俄罗斯

启动尼卡离子对撞机

目前最强大的激光器

董映璧是科技日报的驻俄罗斯记者。

到2024年，俄罗斯将推动其重要的科学项目。

2013年6月13日，俄罗斯总统普京视察了联合原子核研究所，并下令启动离子对撞机项目，名为“尼卡”，它用于探索致密重子物质性质。建成后，该机构的科学家们可在实验室条件中重建大爆炸初期的夸克-胶子状态。

2013年，“尼卡”离子对撞机大科学项目正式启动，它位于莫斯科州杜布纳市联合原子核研究所占地6公顷的一块土地上。在建设期间，为了确保土壤中的砂层稳定，共安装了约 6300 根桩子，使用的是打入法而非传统的打桩法。整个项目总共耗用特殊混凝土53000 立方米。

“尼卡”项目汇集了包括世界三十个国家在内的约130家科研机构、大学及企业，其中来自俄罗斯的就有36家，有2400多名专家参与该项目，其中有超过1650名是俄罗斯专家。“尼卡离子对撞机国际研究项目将于2025年展开。”

此外，俄罗斯正在建设世界上最强激光装置UFL-2M，据估计，它将在萨罗夫全俄实验物理科学研究所启动建设，在未来五年内完成，将用于执行一系列奇特任务，包括击中小行星等。

美国

生成了宇宙第3种元素

发布最新的量子芯片

"张佳欣"

预计到2024年，美国将在基础物理学的研究方面持续投入。

劳伦斯伯克利国家实验室的研究人员成功地在微观粒子领域制造出第3种元素鉝，为未来合成周期表上已预测最重元素（即120号元素）奠定了基础。耶鲁大学的研究团队则开发了一项能够检测单个氦核衰变的技术，该技术的高灵敏度使中微子探测成为可能。包括麻省理工学院在内的国际研究团队首次将粒子物理学中的原子核由夸克和胶子构成的观点与传统核物理学关于原子核为质子和中子集合的看法结合起来，这标志着人类对原子核结构和强相互作用的理解向前迈出了关键一步。

在研究中，麻省理工大学物理学家首次发现了一种极其罕见的分数电荷效应，在五层石墨烯晶体结构中进行研究，这是结晶石墨烯特有的“分数量子反常霍尔效应”的首个证明，并且为新的量子计算提供了可能。伦斯勒理工学院团队也创造出了首个能够在室温下工作的强光物质相互作用拓扑量子模拟器。此外，在量子纠错技术方面，包括哈佛大学、麻省理工学院以及QuEra计算公司和谷歌量子AI团队在内的多个研究小组展示了有效的量子纠错策略，这意味着将量子计算机推向实用化的进程向前迈进了一大步。11月，谷歌发布了最新一代的量子芯片的纠错能力，这为大规模容错量子计算的实现奠定了坚实的基础

其他物理学领域的研究同样硕果累累，例如斯坦福国家加速器实验室所发明的相干光源首次发出有史以来最强的X射线脉冲，为科学研究提供了强有力的工具。劳伦斯·利弗莫尔国家实验室开发出太空飞行中分辨率最高的伽马射线传感器，将显著增强对小行星等天体的研究和探测能力。宾夕法尼亚州立大学以及哥伦比亚大学首次观测到特殊准粒子半狄拉克费米子的存在，并有可能促进新一代电池、传感器等相关技术的发展。布法罗大学的研究团队发明了性能最高的高温超导导线段，开辟了一片为人类驾驭磁力提供全新可能的领域，有望改变现有的能源基础设施体系，并且甚至能实现商业核聚变。

英国

精准理解微小的粒子

全面推动量子科技的发展

刘霞

预计在2024年，英国将在微观粒子研究领域继续深入探索，并且在量子研究方面会有更进一步的发展。

英国伯明翰大学的研究者提出了一个全新的观点来理解微观粒子。他们首次精确地描述出一个光子的模样，这为人们研究光和物质在量子层次上的相互作用提供了新的见解，并有可能引发各种有益的变化，比如更加精良的传感器、电池或量子计算机等技术的发展。

