资讯汇总25期：【科技周报】世界经济论坛发布2023年十大新兴技术

资讯汇总 产业研究中心 2023.07.0425期 作者：赵子健 电话：021-38032292 邮箱：zhaozijian@gtjas.com 资格证书编号：S0880520060003 【科技周报】世界经济论坛发布2023年十大新兴技术 摘要： 世界经济论坛发布2023年十大新兴技术。世界经济论坛《2023年十大新兴技术报告》评选出目前最 有潜力、对世界产生积极影响的十大技术，主要包括：柔性电池、生成式人工智能、可持续航空燃料、 往期回顾 【双碳周报】国外碳市场碳配额成交量集体下滑 2023.07.03 【科技周报】人类基因“导航图”有了“中国版” 2023.06.30 【双碳周报】国内外碳配额交易价格普遍下跌 2023.06.27 【科技周报】电信法草案、人工智能法草案等列入国务院2023年度立法工作计划 2023.06.21 【双碳周报】国外碳市场碳配额成交量总体上涨 2023.06.19 工程噬菌体、改善心理健康的元宇宙、可穿戴植物传感器、空间组学、柔性神经电子学、可持续计算以 及人工智能辅助医疗。这十大新兴技术将颠覆产业、促进经济增长、改善生活并保护地球。 里德堡莫尔激子的实验发现研究获进展。中国科学院物理研究所纳米物理与器件实验室许杨团队首次报道了对里德堡莫尔激子的实验观测，系统地展示了对于里德堡激子的可控调节以及空间束缚，为实现基于固态体系中的里德堡态在量子科学和技术等方向上的应用提供了潜在途径。研究通过结合武汉大学新发展的实空间大尺度计算物理方法发现，莫尔超晶格中随栅压调节的空间电荷分布可能对这一实验现象的产生起到关键作用。在该体系中，转角石墨烯中产生的周期性莫尔势场类似于冷原子体系中的光晶格，为里德堡激子提供了一个高度可调的束缚势场，并带来了电子—空穴严重不对称的层间库伦相互作用。相关研究成果发表于《Science》期刊。 细胞膜外装“话筒”传递生命之音。瓯江实验室、温州医科大学、杭州医学院团队在国际上首次解析了内分泌型成纤维细胞生长因子激活受体的分子机制。研究团队以纤维细胞生长因子（FGF）23为突破口，力图揭示其中重要的信息结构。该研究证明了不同受体也可以被“拉拽”，且肝素这个不起眼的“小个子”其实是共受体，它在帮一个三元复合物“拉拽”一个不同的受体时发挥了重要作用。该研究补上了FGF信号激活胞外区域的“最后一块拼图”，对治疗慢性肾病、2型糖尿病和非酒精性脂肪性肝炎等代谢性疾病的新药研发具有重要临床意义。相关研究成果发表于《Nature》期刊。 “弹性陶瓷塑料”将多种材料优点集于一身。浙江大学化学系唐睿康、刘昭明团队将有机化合物与无机离子化合物在分子尺度融合，创造出新材料“弹性陶瓷塑料”。研究团队设计了一个无机离子寡聚体的官能团化反应，将有机功能分子引入到“无机离子分子”中，合成了具有有机片段和无机离子片段的杂化分子，再将分子组装得到共价键和离子键的互穿网络结构，使材料兼具有机化合物和无机离子化合物的性质。该研究成果具备多种材料的特性，使得它在诸多领域有了发挥空间。相关研究成果发表于 《Nature》期刊。 “分子挤出”新工艺破解反式钙钛矿光伏技术难题。南方科技大学何祝兵团队基于化学配位思想提出了一种全新的“分子挤出”工艺策略。带有磷酸锚定基团的p型吖啶小分子在钙钛矿成膜过程中被完美地挤出至晶界和底部，从而对钙钛矿晶界和表面实现全面的覆盖钝化，深能级缺陷态密度降低至1013量级。同时，钙钛矿晶粒表面与吖啶分子之间存在基于“电荷转移复合体”机制的明显电子转移，从而实现了钙钛矿的强p型掺杂，构筑了能级失配仅为0.21eV的肖特基结，显著提高了界面空穴传输效率。相关研究成果发表于《Nature》期刊。 导读： 本报告汇编了2023年06月25日到2023年07月01日期间前瞻产业的重要动态，主要涉及未来信息、未来生物、新一代制造、新能源与环保领域中的前沿赛道。 1.