近日，Nature旗下期刊《npj Climate and Atmospheric Science》（2023年影响因子9.0）在线发表了中国科学院海洋研究所万世明课题组、韩国釜山大学、法国巴黎萨克雷大学、英国伦敦大学学院、同济大学、北京大学和美国科罗拉多大学博尔德分校等单位合作的最新研究成果 。研究团队利用西太平洋海洋沉积矿物学和地球化学风化记录，重建了14万年以来西太平洋岛弧风化历史，并与印度洋-太平洋暖池区多条降水记录对比，结合瞬变气候模型模拟结果，揭示了暖池深对流-降水演化的时空分布特征及其对东亚夏季风演化的可能影响。

热带西太平洋岛弧多发育基性-超基性的玄武岩，在热带暖池区适宜的气候（高温和强降水）与岛屿陡峭的海拔落差（少低地平原，风化沉积物在流域不能滞留）叠加影响下，风化剥蚀速率快，对海洋环境的影响可能比传统预期更大。控制热带岛弧风化的主要机制是什么？如此巨量的玄武岩风化是如何响应气候变化的？然而，目前以上问题仍没有清楚的答案，其根本原因是西太平洋岛弧风化历史不清楚。研究团队选取了位于西太暖池核心区的MD01-2385岩芯，提取了新几内亚岛西北部鸟头半岛三条矿物学和元素地球化学风化记录，重建了14万年以来岛屿风化历史。研究发现西太平洋岛屿风化记录表现出岁差周期主控特征，与偏心率主控的海表温度（SST）的变化具有明显区别。这一现象暗示风化记录主要受控于暖池大气深对流-降水演化，因此，可用于指示14万年以来暖池大气深对流-降水演化历史。通过对比暖池区其他的深对流-降水记录，发现虽然多条暖池的大气深对流演化记录均以岁差周期为主，但是不同记录响应的日射量月份不同，具有不均一性。瞬变气候模拟结果也显示出这种不均一性的存在，且与现代的降水分布相吻合。

研究团队进一步与中国石笋氧同位素记录的东亚夏季风、两半球低纬度辐射量差异等记录详细对比，结合瞬变气候模拟揭示的空间尺度上岁差极大值和极小值西太平洋海面压力梯度变化，发现暖池大气深对流可能通过调节西太平洋经向海面压力梯度变化而影响西太平洋副热带高压的东西移动，进而影响东亚夏季风的强弱变化（图3）。该研究重绘了14万年以来西太平洋岛弧风化历史，及其指示的暖池大气深对流-降水演化的时空分布特征，并揭示了其对东亚夏季风演化的可能影响，可为模型和环境变化预测提供参考和借鉴。

论文第一作者为中国科学院海洋研究所于兆杰副研究员，通讯作者为海洋研究所于兆杰副研究员和韩国釜山大学阮骄杨研究员。本研究得到了中国科学院战略先导专项、国家自然科学基金、山东省自然科学优秀青年基金等项目的支持。

论文连接： https://www.nature.com/articles/s41612-024-00642-0

论文信息：

Yu, Z., Ruan, J., Song, L. et al. Late Pleistocene island weathering and precipitation in the Western Pacific Warm Pool. npj Clim Atmos Sci 7, 91 (2024). https://doi.org/10.1038/s41612-024-00642-0

近日，中国科学院海洋研究所在海洋环境下波浪能捕获与腐蚀防护结合方面取得新进展，研究了基于摆动折纸结构的摩擦纳米发电机，收集水波能量并作为独立电源为金属提供电化学阴极保护，相关研究成果在国际学术期刊Advanced Science发表。

摩擦纳米发电机（TENG）的研究为各种能量收集提供了新的策略。海洋环境中蕴含着丰富的水波能量，其捕获和收集也成为当前研究的热点话题。基于此，设计一个摩擦纳米发电机器件作为独立电源用于收集水波能量收集应用于金属腐蚀防护技术，以减轻海洋环境下严重的金属腐蚀问题。

