资讯汇总32期：【科技周报】科学家首次实现无漏洞Hardy佯谬检验

资讯汇总 2024.08.2332期 【科技周报】科学家首次实现无漏洞Hardy佯谬检验 摘要: 科学家首次实现无漏洞Hardy佯谬检验。中国科学技术大学潘建伟、张强、陈凯等组成的研究团队与南开大学陈景灵等合作，通过发展高效率和高保真度的光学量子纠缠态制备与测量系统，成功实现了关闭探测效率漏洞与局域性漏洞的Hardy非定域性演示。该研究为量子力学非定域性提供了新证据，并为相关的量子信息应用奠定了基础，对量子密钥分发、量子随机数认证等量子信息技术的发展具有重要影响。相关研究成果发表于《PhysicalReviewLetters》期刊。 【双碳周报】全国碳市场周交易总量有所下降 2024.08.19 【上海产经观察】上海加码“星地一体”低空智联网，助力低空经济发展 2024.08.19 【科技周报】科学家开发出面向低功耗芯片的绝缘材料 2024.08.16 【双碳周报】全国碳市场周交易总量大幅上涨 2024.08.15 【科技周报】新方法制备出大面积长效稳定钙钛矿电池 2024.08.09 往期回顾 杭州医学所等发表全球最大规模结直肠癌多组学研究。中国科学院杭州医学研究所组学与智慧医疗中心联合瑞典乌普萨拉大学、华大生命科学研究院、华大基因智惠医学研究院，研究公布了全球首个大规模结直肠癌多组学的研究结果，并结合临床信息系统总结了与临床结果和疾病进展密切相关的分子特征。研究团队对1063名结直肠癌患者的样本进行了全基因组和转录组测序，包括782例结肠癌和281例直肠癌，21%（223例）是微卫星不稳定（MSI）肿瘤，总共生成近412T数据，其中94%的病人有完整的5年临床随访记录，形成目前全球最大的结直肠癌多组学研究。相关成果发表于《Nature》期刊。 褶皱让金属有机框架薄膜不再“一拉就断、一掰就碎”。浙江大学化学工程与生物工程学院赵俊杰团队提出了一种全新的褶皱金属有机框架（MOF）薄膜，实现了薄膜制造过程与功能化集成的解耦，赋予了这类材料更具想象空间的应用方式，为其在分离膜、柔性电子等领域的集成应用开辟了新路线。引入褶皱结构不仅大幅增加了MOF薄膜的有效表面积，还赋予了MOF薄膜出色的柔韧性，使其能够承受高达53.2%的应变而不被破坏。褶皱MOF薄膜优异的力学性能使MOF材料能像贴纸一样，轻松实现在不同基底之间的转移。相关研究成果发表于《Science》期刊。 金属所等发明热发射极晶体管。中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心与北京大学的科研团队合作，采用了一种创新思路，通过可控调制热载流子来提高电流密度，发明了一种由石墨烯和锗等混合维度材料构成的热发射极晶体管，并提出了一种全新的“受激发射”热载流子生成机制。该项研究开辟了晶体管器件研究的新领域，为热载流子晶体管家族增添了新成员，并有望推动其在未来低功耗、多功能集成电路中的广泛应用。相关研究成果发表于《Nature》期刊。 纳米孔可提升金属强度。中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心金海军团队提出，如果细化至百纳米以下并弥散分布于材料中，孔洞将从有害的材料缺陷转变为有益的“强化相”。该团队以金为模型材料，在研究中发现，添加弥散纳米孔，可在不损失甚至提高塑性的同时，有效降低材料密度并大幅提升其强度。该研究表明，特征尺寸低于百纳米的孔洞具有类似于纳米颗粒或纳米析出相的强化效应。这一强化方式不仅有助于材料轻量化和回收再利用，而且可更大限度保留本体材料导热导电等优异物理性能，有望在多个领域获得应用。相关研究成果发表于《Science》期刊。 风险提示：前沿科技发展进程在规制边界、演进路径、商业落地、外部环境等方面不及预期。 产品研究中心 赵子健(分析师) 021-38032292 zhaozijian@gtjas.com 登记编号S0880520060003 徐淋(分析师) 021-38677826 xulin028941@gtjas.com 登记编号S0880523090005 目录 1.