前沿播报 | 纳米激光器、可形变微型机器人外骨骼、量子传感器、新型石墨烯球电池…

整编 | 谌为   主播 | Helen

中国科学家提出新设想：半导体量子环构建量子计算机

来自中科院等多家科研单位的中国科学家近日联合发表关于最新量子计算研究的论文，提出了以半导体量子环构建量子计算机的理论设想，提供了一种新的可行的量子比特实现方式。量子比特的实现方式主要有光子、离子阱、超导环、半导体量子结构等，基于这些不同物理载体实现的量子计算机各有优劣。相关研究人员从理论上提出的半导体量子环设想，可使用半导体量子多电子环中电子自旋轨道耦合调控的手段，通过外场或电子数的方式实现对量子态的有效调控，并通过光学手段很容易探测。更重要的是，基于半导体量子结构的实现机制则可以利用现有的半导体工艺，从而可以较为平滑地从经典的半导体芯片过渡到量子芯片。

北大物理激光新进展：纳米激光器让微型化成为可能

近日，《自然·通讯》和《科学·进展》报道了北京大学物理学院对等离激元纳米激光器的相关研究，称等离激元纳米激光器让激光器的微型化成为可能。他们证明了等离激元纳米激光器可以比传统激光器体积更小、速度更快，并具有更低的阈值和功耗，并且这一阈值为可商业化激光器的激光阈值水平。

康奈尔大学研究人员制造出可形变微型机器人外骨骼

康奈尔大学科学研究所研究人员近日制造出了机器人外骨骼，该型机器人能够感知外界环境中的化学变化，从而快速改变形状；同时，装载有光电学原件的该型机器人有望制作成生物细胞大小，开创纳米机器人领域的新局面。

氮原子大小的量子传感器研制成功

德国弗劳恩霍夫研究人员近日开发出了一种微磁场下应用的量子传感器，可应用于未来计算机硬盘识别。专家通过光学检测电子自旋共振谱测量后表示，这种氮原子传感器检测纳米级磁场的准确性很高，具有惊人的应用潜力。例如，它可以作为量子传感器来控制硬盘驱动器的质量，检测海量数据中有缺陷的数据段。弗劳恩霍夫IAF专家克里斯托夫称，这种量子传感器还可以测量脑电波。

韩国研发出新型石墨烯球电池

据韩国《中央日报》报道，三星电子综合技术院的研究小组成功研发出新电池材料“石墨烯球”，比现有锂离子电池的充电容量高出45%，充电速度提高5倍以上。该研发成果在线发表在《自然·通讯》的杂志上。韩国计划五年内将“石墨烯球”锂电子电池实现商用化。

科学家正在研发和人类肌肉一样具有自愈能力的机器人“肌肉”

科罗拉多大学博尔德分校的研究人员近日正在研发全新柔性机械肌肉，将具有和人类肌肉类似的能力，甚至可以治愈其本身的某种损伤。全新的机械肌肉称为液压放大自愈式静电致动器，简称HASEL。HASEL执行器与软流体和软静电执行器的优点相结合，从而将多种功能结合在一起，这与其他人造肌肉完全不同。就像生物肌肉一样，HASEL执行器可以重现章鱼腕足的适应性，蜂鸟的速度和大象的力量。

性能超越“凯夫拉”：MIT研制出新型高强度/高韧性纳米纤维

多年以来，凯夫拉（Kevlar）在材料界的地位一直难以被撼动。不过麻省理工科学家们最新研发的新型纳米纤维，有望向它发起挑战。虽然它是一种聚合物纳米纤维，但强度和韧性亦相当高，未来或被用于体积更小的防弹衣等产品上。

密歇根大学研发新设备有望治愈耳鸣

美国约有120万人患有不同程度的耳鸣症状，据悉来自美国密歇根大学的最新研究成果可能有望终结耳鸣。研究人员已经利用最新的医疗设备和方法已经在豚鼠试验中，证明新疗法安全性。研究团队开发的新设备可以同时用弱电脉冲和定时声音，来让过度活跃的神经元细胞回归正常活跃水平。

加拿大开发人工光合作用高性能催化剂

加拿大多伦多大学发布消息称，该校研究人员成功研发出一种新型催化剂，将进一步推动人工光合作用的发展，利用太阳能或风能将捕获的碳排放转化为化学能，为人类应对气候变化提供一举两得的方法，相关论文发表在近期的《自然·化学》期刊上。

美空军为军事情报分析和决策开发交互式工具

美国空军研究人员近日正在启动一项价值2500万美元的5年期项目，以开发一个交互式问答软件工具，以帮助进行军事情报分析和决策。空军的研究人员解释称，情报分析的效率需要提高，以便与搜集的情报数据的复杂性、速度、种类和数量相对应，来对抗越来越敏捷和欺骗性的对手。

来源：《科学》《自然·通讯》、《科学·进展》等