的2.59-Å高分辨率冷冻电镜结构。在该结构中，hMCM-DH可直接降低DNA双链的稳定性，将位于两个六聚体结合处的DNA双链解开，并拉伸产生初始的开口结构（IOS）。IOS在基因组中成簇且广泛地分布于无转录活性的基因间区，并与偶发的DNA复制起始区域高度重合。干扰IOS会抑制hMCM-DH的形成，进而抑制相应DNA复制的启动。该研究不仅揭示了人类MCM-DH组装及初始DNA解旋以促进复制起始的新机制，也为开发以DNA复制为靶标的抗癌药物提供了重要基础。7 “拉索”发现史上最亮伽马暴的极窄喷流和十万亿电子伏特光子拉索观测到的伽马暴GRB 221009A高能光子爆发的全过程伽马射线暴是宇宙大爆炸之后最剧烈的天体爆炸现象，万亿电子伏特（TeV）以上辐射观测对揭示其爆炸过程、辐射机制和探索新物理前沿都具有重要意义。2022年10月9日史上最亮的伽马射线暴GRB 221009A爆发信号飞越24亿光年的时空抵达地球。由中国科学院高能物理研究所曹臻领导的高海拔宇宙线观测站（简称“拉索”，英文LHAASO）国际合作组凭借拉索前所未有的高灵敏度和大视场优势，在国际上首次完整记录了伽马射线暴万亿电子伏特以上高能光子爆发的全过程，包括高能光子亮度在早期的快速增强过程，以及后期亮度突然快速减弱，由此确定此伽马射线暴的极端相对论喷流具有迄今已知最小的张角，揭开了此伽马射线暴成为史上最亮的秘密。拉索还精确测量了该伽马射线暴亮度随光子能量的变化，发现其亮度随能量变化的规律保持稳定，观测能谱延伸至十万亿电子伏特以上，超出了理论预期，挑战了伽马射线暴余辉辐射的标准模型。8 玻色编码纠错延长量子比特寿命量子纠错过程目前超导量子比特的错误率离实用化还相差十多个数量级，需要进行量子纠错以构建错误率更低的逻辑量子线路。量子纠错旨在充分利用无限维希尔伯特空间的冗余度来保护逻辑量子比特免受噪声的干扰。通过对错误的实时探测和纠正，逻辑量子比特的相干寿命将得以延长。然而，传统的量子纠错过程通常会不可避免地引入新的错误，使得量子纠错面临“越纠越错”的尴尬局面。如何使编码保护的逻辑量子比特的寿命超过体系中最佳物理量子比特，超越盈亏平衡点，是衡量量子纠错是否有效的关键判据。南方科技大学俞大鹏、徐源，福州大学郑仕标，清华大学孙麓岩等展示了一种基于超导电路量子电动力学架构的量子纠错方法，其核心技术是将逻辑量子比特二项式编码在一个与辅助超导比特色散耦合的微波谐振腔的离散光子数态中，其编码子空间与错误子空间严格正交。通过在辅助比特上施加截断频率梳脉冲，可高保真度地重复读取错误症状，并通过实时反馈控制反复纠正错误，从而有效延长逻辑量子比特的相干寿命，并超越盈亏平衡点达16%，实现了量子纠错正增益。该研究展示了量子纠错的优越性，表明了硬件高效的离散变量编码在容错量子计算中的潜力。9 揭示光感受调节血糖代谢机制“眼-脑-棕色脂肪轴”介导光调节血糖代谢神经机制光是生命最重要的外部环境因素之一，可调节一系列重要生理与病理过程。公共卫生研究表明，人造光是代谢紊乱的高危因素，例如夜间光污染会显著增加糖尿病等代谢性疾病风险。然而，光对血糖代谢调节的生物学机制不明。中国科学技术大学薛天等揭示了光调控生物（小鼠和人）血糖代谢的神经机制。在动物模型上发现光信号被眼内的视网膜固有光敏神经节细胞（ipRGCs）接收后，通过下丘脑视上核AVP神经元、脑干孤束核GABA抑制性神经元，经交感神经最终到达棕色脂肪组织。