研究团队设计制造了一种摆动装置用来驱动折纸结构来收集水波能量，可以在有限空间内有效地提高TENG摩擦层间的表面接触面积。在摆动体底部，设计了放置重物的摆动结构作为驱动装置，可在水波的惯性作用下驱动SO-TENG往复摆动实现水波能量收集。将SO-TENG应用于水波环境中。可为小型观测设备供电，同时将其应用于阴极保护系统，展现了优异的防腐性能。为海洋环境中的水波能量收集和自供电金属腐蚀防护提供了新思路。

论文第一作者为硕士研究生刘威龙，通讯作者为王秀通研究员。研究得到了国家重点研发计划、山东省重点研发计划、工信部高技术船舶科研项目等基金项目的支持。

论文信息：

Weilong Liu, Xiutong Wang*, Lihui Yang, Youqiang Wang, Hui Xu, Yanan Sun, Youbo Nan, Congtao Sun, Hui Zhou, Yanliang Huang. Swing Origami-Structure-Based Triboelectric Nanogenerator for Harvesting Blue Energy toward Marine Environmental Applications. Advanced Science, 2024, 2401578. https://doi.org/10.1002/advs.202401578

聚球藻是一种广泛分布于全球海洋的微微型浮游生物。聚球藻对海洋生态系统的碳固定和初级生产起着至关重要的作用，其贡献的净初级生产量能达到全球海洋的16.7%。聚球藻固定的部分有机碳可以通过生物泵（BP）等途径转化为“蓝碳”，实现在海洋中的长期封存。近年来的研究发现，聚球藻具有形成聚集体的能力，从而可能显著提高了它们在BP途径颗粒有机碳（POC）输出中的能力。然而，在生态尺度上聚球藻对BP途径的实际贡献和机制还需要进一步研究。

黄河是中国第二长的河流，其入海水量占渤海淡水总量的75%以上。此外，黄河是全球泥沙输送量第二大的河流，几千年来向海洋输送了6%的泥沙。黄河携带的泥沙中含有硅和钙等粘土和非粘土矿物，它们可以作为碳沉降的压载矿物。因此，黄河口及其附近海域是研究聚球藻聚集和沉降的理想区域。在本研究中，通过采用分粒径过滤法，分析了黄河口及其附近海域海水中营聚集（AG）和自由（FL）生活方式的聚球藻及其对原位POC的贡献，并深入探讨了AG聚球藻与共现异养细菌的相互作用和形成聚集体的潜在过程。

研究亮点一：AG聚球藻对黄河口近海海域的POC输出具有潜在贡献

研究发现，黄河河口近海海水中的AG聚球藻占总聚球藻丰度的14.7%至85.4%。相关性分析揭示了AG聚球藻与POC含量之间的显著正关联（p < 0.01）。随机森林回归分析进一步表明，所构建的模型能解释POC变化的40.9 %，其中AG聚球藻显示出最高的%IncMSE（increase in MSE，用于解释变量重要性），说明其在所有变量中对POC含量的重要性最强，对该海域的POC输出具有潜在贡献。该现象可能得益于黄河口近海海域内丰富的泥沙的存在，它们充当了聚集体的压载矿物，促进了聚球藻的聚集和沉降。

研究亮点二：AG和FL聚球藻的谱系组成及组装过程存在差异

通过对rpoC1基因的高通量测序，发现了AG和FL样本中不同聚球藻谱系比例及群落构建过程的差异，特别是S5.1分支I在AG样本中的比例显著高于FL样本（p < 0.05），且AG聚球藻群落的组装和演替主要受到包括分散限制（29%）和未主导过程（67%）的随机过程的支配而非确定性过程。这说明不同的聚球藻谱系对聚集具有不同的偏好性，而聚集体的形成很可能来自于具有聚集潜力的谱系的机会性耦合。

研究亮点三：细菌-聚球藻耦合形成聚集体

构建了聚球藻和异养细菌的共现网络，阐明了AG样品网络的“小世界”特性和更高的稳定性。通过对偏向AG的聚球藻谱系与细菌功能间的耦合分析发现，这可能是由聚球藻和共存细菌之间基于碳-氮元素互换的相互作用所促进的。

以上研究结果有助于更好地理解聚球藻在近海生态系统中的生态角色，以及它们对POC输出和生物泵的潜在贡献，凸显了在河流水库建设中考虑水沙平衡性的重要性，并对矿物增效的生物泵假说提供理论支撑。

