前沿科技动态

美国加州大学洛杉矶分校改进基准量子电路以优化量子计算机性能

据TechXplore网2020年8月14日消息，美国加州大学洛杉矶分校研究人员改进基准量子电路以优化量子计算机性能。由于量子计算机受到退相干效应的影响，一旦对其进行编码，量子态会迅速坍塌。若将电路的深度减小，则可有效延缓量子退相干的时间，利于执行有效的量子计算。为此，加州大学洛杉矶分校研究人员设计出具有最优化深度或大小的基准量子电路系列，其较小的电路也意味着可以将更多的计算单元集成到现有的量子计算机中。量子计算机工程师可以使用其基准来改进设计工具，从而找到最优的电路设计方案，以提升量子电路效率、优化量子计算机性能。（唐乾琛）

(图片来源：TechXplore)

日英研究团队刷新互联网传输速率记录

据TechXplore网2020年8月21日消息，日本KDDI综合研究所、英国Xtera公司和伦敦大学学院联合团队实现速率为178太比特每秒（Tbit/s）的网络传输，刷新互联网传输速率记录。该研究使用的连接带宽为16.8THz（太赫兹），约为现有大多数网络基础架构所使用的4.5THz的四倍；采用几种不同的放大器技术组合，以提高信号功率；通过管理各个单波长的属性以优化信号传输并避免干扰。将以上技术相结合，研究人员可以将更多的信息打包到同一空间中并更快地进行高质量传输。研究人员表示，该技术的发展有望继续降低网络传输的成本，同时满足未来对不断增长的数据速率需求。（唐乾琛）

(图片来源：TechXplore）

美国哈佛大学研究发现PHD3 酶或能帮助人类解锁“超级耐力”技能

据HARVARD官网2020年8月13日消息，美国哈佛大学研究发现，脯氨酰羟化酶3（PHD3）在运动耐力方面发挥关键作用，或能帮助人类获得超强耐力。研究发现，当老鼠体内的PHD3被阻断时，其在跑步机上的运动时间延长了40%，跑步距离增加了50%，最大耗氧率也显著提高。PHD3酶代谢途径的发现有助于深入了解细胞代谢能量和燃料的过程，并在癌症控制和运动生理学研究等方面具有较大潜力。相关研究成果发表于《科学》期刊。（刘发鹏）

(图片来源：Phys.org）

全球首个“零排放”钢铁厂在瑞典开启运营

据Evwind网2020年8月31日消息，瑞典钢铁（SSAB）、瑞典大瀑布电力（Vattenfall）和瑞典国有铁矿石生产商LKAB在瑞典吕勒奥举行了全球第一个无化石海绵铁生产工厂的启动仪式。该工厂将使用氢气代替焦炭炼铁，氢气在与铁矿石中的氧气反应时只生成水，从而实现炼铁过程的零排放。该工厂依托“突破性氢能炼铁技术”（HYBRIT）项目打造，旨在用不含化石的电力和氢气替代传统上用于矿石制钢的炼焦煤。瑞典首相斯特凡·洛芬在启动仪式上表示，该工厂的启动标志着HYBRIT已迈出了无化石炼钢的决定性的一步。预计到2026年，HYBRIT项目将实现无化石钢商业化，到2045年将完全按无化石工艺路线制造钢铁。（张宇麒）

(图片来源：路透社）

美国普渡大学科学家开发出可收集肠道细菌的口服胶囊

据Science网2020年8月18日消息，美国普渡大学科学家开发出一种可收集胃肠道内特定位置细菌的胶囊。该胶囊主要由树脂外壳和吸收性水凝胶组成。当胶囊暴露在胃肠道的特定pH值下时，外壳会溶解，其内部的水凝胶吸入含有细菌的消化液并发生膨胀，推动胶囊内类似柱塞的装置来封闭洞口，以防止吸收其他部位的细菌。通常情况下，医生只能通过分析病人粪便来了解其消化道内的菌群，但无法区分细菌来自肠道、胃或直肠等。该胶囊为研究肠道菌群提供了新工具，有助于精准操作肠道细菌来对抗疾病。相关研究成果发表于《RSC·前沿》期刊。（刘发鹏）

(图片来源：pubs.rsc.org)