未来信息领域3 2.未来生物领域3 3.新一代制造领域6 4.新能源与环保领域8 导读： 本报告汇编了2024年08月11日到2024年08月17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.未来信息领域 技术资讯 新研究将推动超快闪存技术产业化应用 近日，复旦大学微电子学院周鹏和芯片与系统前沿技术研究院刘春森团队合作，在国际上首次实现最大规模1Kb纳秒超快闪存阵列集成验证，证明了其超快特性可延伸至亚10纳米，将推动超快颠覆性闪存技术的产业化应用。随着人工智能的飞速发展，用户对高速非易失存储技术的需求日益迫切。然而，主流非易失闪存的编程速度普遍在百微秒级，无法支撑人工智能的应用需求。研究团队前期发现，二维半导体结构能够将闪存的编程速度提升1000倍以上，实现纳秒级超快存储闪存。在此基础上，研究团队开发了超界面工程技术，在规模化二维闪存中实现了具备原子级平整度的异质界面，结合高精度的表征技术，显示集成工艺显著优于国际水平。测试结果表明，二维新机制闪存在1Kb存储规模中，纳秒级非易失编程速度下的良率高达98%，高于国际半导体技术路线图对闪存制造89.5%的良率要求。同时，研究团队研发了不依赖先进光刻设备的自对准工艺，并结合原始创新的超快存储叠层电场设计理论，实现了沟道长度为8纳米的超快闪存器件。这是当前国际最短沟道闪存器件，突 破了硅基闪存物理尺寸极限（约15纳米）。在原子级薄层沟道支持下，这一超小尺寸器件具备20纳秒超快编程、10年非易失、10万次循环寿命和多态存储性能。相关研究成果发表于《NatureElectronics》期刊。（中国科学报，08/14） 科学家首次实现无漏洞Hardy佯谬检验 近日，中国科学技术大学潘建伟、张强、陈凯等组成的研究团队与南开大学陈景灵等合作，通过发展高效率和高保真度的光学量子纠缠态制备与测量系统，成功实现了关闭探测效率漏洞与局域性漏洞的Hardy非定域性演示。该研究为量子力学非定域性提供了新证据，并为相关的量子信息应用奠定了基础。在这项研究中，研究团队在理论上进一步发展了Hardy约束的Eberhard不等式，该不等式允许在探测效率漏洞被关闭且存在噪声的情况下，进行Hardy佯谬检验。实验上，研究团队通过优化空间光路参数，产生了可预报探测效率为82%、保真度为99.1%的纠缠光子对，成功关闭了探测效率漏洞。此外，研究团队通过精心设计的时空配置，确保了纠缠光子对的产生和观测者的测量选择，测量事件和观测者的测量选择均处于类空间隔，从而关闭了局域性漏洞，首次实现了无漏洞的Hardy佯谬检验。该研究不仅对量子物理基础研究具有重要意义，而且对量子密钥分发、量子随机数认证等量子信息技术的发展具有重要影响。相关研究成果发表于《PhysicalReviewLetters》期刊。（中国科学报，08/14） 硅光子芯片让“量子罗盘”更小更精确 近日，美国桑迪亚国家实验室研究人员利用硅光子微芯片组件，执行了一种名为原子干涉的量子传感技术。这是一种测量加速度的超高精度方法，也是研发无需全球定位系统（GPS）信号也能进行导航的“量子罗盘”最新成果。新的高性能硅光子调制器是一款在微芯片上控制光的设备。每个原子干涉仪都需要一个激光系统，而激光系统又需要调制器。通常，作为传感器系统的原子干涉仪需要占据一个小房间。而一个完整的“量子罗盘”（量子惯性测量单元）则需要6个原子干涉仪。团队成功用一颗牛油果大小的真空室取代了大型耗电真空泵，并将多个部件整合成一个单一的刚性装置。新调制器是微芯片上激光系统的核心。它能够承受强烈的振动，并将取代通常大小如冰箱的传统激光系统。激光器在原子干涉仪中执行多项任务。团队则使用了4个调制器来改变单个激光器的频率，以执行不同的功能。调制器经常会产生不需要的回声，即边带，这需要进行抑制。 