帝国理工学院的研究人员利用组合技术让μ粒子聚集成束以用于高能碰撞实验从而为新物理学研究奠定基础。该校科学家正在设计一种能够检测到当前最灵敏的暗物质探测器10倍量的新一代暗物质探测器有助于揭开正反物质之谜。

英国伦敦大学学院(London University College)是首例在阵列中定位单个原子成功的科研机构，这项研究的准确性近100%，并且对于制造超算有着不可忽视的潜力。

英国和印度的科学家正在进行一项新的实验，在这一领域对量子理论的一个主要问题进行了测试：是否能够将质最较大的物以量子性质来测量？这一实验的目的在于检验量子力学是否可以适用于比微观层面更宽泛、更宏观的尺度，从而推翻以往的理论。

一个由来自英、瑞、意、荷四国科研机构组成的国际合作团队，凭借其精确控制光纤内部光学电路的技术，可能会使得未来不再需要破解才能进行的通讯，同时有可能在研究领域发现全新的超快速量子计算方法。

剑桥大学卡文迪许实验室第一次揭示出，在其提供的层状二维材料六方氮化硼中，“单原子缺陷”可使量子信息以室温状态保持几微秒时间。这一发现为推进基于二维材料的量子计算技术提供了关键意义。

英国物理学家也发展了一个新的“量子旋风”实验室平台，用来详尽研究类似黑洞的现象及环境之间的互动。

该公司研制的一款名为“阿尔法量子比特”的人工智能解码器可对量子计算过程中的错误作出前所未有的精准校正。私家侦探，侦探公司，调查公司，查人找物，商务调查，出轨外遇调查，婚外情调查，私人调查，19209219596这一技术对于打造稳定可靠的量子计算机至关重要。

英德两国的科学家率先在构建量子互联网领域取得了关键进展，他们利用常规光缆将量子数据进行高速传输。

此外，诺丁汉大学的研究小组还实现了首例将惰性气态金属氪的原子排列在石墨烯中，形成了一个单维的空穴，并且这个研究结果帮助科学家更深入地解析了原子和分子的特性。

来自英国、荷兰与意大利的研究人员最近利用粒子物理学原理获得了微弱物质的质量，并且这些成果可能揭示出关于量子引力的新发现。

伦敦大学的研究团队最近在实验室里发明了一个新的分子，它可以影响地球上生命的起源。这个新发现的化合物叫做泛酰巯基乙胺，它可能是在地球诞生初期就存在的一个非常重要的物质，而且它的存在可能会帮助我们更好地理解生命是如何开始和如何发展成今天的复杂形态的。

法国

又一项有关反物质的研究取得了重大的新发现

光学和量子技术的结合应用

李宏策，是科技日报的法国记者

到2024年，法国科学家仍致力于探索基础科学的秘密。

欧洲核子研究中心成功运用其AEgIS系统对正电子离子进行激光冷却，迈向将发射类似激光的伽马射线的物质、反物质系统引入研究的新一步。通过使这些粒子处于极低温度状态，团队不仅能更精准地探索这些反粒子，而且还能显著提高生产反氢（由正电子和质子组成的反原子）的数量级，预计这一发展有望开启在研究反物质领域的全新篇章。

几位法国科学家在将量子学和光学联系起来的研究上取得了显著进展。由法国主导的两个国际合作小组已经展示出，现代技术可以在光学领域展现其强大潜力。

法国索邦大学的研究人员开发了一种使用量子纠缠将图像编码进一束光的方法，并且与英国格拉斯哥大学合作完成了另一项研究，探索如何利用纠缠光子来提升自适应光学成像的质量。这两项研究成果促进了高精度成像技术的发展。

此外来自法国纳米科学和技术中心、巴黎电信公司和意法半导体公司的研究人员，研发出面积小于0.05平方毫米的硅基微谐振器。该装置能产生70多个频率通道且间隔为21GHz。研究人员认为这是集成光子学领域的一次重大进步不仅有望推动量子计算的发展而且还为超安全通信网络奠定了基础。集成光子学是利用光子来处理和传输信息的光通信领域的创新技术由于其可扩展性和与现有电信基础设施的兼容性集成光子学多年来一直占据在量子应用领地位