俄罗斯研发高度稳定钙钛矿生产法

据kxan36news 2020年8月20日消息，俄罗斯乌拉尔联邦大学科研人员研发出全球首个工业合成具有高度稳定性的钙钛矿的方法。钙钛矿是类似立方晶体结构类的矿物，自2012年以来，钙钛矿作为有潜力的新材料被全球科研人员广泛研究，但钙钛矿薄膜会在几个小时内降解，因此钙钛矿的实际应用仍然受到限制。俄罗斯乌拉尔联邦大学的科研人员通过高温反溶剂化学处理方法，成功合成了一系列钙钛矿粉末：MAPbI3，MAPbBr3，FAPbI3，FAPbBr3，CsPbI3和CsPbBr3。他们发现这种钙钛矿粉末具有很高的稳定性，在一年的观察期内，这种材料的特性没有发生改变，完全适合于技术使用，这为未来充分利用这种材料提供了良好的基础。（张宇麒）

（图片来源：urfu）

美国研究人员开发激光雷达探测技术以探测海洋深处

据Phys.org网2020年7月30日消息，美国毕格罗海洋科学实验室与欧道明大学最新研究成果表明，用激光雷达来探测藻类和测量相关指标，能探测的海洋深度最高可达卫星遥感测量的3倍。研究人员称，传统的卫星遥感测量可以收集海洋上层的各种信息，但是这种方式最深只能“看”到海下10米。而采用激光雷达，可以探测到海洋更深处的相关情况。该团队在不同的海洋环境测试了激光雷达探测技术。结果证明，该项技术在这些情况各异的海水环境中都能有效发挥作用。（武志星）

(图片来源：Phys.org）

美国国家海洋和大气管理局开展无人系统研究

据美国国家海洋和大气管理局官网2020年8月11日消息，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）与加州大学斯克里普斯海洋研究所正在合作改进无人系统（UxS），以将其用于收集重要的海洋观测数据。无人系统的创新使用将使NOAA可以以较低的成本、更高的安全性和更低的风险来收集数据，尤其是在偏远或极端环境中。据报道，该研究为期10年，主要任务之一是设计、装备和测试一艘永久无人值守水面舰艇，其有效载荷为气象和海洋学数据。（武志星）

（图片来源：美海军学会新闻网）

美军U-2 侦察机实现多域作战信息中继能力

据SPUTNIK NEWS 网站2020 年8 月4 日消息，美空军的U-2 侦察机在“橙旗”演习中成功将F-35A 的传感器数据中继到陆军综合防空及导弹防御战斗指挥系统中。洛马公司表示，此次演习证明了一种机载传感器适配套件可以通过多种方式从F-35 及其他情报、监视和侦察（ISR）设备中获取数据。同时，此次演习也扩展了F-35作为飞行传感器的任务范围，进一步提升了综合防空及导弹防御战斗指挥系统的效能，也将使U-2 侦察机在现代战争中发挥更大作用。（张嘉毅）

(图片来源：defenseone）

美空军研究实验室开发飞行员个性化神经学习系统

据AIR FORCE TECHNOLOGY网站2020年8月17日消息，美空军研究实验室（AFRL）的一个团队正在开展“个体化神经学习系统”（iNeuraLS）项目研究。该项目由AFRL第711人员效能联队牵头，旨在使用神经技术，帮助飞行员掌握快速的知识和技能。该团队计划利用脑电图和脑磁图开发脑机接口，为iNeuraLS项目研究收集大脑数据。iNeuraLS作为一个新型增强型学习平台，将通过技能获取过程中认知状态的闭环调制来实现快速学习。未来，该项目一旦取得突破将在军事、教育及培训等领域拥有较大的应用潜力。（张嘉毅）

(图片来源：ineffableisland）

美国太空部队完成GPS 地面段系统M 码信号的升级工作

据BREAKING DEFENSE网站2020年8月7日消息，美太空部队宣布，已完成对全球定位系统（GPS）地面段信号的升级工作，将允许部分系统使用M码新型军用GPS信号。据悉，M码信号具有抗欺和抗干扰能力强以及加密性高等优点，已在GPS卫星上应用多年，但美军长期以来并未配备访问和利用M码的地面和用户设备。此次升级将允许作战控制系统在GPS星座上执行任务、上传和监控M码，并将为战场军事地面设备信号传输提供支持。按计划，美军将于2020年11月对M码的应用能力进行验收。未来，新装备的军用地面用户设备将能够利用M码信号为作战人员提供更安全的定位、导航和授时（PNT）能力，并为美军推进GPS系统现代化提供支持。（张嘉毅）