综合 世界经济论坛发布2023年十大新兴技术 近日，世界经济论坛发布《2023年十大新兴技术报告》，评选出目前最有潜力、对世界产生积极影响的十大技术。这些新兴技术主要包括：柔性电池、生成式人工智能、可持续航空燃料、工程噬菌体、改善心理健康的元宇宙、可穿戴植物传感器、空间组学、柔性神经电子学、可持续计算以及人工智能辅助医疗。在评选过程中，专家团队评估了技术在人类、地球、繁荣、产业和社会公平等方面的影响。这些技术除了能对社会和经济带来重大利益外，还具有颠覆性，对投资者和研究人员有吸引力，并且预计能在�年内得到大规模应用。这十大新兴技术将颠覆产业、促进经济增长、改善生活并保护地球。(央视新闻，06/27) 2.未来信息领域 2.1.技术资讯 半导体所硅基外延量子点激光器研究取得进展 近日，中国科学院半导体研究所材料科学重点实验室杨涛与杨晓光研究团队，在硅基外延量子点激光器及其掺杂调控方面取得重要进展。该团队采用分子束外延技术，在缓冲层总厚度2700nm条件下，将硅基GaAs材料缺陷密度降低至106cm-2量级。科研人员采用叠层InAs/GaAs量子点结构作为有源区，并首次提出和将“p型调制掺杂+直接Si掺杂”的分域双掺杂调控技术应用于有源区，研制出可高温工作的低功耗片上光源。室温下，该器件连续输出功率超过70mW，阈值电流比同结构仅p型掺杂激光器降低30%。该器件最高连续工作温度超过115°C，为目前公开报道中与CMOS兼容的无偏角硅基直接外延激光器的最高值。该研究成果成果为实现超低功耗、高温度稳定的高密度硅基光电子集成芯片提供了关键方案和核心光源。相关研究成果发表于《OpticsExpress》期刊。(中国科学院半导体研究所，06/25) 上海高研院在相位显微成像方面获进展 近日，中国科学院上海高等研究院�中阳团队提出基于相位恢复算法的单次曝光定量相位显微技术，称为BIFT（BandlimitedImageanditsFourierTransform）显微镜。科研人员在传统光学显微镜上引入分束器和傅里叶透镜，同时采集显微物体的像以及透镜变换后的傅里叶像。研究通过利用显微系统中固有的视场、频谱受限以及有限照明等作为约束条件，从而避免了成像物体的先验约束，去除了X射线相干衍射成像技术（CDI）中常见的三类模糊解（即无法区分原始物体的平移、共轭旋转以及全局相移），提升了解的唯一性和算法的收敛性。同时，该技术的空间带宽积（SBP）仅受显微物镜参数限制，打破了CDI技术成像系统SBP依赖于采样率，会因其过采样需求而SBP降低至少一半的限制。由于采集了像的幅度信息，该技术的采样率相比CDI技术降低了一半，同时改进的算法提升了算法收敛速度和相位重构精度。该技术单次曝光相位成像的能力有望在无标记生物动态成像中得到广泛应用。相关研究成果发表于《OpticsLetters》期刊。(中国科学院上海高等研究院，06/25) 我国实现508公里光纤量子通信 近日，北京量子信息科学研究院袁之良团队与南京大学尹华磊等人合作，首次在实验上实现了打破安全码率—距离界限的异步测量设备无关量子密钥分发，成功实现508公里光纤量子通信，以及破纪录的城际密钥率和双光子干涉距离。尹华磊等人在2022年提出一种新颖的异步测量设备无关量子密钥分发（MDI-QKD）协议，袁之良团队基于MDI-QKD协议与新型的响应过滤方法，研制出200微秒时间间隔内仍可进行稳定异步双光子干涉的量子密钥分发系统，首次在无须相位跟踪技术且进行了严格的组合安全有限密钥分析的情况下，突破了安全码率界限。该实验工作实现了创纪录的双光子干涉距离和城际密钥率，将MDI-QKD的最大光纤传输距离从404公里提高到508公里。在400公里处其密钥率相比之前提高了6个数量级，201公里与 306公里处的安全密钥率分别超过57000比特/秒与5000比特/秒，可满足语音通信等实时加密需求。该研究成果对商用化、高 安全城际量子密钥分发系统和我国构建经济高效的城际量子安全网络具有重要意义。