该研究以“Aggregating Synechococcus contributes to particle organic carbon export in coastal estuarine waters: Its lineage features and assembly processes”为题发表在Science of the total Environment上。中国科学院烟台海岸带研究所为论文第一完成单位，李佳霖研究员和秦松研究员为论文通讯作者，博士生王挺为论文第一作者。研究得到国家自然科学基金（42176131）和研究组群项目（YICE3510303）的资助。研究的数据及样品采集得到国家自然科学基金委员会共享航次计划项目“黄河口关键过程及物质输运协同效应重大科学考察航次”（项目批准号：42149301）的资助。该航次（航次编号：NORC2022-304）由“创新一”号科考船实施，在此一并致谢。

论文信息：

WANG T,LI J,XU Y,et al. Aggregating Synechococcus contributes to particle organic carbon export in coastal estuarine waters: Its lineage features and assembly processes[J]. Science of the total Environment,2024,917: 170368.

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.170368

长期以来，光合捕光系统的传能机制都是由Förster 共振传能描述的，这种适用于给-受体色素分子间距离较远、相互作用较弱的经典传能模式不可避免的存在能量耗散。然而在实际捕光系统中，色素间的相互作用往往比较强，耦合比较大。这时色素之间会共享分子轨道，激发其中任何一个色素，它的激发态都会发生离域，形成这些色素分子激发态的叠加，即相干叠加态，也被称为激子态。这种相干叠加态的传能，称为相干传能。实验表明，相干态传能效率显著高于经典传能机制。实验中，受激系统大多是非孤立的，和环境热库作用导致位相关系的破坏，即发生退相干过程，而对于处于自然条件下的光合系统，所处的室温条件及介质分子（如蛋白质和水分子）又会加剧该退相干过程。对于电子激发态，退相干过程的时间尺度通常在几个到数十飞秒之间，远远小于光合作用色素间发生有效传能的数百飞秒时间范围。因此，如果光合系统存在有效的量子相干态传能机制，那么量子相干态的寿命必须和传能时间相匹配才能发挥作用。

2024年4月12日，Nature Communications杂志在线报道了题为“激子-振动耦合能量耗散促成量子位相同步实现光合天线长寿命量子相干态”（Quantum Phase Synchronization via Exciton-Vibrational Energy Dissipation Sustains Long-lived Coherence in Photosynthetic Antennas）的研究工作。该工作由中国科学院烟台海岸带研究所秦松课题组与中国科学院物理研究所翁羽翔课题组合作，应用二维电子光谱仪，研究了重组别藻蓝蛋白（Recombinant Allophycocyanin，rAPC）的长寿命量子相干态及其量子位相同步机制。

别藻蓝蛋白（APC）是红藻和蓝藻中藻胆体复合物的核心捕光天线蛋白。APC能将从藻胆体杆部捕获的光能有效地传递至光系统的反应中心，其总体的量子效率超过90%。图1展示了具有三重对称性APC三聚体的晶体结构。单体中色素α84和β84，距离约50埃。形成三聚体后，不同单体上的PCB色素距离约20埃，形成三对相同的α84-β84二聚体。该二聚体的电子耦合强度为155 cm-1，形成的激子态能量劈裂约800 cm-1，是研究二聚体激子态的理想光合天线样品。

二维电子光谱是一种同时具有高的时间分辨率和光谱分辨率的非线性光谱学方法，其基本原理是三光子回波测量。相干态激子导致不同激发路径之间的干涉即形成实验上可观测到的量子拍频现象，被认为是相干传能过程的确凿证据。

量子位相同步在经典物理学中的对应体是惠更斯双摆实验。受该实验的启发，国际上不同研究组建立了描述光合系统量子相干态的二聚体激子系统。理论研究表明，二聚体激子系统具有克服环境噪声涨落实现量子位相同步的内在机制。将二聚体中激子态-振动耦合系统的哈密顿量在离域化的激子态基矢下用 Jaynes-Cummings 形式重新表示，获得激子态-振动耦合表示：

其中ω为振动频率，θ为混合角，描述二聚体中激子离域化程度，σx为电子跃迁算符。可见，只有反对称的激发态和基态集体振动模能够与两个离域的激子态发生耦合。因此，当振动频率与两个激子态能级劈裂发生能量共振时，反对称集体振动模式的能量会被电子态的快速退相干过程（30飞秒）耗散掉，只有对称集体振动模式能够被保留下来，由此导致了两个集体振动模式的位相同步。