光通过这一多级神经环路抑制棕色脂肪的交感神经活动，降低脂肪组织消耗血糖引起的产热，导致机体血糖代谢能力下降。更为重要的是发现在人体上同样存在类似的光感受调节血糖代谢的机制，蓝光污染显著降低人体消耗血糖的能力。该研究发现全新的“眼-脑-外周脂肪轴”介导光对血糖代谢产热的调节机制，为防治光污染导致的糖代谢紊乱相关疾病提供了理论依据与潜在的干预靶点。10 发现锂硫电池界面电荷存储聚集反应新机制电化学原位透射电子显微镜技术研究锂硫电池界面反应锂硫电池具有极高的能量密度（理论值：2600 Wh kg-1）和较低的成本，然而受限于传统原位表征工具的时空分辨率及锂硫体系的不稳定性和环境敏感性等因素，在原子/纳米尺度上对锂硫电池界面反应的理解尚不深入。厦门大学廖洪钢、孙世刚和北京化工大学陈建峰等开发高时空分辨电化学原位液相透射电镜技术，耦合真实电解液环境和外加电场，实现对锂硫电池界面反应原子尺度动态实时观测和研究。发现电池活性材料表面分子聚集成为分子团进行反应，电荷转移可以首先存储在聚集分子团中，分子团得到电子但不会发生转化，直到获得足够电子后瞬时结晶转化。而没有活性的材料表面遵循经典的单分子反应途径，多硫化锂分子逐步转化为Li2S。模拟计算表明，活性中心与多硫化锂之间的静电作用促进了Li+和多硫分子的聚集，证实分子聚集体中的电荷可以自由转移。近百年来，电化学界面反应通常被认为仅存在“内球反应”和“外球反应”单分子途径。该研究揭示了电化学界面反应存在第三种“电荷存储聚集反应”机制，加深了对多硫化物演变及其对电池表界面反应动力学影响的认识，为下一代锂硫电池设计提供指导。

国际著名学术期刊《自然》最新发表一篇量子物理学论文，首次报道了利用一台量子处理器对全息虫洞进行量子“模拟”。这一演示使用的是谷歌(Google)的悬铃木(Sycamore)处理器，标志着距离在实验室研究量子引力的可能性又进了一步。该论文介绍，广义相对论描述的是高能或高物质密度的物理世界，比如天体物理对象。量子力学描述的则是原子和亚原子水平上的物质。量子引力是一种假设的物理理论，描述的是与这两类情况都相关的对象，比如黑洞的内部。不过，量子力学与广义相对论在根本上是不相容的，因此对于量子引力的理论目前尚未达成共识。而全息原理是连接不同理论的一种方式，或有助于调和量子力学和广义相对论，它利用一个受限的物理系统将相对论解释为量子物理学的扩展。本次研究中，根据全息原理，论文通讯作者、美国加州理工学院玛丽亚斯皮罗普鲁(Maria Spiropulu)和同事与合作者设计了一个简单系统，用来模拟一个全息虫洞，其经过适当设计的量子系统的性质符合引力系统所该有的性质。该量子模拟利用一台量子计算机进行，有一个9量子比特的电路。量子比特在这台处理器上传输时的动力学特征与量子比特穿过可穿越虫洞时所该有的动力学特征相同。

近年来，低维材料、超导材料、量子科技等已成为科学研究关注的焦点，在日常生活上用不上超低温制冷技术，却在这些领域中发挥了重要的作用，为相关研究创造了极端条件，推动了相关科技的进步。近日，由全国纳标委低维纳米结构与性能工作组和中国科学院半导体研究所联合主办的第四届低维材料应用与标准研讨会（LDMAS2021）在北京西郊宾馆成功召开。在展会上，北京飞斯科科技有限公司的黄社松先生向我们介绍了超低温制冷技术的发展。氦是不可再生资源，无液氦制冷意义重大目前的超低温制冷技术离不开氦，但我国却是贫氦国家。