前沿播报 | 水基锌电池有望替代锂电池、量子纠缠新纪录、区块链技术用于国防领域增材制造、高强度X射线成像技术应用于高超声速试验…

《Nature Physics》：俄罗斯科学家创建超导量子位的通用设计

俄罗斯量子中心和国立科技大学、英国伦敦大学和物理实验室，以及德国卡尔斯鲁厄理工学院的科学家近日共同提出一种可用于构建量子计算机的替代量子位的通用设计，成功创造了全新的量子比特。该设计以超导体制成的纳米线为主要元素，在很多方面与超导量子干涉器相似。

《Nature Materials》：水基锌电池有望成锂电池替代品

美国马里兰大学、陆军研究实验室和国家标准与技术研究院研究人员近日开发出一种可充电的水基锌电池，不仅容量大，寿命长，而且更安全，有望成为目前广泛使用的锂电池的理想替代品。研究小组使用新型的含水电解质，替代传统锂离子电池中使用的易燃有机电解质，大大提高了电池的安全性；而通过添加金属锌以及在电解液中添加盐，则有效提高了电池的能量密度。

奥地利科学家创下量子纠缠新纪录

奥地利科学家最近在量子纠缠系统领域创下新记录：成功实现了20量子比特系统内受控的多粒子纠缠。研究人员在3个、4个和5个量子比特的所有邻组间检测到了真正的多粒子纠缠。新进展有望应用于量子模拟或量子信息处理等领域。

美国研究人员发现小型数据存储器与微型电脑集成的新方法

美国新罕布什尔大学的研究人员近日发现一种容易制造的合成材料，这种合成材料能为更小、更安全的数据存储器提供更为稳定的运行环境，最终可制造出针尖大小的微型电脑。这种材料由称为“铁单层”的超薄磁膜构成，“铁单层”在非磁物质表面生成，其基片可以是氮化硼、氮化镓或氮化铟等氮化物。研究表明，这种合成材料的各向异性等能面由1兆电子伏上升到50兆电子伏，提高50倍，允许更大的数据量存储在更小的运行环境。

日本理化学研究所研究人员发现异常和拓扑霍尔效应可以用电场控制

最近，日本理化学研究所的研究人员在SrRuO3和SrIrO3组成的结构中观察到拓扑霍尔效应，他们还研究了在由这些材料组成的异质结构中应用电场的效果。实验结果表明，电压可明显地影响异常和拓扑霍尔效应。他们认为在铁磁层和栅极绝缘层之间插入具有强旋轨道耦合的薄层材料，可以控制其他磁性性能，如磁各向异性或磁畴壁运动。这些现象可能会被应用到一系列设备中。

DARPA利用C-130运输机投放Gremlins无人机

美国国防部先期研究计划局(DARPA)近日公布一段视频，表明该机构正在进行利用C-130“大力神”运输机投放“小精灵”(Gremlins)无人机的相关研究。DARPA于2015年8月启动Gremlins无人机项目，目的是演示低成本、空中发射、可重复使用的集群无人机执行各种任务。这些无人机将由C-130运输机释放，再由C-130运输机将其回收并返回基地，地勤人员随后在24小时内将这些无人机准备就绪以备再次出动。这种无人机至少要能重复执行20次任务。

美国国家制造科学中心资助研究将区块链技术用于国防领域增材制造

近日，美国国家制造科学中心（NCMS）和穆格（Moog）公司签署合作协议，共同资助研究采用穆格的VeriPart解决方案，将区块链技术用于增材制造。该项目将通过微软Azure云平台对穆格的VeriPart解决方案进行演示验证，使美国国防部能够在安全的环境中，评估区块链技术对关键任务和老旧零部件增材制造和数字化数据供应链流程的适应性。

美国阿贡国家实验室拓展高强度X射线成像技术在高超声速试验领域的应用

在高超声速试验领域，在不干预或改变高速流动特性的前提下在线实现高速气流细节的可视化一直以来都面临着巨大的挑战。但现在，美国能源部阿贡国家实验室（ANL）升级研制了一套能够产生高能高亮度X射线束的加速器光源设备，可望用于解决这一问题。阿贡国家实验室的“先进光子源”（APS）升级后可产生世界上亮度最高的X射线，能够实时捕获超燃冲压发动机内部油气混合的动态图像，来获得超燃冲压发动机燃烧室内部的基本流体特性和燃烧化学等关键知识。

美国航空环境公司展示其“传感器-射手”一体化系统

美国航空环境公司近日成功演示了其用于增强美国海军舰船自动应对威胁能力的“传感器-射手”（S2S）一体化系统。该系统由RQ-20B“美洲狮”（Puma）Block 2小型无人机、“弹簧刀”（Switchblade）巡飞弹、软件系统、Pocket DDL数据链和增益天线构成，可对海上、陆上威胁目标进行监控和精确打击，以增强指挥官应对威胁的能力。

加拿大政府投资开发新一代直升机

加拿大政府近日宣布向贝尔直升机德事隆加拿大分公司牵头的一个航空航天企业联盟投资4950万美元，用于推动新一代直升机技术研发。该项目旨在研制不依赖机组人员，可完全自主飞行的航空技术以及使飞机更节能环保，减少噪音污染的技术。

来源：《Nature Physics》、《Physical Review X》、无人机愿景网站等