另一方面，在脉冲光激发下，分子的振动模式受布朗力作用进行欠阻尼振荡，并进一步导致激子能级的动态斯托克斯位移（△E_(t)）。通过引入集体振动坐标的初始相位φ，可以进一步得到低能激子态能级含时动态斯托克斯位移的解析表达式：

 其中A0和γ为振动模的振幅和弛豫速率。上标i表示不同电子态。该公式表明激子能级的动态斯托克斯位移受集体振动模式的初始相位的调控。一旦集体振动模式变得关联，即φs-φa=0，上述公式表明该振动模对激子态下能级的动态斯托克斯位移贡献就会完全消失，也就是说该振动模不参与激子态下能级的能量耗散过程，从而也为激子-振动量子相干态提供了一种保护机制。

基于上述二聚体激子-振动耦合理论，如果振动能量和激子能级劈裂能发生共振或者准共振时，二聚体的对称和反对称集体振动模就会实现位相同步，并可以获得以下实验可检验的推论：

（1）与单体色素分子相比，由于反对称集体振动模的耗散，与二聚体激子态能级劈裂发生共振的相干振动模强度只有单体中的一半。

（2）与二聚体激子态能级劈裂发生共振的振动模不参与低能激子态动态斯托克斯位移，即不参与能量耗散。

（3）与单体相比，二聚体电子-振动耦合量子相干态的寿命会延长。

上述三个理论预测分别为重组别藻蓝蛋白r-APC 三聚体（含三对色素二聚体）和APC亚基（只含一个色素）的二维电子光谱所证实。

该工作从理论上阐明了量子位相同步的量子力学机制，预测了量子位相同步导致的实验现象，并通过二维电子态相干光谱实验定量地加以证实，从而揭示量子位相同步是二聚体激子通过电子-振动耦合，抵御环境噪声、保护长寿命电子-振动相干态的一种普适策略，是大自然应用量子力学优化传能路径的杰作。该原理不仅仅适用于光合体系，也必将为人工设计的量子相干系统所借鉴。

中国科学院物理所博士后朱锐丹，中国科学院烟台海岸带所副研究员李文军，物理所博士后甄张赫为共同第一作者，烟台海岸带所秦松，物理所翁羽翔为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金委（T2350011，22027802，U2230203和41906109），中国科学院（XDB33000000）和山东省自然科学基金委（ZR2021LLZ003）的支持。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-47560-6.pdf

受益于消费电子产品需求回温，新能源汽车、5G通讯、数据中心等领域迅速发展以及人工智能AI浪潮的强势驱动下，2024年半导体市场正逐渐复苏。

此前，美国半导体行业协会（SIA）宣布，今年1月全球半导体行业销售总额为476亿美元，同比增长15.2%，2月全球半导体销量同比增长14.3%。

SIA总裁兼首席执行官John Neuffer表示：“新年伊始，全球半导体市场表现强劲，全球销售额同比增幅创下自2022年5月以来的最高水平。预计市场增长将在今年剩余时间内持续，2024年的年销售额预计将比2023年增长两位数。

在广阔的市场前景推动下，一批半导体产业相关厂商相继成立，其中既有为推动业务发展而成立子公司的半导体厂商，亦有跨界布局半导体业务的企业。

Rapidus在美设立子公司

日本新创半导体代工厂商Rapidus宣布，将在美国加州圣克拉拉开设子公司Rapidus Design Solutions（RDS），负责Rapidus在美国业务的整体发展。

据悉，RDS的首任总经理兼总裁为Henri Richard。其曾在IBM、Sandisk、希捷等公司担任重要职位。目前Henri Richard已经完成了Rapidus在美国核心销售行销团队的组建。

Rapidus成立于2022年，由日本政府以及索尼和丰田等日本知名企业投资，并与IBM结成战略合作伙伴关系，共同开发2纳米节点技术。

Rapidus的目标是在2025年4月启动2纳米制程技术的试产，并于2027年第一季度进入大规模量产阶段。另外，Rapidus还将进军先进封装领域，为其生产完成的2纳米芯片推出配套的2.x D/3D封装技术。