据黄社松介绍，我国氦储量仅占全球2%左右，且开采难度大，目前我国还没有氦生产能力，氦气严重依赖于美国进口。虽然我国已通过资本注入等手段向卡塔尔等国家购买氦矿，但目前来讲氦还是不可再生资源，总量有限，如果不对其进行回收，在做完实验后会排入大气，现在无液氦系统传统替代氦气制冷已成为趋势。针对我国对无液氦制冷技术的需求，北京飞斯科科技有限公司在今年四月份推出了多功能高效闭环氦气循环系统，可以为用户提供一个低温的真空环境，最低温度小于1.7k且完全无液氦。同时设备消除了冷头的震动，解决了目前商用4K制冷机普遍存在的振动较大问题，特别适用于一些对振动敏感的实验（如STM、SEM、AFM、ARPES、显微镜、红外、高能物理、高压物理、单光子探测、布里渊散射和离子阱等）。黄社松表示，飞斯科的这款产品目前在同类产品中处于世界领先地位，虽然国际上仍有两家公司也有类似产品，但这些产品最低温度只能到3~4k，在两三年之内应该还不会有能匹敌该产品制冷效果的产品。此外，飞斯科还提供了相应的一些低温插件。黄社松先生还介绍了配套的ST-500显微型低温恒温器。恒温器采用低膨胀措施和低漂移设计，使样品振动水平降至纳米量级。采用新一代高效热交换器最低温度小于1.8K，可用作单量子点/单分子低温测试平台，紧凑型设计满足高倍放大的短焦距显微物镜要求，可与多数商用显微镜和Raman光谱仪匹配使用。黄社松透露，飞斯科推出的无液氦的多功能高效闭环氦气循环系统受到了用户的欢迎，目前已有20多套的订单在做。多功能高效闭环氦气循环系统国产稀释制冷机技术亟待突破除了已经实现商业化的多功能高效闭环氦气循环系统，飞斯科还在准备研发稀释制冷机。黄社松表示，消除震动和电磁噪音的稀释制冷机目前仍是空白，我们正在努力在做，但是时间比较长,不同于实验室研究产物，相关产品将直接推商业化。现在稀释制冷机的超低温制冷主要应用在量子领域、二维材料当中，这主要是由于量子本身是微观的效应，很容易受到干扰，而超低温可以将噪音降得很低。比如，对量子比特来讲，它最怕的就是温度，因为温度产生热耦合噪音，低温之后噪音就可以被极大的限制，使它成为孤立系统，这时它的退相干时间就会大大延长，量子比特才会成功，否则包括存储、读取、叠加等都需要时间。最近中关村一个创新论坛上，飞斯科的客户于海峰研究员也介绍了突破500ms退相干时间的成果，创造了世界纪录。不过目前稀释制冷机还存在一些技术问题。一方面，稀释制冷机本身是有震动的，而且稀释制冷机制造难度大，再加上减震更难，所以大家先不考虑这个问题。另一方面，整机上的冷托有磁性会造成非常大的干扰，量子比特会大幅度无效。黄社松表示，应用分体式的创新可以解决这个问题，现在世界上还没有第二个厂家在做这些事情，飞斯科规划当中明年可以推出商用的机型，同时会以此为基础制造无震动、无磁性的稀释制冷机，虽然最后不一定成功，但是总是要做一些尝试。黄社松也向我们透露，稀释制冷机现在主流的还是500微瓦，明年飞斯科推出来也就是500微瓦，后年才能推出1毫瓦的，届时将采用新的设计，在理论上有望解决噪音和磁性震动等问题。氦三提纯技术已成为量子研究的“卡脖子”技术水有普通的水和重水，它们混合到一块是分不开的，但是氦三氦四不一样，液体的氦三和氦四在低温下在大约八九百mK的时候就会自动分开，自动分开的现象过程中会有所谓的制冷效应，其实这就是因为这两者复合在一起就会产生稀释效应，就会有降温效应，连续的补充和打破平衡，就使得混合液一直处于相分离状态，就实现了所谓的稀释制冷，这就是稀释制冷机的原理。