(图片来源：breakingdefense）

日本名古屋大学开发出新型三维纳米碳材料合成方法

据EurekAlert!网2020年8月5日消息，日本名古屋大学生物分子研究所成功开发出一种合成三维纳米碳的新方法。研究人员使用钯催化剂连接多环芳烃以形成八边形结构，从而成功地进行了三维纳米碳分子的合成。研究人员预估该种周期性的三维纳米碳将具有比金刚石更优越的性质。研究人员表示，该项研究提供了一种全新的三维纳米碳化物合成方法，是有机合成化学、材料科学和催化剂化学领域的一大飞跃。利用该方法合成的纳米碳化物，有望在超硬材料及燃料电池等领域获得广泛应用。（武志星）

(图片来源：EurekAlert!网）

澳大利亚研究人员利用特殊材料快速将海水转化成饮用水

据Sciencealert网2020年8月18日消息，澳大利亚莫纳什大学日前宣布其与国际同行开发出一种新型海水淡化技术。研究人员将聚螺吡喃丙烯酸酯加入一种金属有机框架材料的孔隙中，获得一种名为“PSP-MIL-53”的材料。据介绍，这种材料可以在30分钟内，将海水等咸水中的盐分及有害颗粒吸附出来，并使水质达到世界卫生组织规定的饮用水安全标准。随后，只要经过阳光照射，材料就会很快释放出吸附的盐分等颗粒，从而实现重复使用。新型技术利用阳光实现可持续的咸水淡化，为发展低耗能、具有可持续性的海水淡化技术开辟出一条全新道路。（武志星）

(图片来源：Sciencealert）

南加州大学研究人员开发出靠甲醇提供动力的微型机器人

据TechXplore 2020年8月19日消息，美国南加州大学研究人员开发出一种以甲醇燃料提供动力的微型机器人“RoBeetle”。该机器人长15毫米，重88毫克，能够托运自身重量2.6倍的物体。以甲醇液体燃料提供动能无需附加外部电源如电线、电磁场，因而该机器人尺寸更小、更加灵活，其续航可达2小时。RoBeetle具备爬坡技能，能够在玻璃板、泡沫垫、水泥道等不同纹理的表面行进。相关研究成果已发表于《科学机器人》期刊。（张宇）

(图片来源：TechXplore）

美国马萨诸塞大学发明“注射3D 打印”技术，将FDM 速度提高3 倍

据3D printing industry 网站2020年8月11日消息，美国马萨诸塞大学研究人员开发出一种融合了注塑元素的新型3D打印技术。在注射打印中，研究人员先3D打印出外壳结构，然后向空腔内注射塑料进行填充，这种方法的打印速度比传统的FDM技术快3倍，打印零件的刚度、强度和应变失效性能与FDM打印件相比分别提高了21%、47%和35%，且大多数可以通过FDM技术进行加工的热塑性塑料都能与注射打印技术兼容。该研究成果已发表于Additive Manufacturing期刊。（张宇）

(图片来源：Aviationtoday）

美国Neuralink 公司发布新款脑机接口设备Link V0.9

据Neuralink官网2020年8月29日消息，美国脑机接口公司Neuralin发布两款新设备：只有硬币大小的脑机接口设备Link V0.9和可实施自动植入手术的外科手术机器人。研究人员将Link V0.9植入实验猪后，其脑部活动状态被现场读取。Link V0.9依靠神经元活动成功预测了实验猪的行为轨迹。该公司创始人马斯克表示，将Link V0.9植入大脑的方法简单、耗时短、无需麻醉，患者可当天出院。马斯克还表示，Neuralink研究的脑机接口技术是为了更好地治疗神经系统疾病，以及以此提高人脑智能，规避人工智能带来的风险等。Neuralink已经于2020年7月获得了美国食品药品监督管理局（FDA）的认定，该技术未来有望应用到人体身上。（肖尧）

(图片来源：Neuralink 官网）