环球晶拟2.5亿美元设立环球晶资本

4月11日，环球晶发布公告称，董事会决议设立子公司“环球晶资本”，投资2.5亿美元。

环球晶指出，成立子公司的目的主要是为了支援海外其他子公司资本支出的资金需求，所以设立环球晶资本公司，增加集团企业间外币资金调度弹性。

资料显示，环球晶是全球知名的半导体材料供应商，主要生产高附加价值的磊晶晶圆、抛光晶圆、扩散晶圆、退火晶圆、SOI晶圆、FZ硅晶圆、化合物半导体材料等利基产品。

目前，其产品应用已跨越电源管理元件、车用功率元件、信息通讯元件、MEMS元件等领域。

紫光集团加速布局汽车电子领域

4月2日，北京紫光智行汽车电子科技有限公司（以下简称“紫光智行汽车”）正式成立，注册资本2000万元。

天眼查信息显示，紫光智行汽车经营范围包括数字技术服务、汽车零部件研发等。该公司由紫光集团旗下北京紫光科技发展有限公司以及北京新紫科技合伙企业、北京广大融信科技有限公司、北京智路智芯管理咨询合伙企业共同持股，持股比例分别为51%、20%、16%、13%。

众所周知，紫光集团是中国大型综合性集成电路领军企业，旗下芯片业务涵盖存储器、移动通信、智能安全、可重构系统芯片（FPGA）、物联网、数字电视芯片、AI芯片、智能卡、RFID天线、微型连接器、半导体功率器、高端路由器核心芯片等领域。

如今，紫光智行汽车的成立，或将进一步推动紫光集团在汽车电子领域的布局。

正帆科技新设成都半导体子公司

4月7日，正帆洁净半导体（成都）有限公司（以下简称“正帆洁净”）正式成立，注册资本200万元，是一家以从事计算机、通信和其他电子设备制造业为主的企业。

正帆洁净经营范围包括半导体器件专用设备制造；普通机械设备安装服务；通用设备制造（不含特种设备制造）；电子专用设备销售；金属材料销售；电子元器件与机电组件设备制造；电子元器件与机电组件设备销售；半导体器件专用设备销售等。

工商信息显示，正帆洁净由上海正帆科技股份有限公司100%持股。资料显示，正帆科技主要业务为向泛半导体和生物制药等高科技产业客户提供制程关键系统、核心材料，以及专业服务的三位一体综合服务。

其中，电子工艺设备业务已经覆盖中芯国际、长江存储、长鑫存储、海力士、隆基、通威等领先客户群体。其开发的“泛半导体工艺设备子系统”业务产品已经逐步被国产工艺设备头部厂商中微、北方华创、拓荆、晶盛等采用。

注册资本3亿，武汉芯光电子成立

3月20日，先导芯光电子科技（武汉）有限公司（以下简称“芯光电子”）成立，法定代表人为李京振，注册资本3亿元。

天眼查工商信息显示，芯光电子经营范围含电子专用材料研发、新材料技术研发、半导体分立器件制造、集成电路芯片及产品制造、光电子器件制造等。股东信息显示，该公司由先导科技集团有限公司旗下广东先导稀材股份有限公司全资持股。

先导稀材位于清远高新区，是硒、碲产品的重要生产企业，同时也是镓、铟、锗、铋和镉的全球市场主要供应商。拥有化合物半导体事业部、薄膜材料事业部、红外激光事业部、及功能材料事业部和回收。

其产品被广泛应用于半导体、红外、激光、消费电子、航空航天、建筑、汽车制造、涂层、冶金、农业等领域。在胡润研究院4月9日发布的《2024全球独角兽榜》中，先导稀材再次上榜，位居榜单第759位。

百傲化学5亿跨界布局半导体

4月9日，大连百傲化学股份有限公司（以下简称“百傲化学”）发布公告称，拟对外投资设立全资子公司作为公司开展半导体业务的运营平台。

4月11日，百傲化学发布进展公告称，新公司名称为上海芯傲华科技有限公司（以下简称“芯傲华”），注册资本5亿元。目前，子公司已完成相关工商登记手续，并取得中国（上海）自由贸易试验区临港新片区市场监督管理局颁发的营业执照。