相关研究成果发表于《PhysicalReviewLetters》期刊。(中国科学报，06/26) 可靠量子计算机研发获重大突破 近日，美国微软公司量子部门的一组研究人员在创建可靠且实用的量子计算机方面取得了第一个里程碑式突破。研究团队设计出了一种新方法来表示具有硬件稳定性的逻辑量子比特，该装置可诱导以马约拉纳零模态为特征的物质相——费米子的类型。这些设备已显示出足够低的无序性，可通过拓扑间隙协议，证明该技术是可行的。研究团队已经创建了一项新的指标来衡量量子超级计算机的性能——每秒可靠量子操作数（rQOPS）。该数字描述了计算机在一秒钟内可执行多少可靠操作，它考虑的是整个系统的性能，而不仅仅是量子比特的性能，因此可确保算法的正确运行。研究显示，第一台量子超级计算机至少需要100万rQOPS，并将扩展到超过10亿，以解决有影响力的化学和材料科学问题。相关研究成果发表于《PhysicalReviewB》期刊。(科技日报，06/26) 光伏纳米粒子可用作量子光源 近日，美国麻省理工学院研究人员证明，新型光伏纳米粒子可发出单一的、相同的光子流，这可能为研发新的量子计算技术和量子隐形传态设备铺平道路。有了这些类似量子比特的光子，就可用家用线性光学系统建造一台量子计算机。因此，这些 光子的准备是关键，研究人员最终选择了铅－盐类钙钛矿纳米颗粒。纳米颗粒形式的卤化铅钙钛矿有着极快的低温辐射速率，光发射得越快，输出就越有可能具有定义明确的波函数，因此，快速的辐射速率使卤化铅钙钛矿纳米颗粒能够发射量子光。为测试它们产生的光子是否真的具有这种特性，研究人员采用了标准测试，即检测两个光子之间的洪－欧－曼德尔干涉。在没有任何辐射增强或光子结构的情况下，结果显示出高达0.56±0.12的校正可见度。这些结果证明了钙钛矿纳米晶体作为不可区分的单光子的可扩展胶体源的独特潜力。相关研究成果发表于《NaturePhotonics》期刊。(科技日报，06/28) 理论物理所等在超导量子芯片上模拟黑洞的量子效应研究中获进展 近日，中国科学院理论物理研究所蔡荣根、天津大学理学院量子交叉中心杨润秋，与物理所范桁、许凯及时运豪等合作，在“类比引力”的研究中取得重要进展。该研究利用一个具有10个量子比特与9个耦合器构成的一维阵列超导量子芯片，通 过精确控制耦合器使比特之间的等效耦合强度按照从负到正分布实现了1+1维的弯曲时空背景，并观测了准粒子在弯曲时空背景下的传播行为。结果表明，在模拟黑洞的内部准粒子总是有一定概率通过视界辐射出去，其辐射概率满足霍金辐射谱。该团队利用量子态层析技术重构出黑洞外部所有比特的密度矩阵，计算了相应的辐射概率，证实了存在类比的霍金辐射。此外，该团队还在黑洞内部制备了一个Bell纠缠态并对比了平直和弯曲时空背景下的纠缠动力学。这一实验研究为在超导量子芯片中模拟弯曲时空和黑洞的量子效应开辟了新路径。相关研究成果发表于《NatureCommunications》期刊。(中国科学院理论物理研究所，06/29) 里德堡莫尔激子的实验发现研究获进展 近日，中国科学院物理研究所纳米物理与器件实验室许杨团队首次报道了对里德堡莫尔激子的实验观测，系统地展示了对于里德堡激子的可控调节以及空间束缚，为实现基于固态体系中的里德堡态在量子科学和技术等方向上的应用提供了潜在途径。研究通过结合武汉大学新发展的实空间大尺度计算物理方法发现，莫尔超晶格中随栅压调节的空间电荷分布可能对这一实验现象的产生起到关键作用。在该体系中，转角石墨烯中产生的周期性莫尔势场类似于冷原子体系中的光晶格，为里德堡激子提供了一个高度可调的束缚势场，并带来了电子—空穴严重不对称的层间库伦相互作用。此外，该工作还研究了体系中随转角（或莫尔周期l）演化的层间耦合强度。这种耦合强度直接反映在里德堡莫尔激子在能量红移的大小上，并可以用莫尔周期l与激子半径rB之比来近似衡量。相关研究成果发表于《Science》期刊。(中国科学院物理研究所，06/30) 2.2.政策资讯 工信部发布新版《中华