法国科研人员运用不同的频率区隔进行了一项长达17次的研究，结果显示它们之间的量子状态保持了一定程度的保真度与相干性，并且他们正朝着实现实用性量子计算的方向迈进。

德国

理解微观粒子系统

构建自立的量子能力

科技日报驻德国记者 李山

预计在2024年，德国将继续在全球科研领域保持领先位置，在基础研究方面取得更多创新成果。

关于微观粒子的研究领域，德国一直在国际合作项目中发挥重要作用。比如，在首次观察到“弹射效应”方面做出了卓越贡献，这种现象揭示了X射线照射下的分子解离的独特动力学；在研究已知最重的高度离子化原子类氦铀时取得了突破，并精确测量其X射线谱，从而提高了分析效率和准确性；创造了一种高功率阿秒硬X射线脉冲，这是目前世界上最先进的技术之一；通过在地球上探测到迄今为止能量最高的宇宙射线电子，德国科学家做出了重大发现；此外，他们还研究了液相中水分子与其相邻分子之间的键合；并发现反铁磁体中的磁子-声子费米共振现象；最后，他们在托卡马克能量爆发的研究中取得了突破性进展，并成功开发出抑制托卡马克能量爆发的方法。

在量子领域，德国不仅积极与其他国际合作伙伴一起进行研究工作，还在推动自主研发上做文章。于利希研究中心及其合作伙伴们，已率先投入生产了一款优化了量子位质量的原型机，这台机器正式上线使用。法国Pasqal公司则为于利希超级计算中心提供了一个100个量子位的量子计算机模型。此外，德国网络安全创新署还与其四家合作伙伴签订了合同，并计划在未来5年里推出世界上首款可移动使用的量子计算机系统。

与此同时，IBM公司在德国Ehningen举行了一场典礼仪式，正式开业了它的第一个量子计算机中心，也是全球目前仅有的第二个量子计算机中心。这座中心拥有两台量子计算机，并且其量子处理器超过了100个量子比特。这些处理单元必须冷却到零下272摄氏度的超低温环境中，才能实现最佳运行状态。这个数据中心将作为IBM的量子欧洲云区域的一部分，IBM希望通过它与欧洲的顶尖公司、研究机构以及政府合作伙伴一起，在欧洲推动量子计算技术，并促进该领域的教学和人才培养。

以下是相关研究成果的部分简写版：通过对ISIS中子源的研究，发现了三维量子自旋液体。通过理论建模发现了一种在量子模拟领域取得突破的关键现象——克服里德伯原子寿命的根本限制。采用实时替换丢失原子技术，成功实现了1200个原子的量子寄存器持续运行一小时，为可扩展量子计算机向前迈出重要一步。创造一种特殊的超导态有助于稳定量子位，并利用超导体的优势与拓扑绝缘体的可控性结合在一起，是发展可拓展量子计算的关键要素。首次展示出如何使用微波精确控制钻石中的锡缺陷，这标志着量子传感器技术的重要突破。开发了一种检测原子级磁场的颠覆性量子传感器，为未来的量子通信网络打下了坚实基础。开通了柏林和波恩之间的900多公里量子加密数据通信测试线路等实验，显示了科学家们在量子计算和通讯领域的巨大进展。

日本

量子技术商业化步伐坚实

核聚变研究有望实现应用

《科技日报》特派记者 李扬

到2024年时，日本已经在私家侦探，侦探公司，调查公司，查人找物，商务调查，出轨外遇调查，婚外情调查，私人调查，19209219596基本的量子技术研究领域取得了显著进展，并且已经开始在推动量子技术产业化的发展上迈出重要步伐。

日本在核聚变研究方面也做出了成绩，量子科学与工程研究所（QST）宣布实现了利用单个回旋加速管输出多种频率电磁波的全球首次，这一成果有助于提升等离子体加热系统的性能，并具备应用于未来核聚变原型反应堆的潜力。

研究人员声称，已经成功开发出了可以传输的光逻辑量子比特。这是向大规模容错量子计算迈进的重要一步。东京大学与日本电报电话公司等研究团队表示，利用先进的通信技术提升了光学状态生成速率大约1000倍。这一突破性进展将为超高速光量子计算机的研发铺平道路。