根据公告，芯傲华经营范围包括半导体器件专用设备制造；机械设备研发；通用设备制造（不含特种设备制造）；电子专用材料制造等。

资料显示，百傲化学从前主要从事异噻唑啉酮类工业杀菌剂原药剂的研发、生产和销售。作为作为工业杀菌剂知名厂商，为满足公司未来战略规划与业务发展需要，百傲化学开始试水半导体领域。除了成立子公司，百傲化学还于今年初与苏州芯慧联半导体科技有限公司签订了两份合作协议，拟委托后者以自有资金购买半导体设备。

4月25日，中国科学院量子信息与量子科技创新研究院（以下简称“量子创新院”）向该公司交付了一款504比特超导量子计算芯片“骁鸿”。

1、“骁鸿”问世！

据了解，测控系统和量子计算芯片是量子计算机不可或缺的核心硬件组件。其中，测控系统通过与量子计算芯片的精密交互，确保信号的准确生成、传输和处理，从而深刻影响着量子计算机的整体性能。为了全面验证大规模测控系统的各项性能指标，量子创新院特别定制研发了这款504比特的“骁鸿”量子计算芯片。

“骁鸿”量子芯片一经发布，便引起业界广泛关注。据悉，此次发布的“骁鸿”芯片在集成超过500比特的同时，量子比特的寿命、门保真度、门深度、读取保真度等关键指标，有望达到IBM等国际主流量子计算云平台的芯片性能。

据介绍，本次发布的“骁鸿”芯片，将用于国盾量子千比特超导量子计算测控系统——ez-Q Engine 2.0的实测，进行单比特门、双比特门、读取操作及测控系统性能测试，测试工作预计在今年8月前完成。值得一提的是，新测控系统在集成度上较上一代产品提升了10倍以上，且核心元器件采用了国产化设计，这不仅提高了操控精度，还大幅降低了成本。

该芯片刷新了国内超导量子比特数量的纪录。不过，“骁鸿”芯片主要考虑通过集成更多的比特数和实现各单项指标，综合性能与量子创新院团队此前创造量子纠缠数世界纪录的“祖冲之二号”芯片尚有差距，不具备实现“量子计算优越性”的能力。

后续，“骁鸿”将用于验证国盾量子自主研制的千比特测控系统，并计划通过“国盾量子计算云平台”、中电信量子集团“天衍”量子计算云平台，向全球开放。

2、超导量子计算机“大脑”

目前，超导量子计算是业界公认的量子计算技术路线，也是量子计算机的一种，但运算速度更快。从产业链环节来讲，超导量子计算技术体系中，包含硬件、芯片、操作系统3个关键点。

其中，超导量子芯片被称为超导量子计算机的“大脑”，能够以极高的效率执行超复杂的计算任务。另外一个重要的系统，即测控系统，被看作是量子世界的指挥官，负责精确操控和测量微小的量子比特。

公开资料显示，超导量子芯片，是一种基于超导材料制成的量子计算设备。与传统芯片不同，这是一种基于量子力学原理运行，利用量子叠加和量子纠缠等现象，采用量子比特（qubit）作为信息存储和处理单元，从而实现量子计算的芯片。

值得关注的是，量子计算优于经典计算，关键就在于量子比特可以在0和1之间的现行组合中存在，处于叠加态，也就使得在同一时间内，量子比特可以同时表示多个状态。这使得量子计算在并行处理和搜索问题时具备优势。

从生产难点角度上看，超导量子芯片除了一般芯片的难点之外，还需要考虑多个方面的挑战，比如量子芯片设计比传统计算机芯片更为复杂，材料选择和制造工艺上也有所限制，量子比特一致性及稳定性难以控制，以及测量和控制技术需要跟上新技术的变化，提高量子芯片的性能和可靠性。

其中，该类芯片需要用到的是高质量的超导材料，如铝、铜、铌等。超导材料的特性在于当温度降至某一临界温度以下时，电阻为零，电流可以无损耗地流动。利用这一特性，超导量子芯片实现了量子比特的高效操作和稳定存储。

