电阻为零的超导微处理器问世
来源:环球科学
发布时间:2021-01-20
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· 材料科学 ·

电阻为零的超导微处理器问世

图片来源:IEEE/Christopher Ayala

据IEEE《固态电路杂志》的一项研究,研究人员创建了一种电阻为零的超导微处理器。这种新的微处理器原型称为MANA(单绝热集成体系结构),是世界上第一个绝热超导体微处理器。它由超导铌组成,并依赖于称为绝热量子通量参量电子(AQFP)的硬件组件运行。每个AQFP由几个快速作用的约瑟夫森结开关组成,这些结开关只需很少的能量即可支持超导体电子设备。新设计目前需要在低于10开尔文(或-263℃)的超冷温度下运行,从理论上来说,这种绝热超导微处理器在计算过程中不会从系统中获得或损失能量。当然,由于苛刻的运行条件,这种铌基微处理器的入门价格取决于低温和将系统冷却至超导温度的能源成本。不过,即使将冷却成本计算在内,与最先进的半导体电子设备(如7纳米鳍式场效应晶体管)相比,AQFP的能源效率仍然高出约80倍。(科技日报)

· 量子物理 ·

南京大学科学家用无人机构建量子网络

图片来源:Liu et al. Phys. Rev. Lett. 126, 020503
近日,南京大学祝世宁院士团队、谢臻达教授、龚彦晓教授课题组在《物理评论快报》上发表了他们在量子信息研究中的最新进展。他们将纠缠光子分发光路中的光学中继放到了处于飞行状态的小型无人机上,仅用数千克的荷载就实现了单光子高精度跟瞄和重新发射。通过光学中继,纠缠光子分发的距离突破了小型光学系统的衍射极限,在分发距离1千米的情况下测得了2.59±0.11的CHSH S值,证明这种光学中继高度保持了光子对的纠缠特性。谢臻达教授表示,希望未来可以使用更高高度的无人机实现300多公里的单链路链接;用廉价的小型无人机实现局域链接,甚至覆盖行驶中的车辆。所有这些都可以通过卫星和光纤实现全球组网。

· 航天 ·

我国发布《月球样品管理办法》

嫦娥五号于2020年11月24日发射,经过23天任务周期,于12月17日在内蒙古四子王旗着陆,带回月球样品共1731克。昨日,我国国家航天局首次对外发布了《月球样品管理办法》(下简称《办法》),详述了月球样品保存、管理和使用的相关原则。《办法》规定国家航天局为月球样品的管理部门。月球样品原则上有永久存储、备份永久存储、研究和公益4种基础用途,使用遵循中国缔结和参与的国际公约,国家航天局鼓励基于月球样品的国际联合研究工作和成果共享。(新华社、人民网)

· 新冠病毒 ·

感染新冠病毒后,特异性免疫力或至少维持6个月

《自然》在线发表的一项研究显示,感染新冠病毒后的免疫力或至少维持6个月。这项研究分析了曾感染过新冠病毒的87人,发现他们的特异性记忆B细胞水平在整个研究期间没有变化。研究评估了这些新冠肺炎确诊患者在感染新冠病毒后1.3个月和6.2个月时的情况。他们发现,虽然中和抗体的活性会随时间而下降,但记忆B细胞的数量却没有变化。此外,作者证明了这些细胞产生的抗体比原始抗体更强大,对于帮助病毒进入细胞的刺突蛋白的突变也更有抵抗力。这些观察结果表明,记忆B细胞有能力在存在少量持续性病毒抗原(能够被免疫系统识别的病毒小蛋白)的情况下演化。作者总结表示,记忆B细胞的持续存在和演化表明,发生新冠病毒再感染时,人体或能快速产生强大的病毒中和抗体。

· 天文学 ·

不同寻常的“棉花糖”行星

图片来源:ESA/HUBBLE,NASA

与木星类似,系外行星WASP-107b是一颗气态巨行星,日前发表在《天文学杂志》上的一项研究发现,该行星和木星一样大,却比木星轻十倍,是已知的密度最小的系外行星之一,天体物理学家将其称为“棉花糖”行星。该行星核心质量远低于形成大气包层所必需的经验值,其85%的质量分布在围绕着固体核的气体层中。研究人员推测该行星形成于离恒星很远的地方,在那里,参与行星形成的气体盘中的气体足够冷,可以非常迅速地发生气体吸积。随后,该行星再通过与其他行星的相互作用才来到了现在的位置。

· 医学 ·

一项可准确区分癌细胞和正常细胞的新技术

通常,肿瘤组织中包括肿瘤细胞和大量非肿瘤细胞。单细胞测序技术的发展使我们能通过单细胞基因表达情况绘制肿瘤基因表达图谱。然而,直接区分癌细胞和正常细胞仍是一个亟待解决的问题。发表在《自然·生物技术》上的一项新研究开发了名为“非整倍体肿瘤染色体拷贝数核型分析”(copy number karyotyping of aneuploid tumor,简称CopyKAT)的新技术,解决了这一难题。研究人员用CopyKAT分析胰腺癌、三阴性乳腺癌和未分化型甲状腺癌的基因表达数据,证实了CopyKAT可准确区分癌细胞和正常细胞。目前,CopyKAT可供研究人员免费使用,但研究人员仍指出,CopyKAT并不适用于所有癌症。

· 气候 ·

气候变暖或会改变热带雨林带的位置

据一项发表于《自然·气候变化》的新研究,研究人员通过27个最先进的气候模拟计算机模型,评估了在本世纪末继续上升的温室气体排放量对热带雨林带的影响。结果发现,由于亚洲和西太平洋蒸发量的差异,会导致东半球的热带雨林带将向北移动,加剧非洲东南部和马达加斯加的干旱以及印度南部的洪灾;但西半球部分地区的热带雨林带将向南移动,加剧中美洲的干旱。热带雨林带位置变化将会带来一系列的连锁效应,如影响全球的水资源可利用量和粮食生产能力。

文:王昱、杨心舟、张玉、唐儆、谢汝雨




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