团队的抑制载波单边带调制器将这些边带降低了前所未有的47.8分贝，从而使边带强度降低至原来的近十万分之一。成本此 前是部署量子导航设备的主要障碍。现在，团队可以在一块8英寸的晶圆上制造数百个调制器。将庞大且昂贵的组件微缩成硅光子芯片有助于降低成本。相关研究成果发表于《ScienceAdvances》期刊。（科技日报，08/15） 美国发布全球首批3个后量子加密标准 近日，美国国家标准与技术研究院（NIST）正式发布了全球首批3个后量子加密标准，以保障互联网通信免受量子计算机 攻击。从2016年起，NIST在全球密码学专家的帮助下开始制定相关标准，并于2022年宣布初步筛选出4个后量子加密标准， 最终从中确定了3个—一种通过加密实现安全通信的算法以及两种用于“数字签名”的算法，并正式发布。后两种算法可以防 止黑客冒充已知用户或设备。这3个后量子加密标准有望在全球范围内使用。数字通信和在线购物等线上交易几乎都依赖一小部分公开密钥加密算法。但目前的公钥系统很容易被Shor算法破解。Shor算法是美国麻省理工学院数学家PeterShor于1994年提出的一种量子算法，能够快速破译公开密钥加密算法。这可能使信用卡和安全通行证等面临被黑客攻击的风险。现有的公钥算法—包括NIST此次公布的3种算法在内，都不是绝对安全的。因此，研究人员将继续研究备选方案，以防万一。NIST在一份声明中指出，它们正在评估“可以作为备份标准的另外两套算法”。（中国科学报，08/16） 2.未来生物领域 技术资讯 健康饮食和定期运动都能预防糖尿病 近日，东芬兰大学科学家开展的一项最新研究首次证实，即使具有高遗传风险的人群，健康饮食和定期运动也可降低其罹患Ⅱ型糖尿病的风险。研究人员迄今已确定了500多种使个体易患Ⅱ型糖尿病的遗传变异，但生活方式因素也会影响患病风险。与生活方式相关的重要风险因素包括超重、膳食纤维摄入量低、饱和脂肪摄入量高和缺乏运动。先前的研究表明，通过改变生活方式可有效预防Ⅱ型糖尿病，但尚不清楚这一方法对携带许多易患Ⅱ型糖尿病遗传变异的个体是否同样有效。T2D-GENE是一项为期3年的生活方式干预试验，涉及芬兰东部近1000名50岁至75岁的男性，其中生活方式干预组有600多名参与者。干预组所有人都接受相同的生活方式指导。在试验进行期间，干预组成员的饮食质量出现了显著提升，膳食纤维、蔬菜、水果和浆果的摄入量增加，饮食中脂肪的质量更高。此外，他们在整个研究过程中都积极参与体育锻炼。结果显示，无论遗传风险高低，干预组的Ⅱ型糖尿病患病率明显低于对照组。相关研究成果发表于《TheJournalofClinicalEndocrinology＆Metabolism》期刊。（科技日报，08/12） 妊娠期糖尿病早期预测模型构建 近日，深圳华大生命科学研究院与中国科学院大学生命科学学院、武汉华大生命科学研究院和天津市妇女儿童保健中心等机构组成的联合研究团队，通过对孕妇血浆中游离DNA（cfDNA）高通量测序，发现了妊娠期糖尿病特定分子标记物和调控通路变化特征，并构建出疾病早期预测模型。研究可为妊娠期糖尿病早期诊断和治疗提供新的科学依据。研究团队挑选出299名妊娠期糖尿病患者与299名健康孕妇，建立队列内病例对照研究。通过分析受检者在早、中、晚三个孕期的血浆cfDNA的动态变化，揭示与妊娠期糖尿病紧密相关的特定cfDNA片段特征，发现表征代谢通路异常的“信号”。通过整合脂质组学和单细胞转录组数据，研究团队发现妊娠期糖尿病患者的体内脂质代谢形成功能变异，并揭示与妊娠期糖尿病相关的典型生物学途径，为理解该疾病临床表现和分子机制提供了新视角。此外，研究发现，PRSS1基因的cfDNA片段覆盖度特征与妊娠期糖尿病具有高度相关性，可为疾病早期诊断提供生物标志物。根据上述发现，研究团队开发出一种基于神经网络的预测模型，通过分析孕妇早期的cfDNA特征，能够准确预测妊娠期糖尿病发生。目前，该模型的预测效用在两个独立的队列中均得到验证。相关研究成果发表于《CellReportsMedicine》期刊。（科技日报，08/12） 研