此外，关于国际上超导材料的动态：据了解，2023年3月美国物理学会上来自罗切斯特大学的科学家迪亚斯宣布发现室温超导材料；同年7月，韩国的科研团队发表论文表示，其在实验室里实现了室温超导，在室温条件下，能实现电阻为零。零电阻意味着不会发热，形成的磁场也就特别稳定。

3、国产超导量子计算屡获突破

近年，超导量子计算得到了很大的发展，中国先后构建了62比特超导量子计算原型机“祖冲之号”和66比特的“祖冲之二号”，在超导量子体系实现“量子计算优越性”。除了上述“骁鸿”超导量子计算芯片的发布，国产超导量子计算已多次冲破关卡。

2023年11月，中国深圳企业量旋科技（SpinQ）成功将自主研发、设计、封装、测试的超导量子芯片交付给了中东的科研机构。据悉，2023年4月，量旋科技对外发布了超导量子芯片“量旋少微”，该芯片是全球为数不多标准化、量产型的超导量子芯片产品。

根据介绍，在完整的超导量子芯片生产线保障之下，“量旋少微”的退相干时间T1，达到了业内领先的10~100微秒，更长的T1可以保证更多的门操作，也能提高逻辑门保真度的上限。此外，“量旋少微”能够执行数十纳秒量级的单双比特门操作，并且能够实现99.9%以上的单比特门保真度和98%以上的双比特门保真度。

2024年1月，量子计算芯片安徽省重点实验室、安徽省量子计算工程研究中心联合发布了中国第三代自主超导量子芯片——“悟空芯”(夸父 KF C72-300)。该芯片采用了72个计算量子比特的设计方案，还包含126个耦合器量子比特，共有198个量子比特，其实际运行状态下的比特弛豫时间T1≥15.3μs，退相干时间 T2≥2.25μs。与前两代量子芯片相比，第三代超导量子芯片具有更高的相干时间，性能上有显著提升。

该超导量子芯片已在中国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”上运行，能够实现量子叠加和纠缠等特性。量子计算芯片安徽省重点实验室副主任贾志龙表示，“悟空芯”以及“本源悟空”量子计算机的发布，意味着中国超导量子计算机制造能力从小规模开始进入中等规模阶段，具备了自主生产一定中等规模可扩展的量子计算机芯片和系统的能力。

2月下旬，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-QFridge在交付客户后完成性能测试。

结果显示，该设备实际运行指标达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。稀释制冷机是构建超导量子计算机的关键核心设备，可为超导量子计算芯片提供接近绝对零度的超低温环境。

几个世纪以来，人们一直知道光在某些情况下表现出类似波的行为。当光穿过某些材料时，它们能够改变光波的偏振（即振荡方向）。光通信网络的核心部件“光隔离器”或“光二极管”就是利用了这种特性。这种元件允许光向一个方向传播，但会阻挡另一个方向的所有光。

图注二维半导体中的法拉第效应

在最近的一项研究中，德国和印度的物理学家表明，在适合芯片使用的小磁场下，二硒化钨等超薄二维材料可以将某些波长的可见光的偏振旋转几度。来自德国明斯特大学（University of Münster）和印度浦那印度科学教育与研究所（IISER）的科学家们在《自然-通讯》（Nature Communications）杂志上发表了他们的研究成果。

传统光学隔离器的问题之一是体积相当大，尺寸在几毫米到几厘米之间。因此，研究人员还无法在芯片上制造出可与日常硅基电子技术相媲美的微型集成光学系统。目前的集成光学芯片上只有几百个元件。

相比之下，计算机处理器芯片包含数十亿个开关元件。因此，德国和印度团队的研究工作在开发微型光隔离器方面向前迈出了一步。研究人员使用的二维材料只有几个原子层厚，因此比人的头发还要细十万倍。

明斯特大学的Rudolf Bratschitsch教授说：“未来，二维材料可能成为光隔离器的核心，并实现当今光学和未来量子光学计算与通信技术的片上集成。”

来自 IISER 的 Ashish Arora 教授补充说：“即使是光学隔离器所需的笨重磁铁，也可以用原子级薄型二维磁铁代替。这将大大缩小光子集成电路的尺寸。”

研究小组破译了导致他们发现的效应的机制： 二维半导体中的结合电子-空穴对，即所谓的激子，在超薄材料置于小磁场中时，会使光的偏振发生强烈旋转。

Arora称：“在二维材料上进行如此灵敏的实验并不容易，因为样品面积非常小。科学家们不得不开发出一种新的测量技术，其速度比以前的方法快 1000 倍左右。”