富士通获得了日本经济工业省下属的产业技术综合研究所的订单，成为日本企业的首个商用量子计算机订单。这标志着日本企业在量子计算技术的研发与商业应用上取得突破性进展，迈出了重要的一步。

关于量子技术的应用，《日本国立研究机构》宣称，他们首次使用“纳米级”量子传感器精确测量出人体内细胞的实时温度，并指出这一成果对于革新型癌症研究具有里程碑式的意义，将为科学家们研发新的细胞温度监控设备提供新思路。

韩国

建立专业机构来培育量子人才

制度保障促进了量子技术研发与产业化的进程

科技日报记者 薛严

在2024年，韩国将会采取多种策略来确保其量子科技发展取得成功。

韩国标准与科学研究院（KRISS）已成立专门团队研发军用量子计算与传感技术的研究所位于大田广域市，在此，他们计划与大学进行合作开发军用量子技术，并培养专业的量子人才。KRISS已被正式指定为“K-量子国际合作本部”的执行机构，后者旨在5年中投入预算15亿韩元的经费来运行该研究所。这个部门的运作目标是把国际共同研发企划、构建海外合作关系体系与国内合作体系作为其三大重点发展方向。此外，将专注于推动国际研究开发项目，支援产学研国际合作活动，并帮助收集和分析外国信息以及支援韩国人或韩国裔科学家。

11月，韩政正式宣布将开始实施《量子科学技术及量子产业促进法》，这是政府制度化的第一步。根据该法，《促进量子产业基地建设》将成为韩国的一项国家任务。该法案包含多项措施，包括制定量子发展计划、整合产学研力量、系统化培育产业体系和加强人才队伍与生态系统建设等内容。

除此之外韩国科学与产业部成立了量子前沿战略委员会负责监督并引导国家的量子技术研发计划，这个委员会通过建立公私联合互动渠道帮助推进量子科技的全面发展。

南非

经济数字化正在蓬勃发展

启动量子技术项目

科技日报驻南非记者 冯志文

预计到2024年，南非将在这两个领域实现较大发展。南非在基础科学领域的投资取得一定进展，启动了量子技术的专项研究项目，并致力于推动数字经济的发展。这些成果展现出了该国在通过促进创新和利用科技进步来提升经济与社会发展能力方面的积极努力。

南非的数字经济得益于其完善的基础设施网络、日益壮大的电子商务市场和政府的积极支持。首先，电子交易活动呈上升势头。2023年南非的电子商务销售额达到40.65亿美元，并继续保持这一增长态势。其次，国家推出了数字经济战略规划，这是旨在推动电信网路基础设施建设（如构建5G）以弥补技能差距、扶持初创企业发展、增强网络安全以及将数字技术融入制造业和金融服务等重点行业的具体措施。此外，南非启动了连接计划，旨在扩展负担得起的高速互联网接入，缩小数字鸿沟，促进经济繁荣发展。

南非启动了金山大学领导下的南非量子技术计划。该计划由科创部资助，旨在支持量子软件的研发、人才培育以及相关宣传工作。多所大学现已建立量子节点，为合作研发和创新传感计量提供了平台。这项规划有助于南非参与全球量子革命进程，并通过软件开发促进其经济的量子化发展。

以色列

建立高端的量子计算中心

发起“AI量子校准挑战赛”活动

胡定坤

2024年将在量子计算技术方面有所进展。

6月，以色列在特拉维夫大学建立“以色列量子计算中心”。该中心由“量子机器”这一著名量子技术企业领衔运营，这是世界上唯一的、甚至是唯一的一个研发和运行超导量子比特、冷原子以及光量子三种不同类型的量子计算机的量子计算中心，并拥有世界上最精良的低温测试台等相关设备。

到12月中旬，“量子机器”和美国量子计算公司“Rigetti Computing”已与以色列国家量子计算机中心联手启动了一场名为“人工智能量子校准挑战赛”的活动。Quantum Elements公司及欧洲Qruise公司均使用了基于AI技术的算法成功对9量子比特的量子处理单元进行了自动校准。

年底，首个基于超导量子比特的以色列计算机开始运转。此机基于20量子位的原理设计，并由以色列创新局、以色列航空航天工业公司和希伯莱大学所领导研发。