值得注意的是，氦三是氦四的同位素，氦四实际上是天然的，在美国很多天然气矿里面有百分之几的氦四，但氦三却不是天然的，而是纯粹的人造的，但是在宇宙中氦三、氦四非常多，比如太阳中有大量的氦3、氦4，核聚变就是氕氘氚反应最后变成氦三和氦四。众所周知，月球存在很多氦三，实际上月球本身是没有氦三的，是因为太阳风上亿年日积月累把它吹到上面而形成，但月球上的资源开采不易。当前，稀释制冷机需要的氦三全部需要进口。现在氦三主要从氚中提取。我们国家不缺氦三，缺的是没有放射性的，不带氚的氦三。氦三无放射性，但氚是有放射性的，而只有俄罗斯和美国可以生产商业化的无放射性的氦三。目前来讲，我国还没有真正的把无放射性的氦三的提纯商业化，所以全进口且非常受美国管制。黄社松在采访中呼吁道，国家需要把无放射性氦三提纯技术提上日程，否则量子计算机的稀释制冷还没解决掉，氦三就没了，没有氦三我们就没法做稀释制冷。黄社松表示，实际上飞斯科稀释制冷机的研制已经准备了很多年，但闭关锁国是不行的，实际上有很多技术来自于先进的国家，这些技术不是我们讲我们憋着脑袋就能想出来的，真的很多需要全球联合。关于北京飞斯科北京飞斯科科技有限公司创建于2007年，集国内著名大学和科研院所的优秀人才，专门从事物理、化学和材料等领域的科学仪器研发、销售和技术咨询的国家高新技术企业。北京飞斯科不仅提供各种低温强磁场设备，如低温和超低温 (He-3、DR）恒温器，超导磁体，ADR恒温器，热电型恒温器，红外杜瓦，液氦杜瓦，SQUID传感器、Bolometer探测器，低温控温仪，金刚石对顶砧、低温低噪音放大器等，而且提供多种测试系统，如低温电导率测试系统、低温霍耳效应测试系统、交流磁化率测试系统、低温强磁场高压物性测试系统、低温磁光测试系统、瞬态光电流/光电压测试系统、Seebeck测试系统、热输运测试系统、RRR测试系统和多路温度巡检系统等。

记者3日从安徽省量子计算工程研究中心获悉，中国首个专用于量子芯片生产的激光退火仪研制成功，该设备可解决量子芯片位数增加时的工艺不稳定因素，像“手术刀”一样精准剔除量子芯片中的“瑕疵”，增强量子芯片向多比特扩展时的性能，提升量子芯片的良品率。据安徽省量子计算工程研究中心副主任贾志龙介绍，该激光退火仪由合肥本源量子计算科技有限责任公司研发，设备可达到百纳米级超高定位精度，可对量子芯片中单个量子比特进行局域激光退火。激光退火仪拥有正向和负向两种激光退火方式，可定向控制修饰量子比特的频率参数，解决多比特扩展中比特频率拥挤的问题，助力量子芯片向多位数扩展，该设备目前已投入使用。量子比特位数是代表量子计算机能力水平的重要参数之一，量子比特位数越高，其计算能力越强。“量子芯片生产过程中，科研人员通过无损探针仪发现量子芯片的优劣，对于其中的‘坏品’‘次品’，再用激光退火仪改善其中‘不良’的部分，从而提高量子芯片的品质。”贾志龙说。贾志龙表示，量子芯片无损探针仪和量子芯片激光退火仪都属于量子芯片工业母机，前者是发现问题，后者是解决问题，通过两台机器相互配合，才能够生产出更高质量的量子芯片。本源量子团队技术起源于中科院量子信息重点实验室，该团队一直致力于超导与硅基半导体两条产线工艺的量子计算芯片的研发，先后研发出中国首个超导量子计算机本源悟源、中国首款量子计算机操作系统本源司南、中国首条量子芯片生产线等。