中国科学技术大学化学与材料科学学院任晓迪教授团队联合火灾科学国家重点实验室王青松教授团队，研究发现利用分子间氢键的相互作用可以显著改善醚基电解液在电极界面的稳定性，并可有效抑制锂金属电池热失控过程。相关成果日前发表在《自然·通讯》上。

锂金属电池具有超高的能量密度，被视为下一代电池技术的有力竞争者。但它在电解液稳定性和安全性方面还面临着不小的挑战。传统的碳酸酯类电解液虽然在锂离子电池中得到广泛应用，却难以兼容活泼的锂金属负极。提高电解液浓度虽然可以在一定程度上改善醚的电化学稳定性，却带来了成本增加、低温性能衰减等问题。更为棘手的是，大量阴离子的存在会引发热失控等安全问题。

针对上述难题，研究人员提出一种全新的分子锚定策略，有望同时解决醚基电解液的高压和安全难题。他们在乙二醇二甲醚中加入含强极性碳—氢基团的氟代醚溶剂，发现两者可以通过分子间的“锚定”作用，有效降低醚键上氧原子的电子云密度，大幅提高溶剂的抗氧化能力。

基于分子锚定概念设计的电解液，展现出优异的高压性能。为了揭示其机制原理，研究人员开展了系统的表界面分析。结果表明，在分子锚定电解液中，溶剂分子之间通过氢键形成稳定复合物，有利于提升电解液的热力学稳定性。此外，由于减少了活泼阴离子的使用，分子锚定电解液在高电压正极表面诱导形成的界面膜也更薄更稳定。

研究人员进一步考察了电解液的安全性能。在锂金属软包电池中，当温度升高到140摄氏度左右时，高浓电解液与锂金属剧烈反应并放出大量热量，而分子锚定电解液与锂的相容性得到大幅提升。分子锚定电解液可以将热失控开始的温度提高到209摄氏度以上。

研究人员表示，设计合理的分子间相互作用可以从根本上改变电解液的性能，为未来电池电解液的分子工程提供新的方向。

RHE-USE油基泥浆回收利用技术是一种化学强化离心分离技术，能够去除油基泥浆中的超细固相，并能回收重晶石。这种技术能够提高泥浆性能，回收油基泥浆基浆，减少稀释、后续处置、运输成本。

随着钻井作业的进行，油基泥浆中的低比重超细固相会越来越多，通过常规的固控设备如振动筛、离心机等难以去除低于5微米的超细固相。超细固相含量高导致泥浆性能难以维护在合理范围内，进而导致井下工具失效或产生其他井下问题。

在实际钻井作业中，需要用稀释的方法将低比重固相维持在6%以下，并需要添加更多的泥浆材料，以维护泥浆性能。这样会造成泥浆成本的增加以及油基泥浆总量的体积增加，并且给后续处理或使用带来挑战。

工作原理

RHE-USE油基泥浆回收利用技术是一种非常规的两级离心机结合应用技术，低速离心机回收重晶石，高速离心机配合使用斯伦贝谢M-I SWACO专利表面活性剂和聚合物絮凝技术将超细固相去除。回收后的清洁油基泥浆混合分离后的重晶石返回到油基泥浆系统中，以匹配循环系统泥浆比重。

总结

RHE-USE是非常实用的油基泥浆处理技术，可以有效的去除常规固控设备无法去除的低比重固相，从而使得处理后的泥浆可以重复利用，减少昂贵的泥浆材料使用，降低运输和后续处理成本。

据煤炭江湖统计数据显示，2024年一季度，我国进口印尼煤数量为5630万吨，同比下降了0.8%，占整个一季度进口量的48.6%，依然排名首位;进口俄罗斯煤炭1840.6万吨，同比下降了22.1%，占比为15.9%;进口蒙古煤炭为1696万吨，同比增长了21%，占比为14.6%;进口澳大利亚煤炭为1587万吨，同比大幅增长了555%，占比为13.7%。从这四个国家合计进口煤炭10753.6万吨，占比达到92.8%，不过较去年同期下降了2.3个百分点。