本周焦点

    量子比特的1秒钟

    这是一项新纪录，由人造钻石超材料生产商六元素公司与美国哈佛大学、加州工学院、德国马普光量子研究所合作研制出的单晶体人造钻石，使量子比特存储时间超过了1秒钟。其亦是人类首次实现用一种材料在常温下将量子比特存储如此长时间，代表着量子信息处理的最新发展。

    1秒钟不必锱铢必究？但从量子的标准看，这是很长一段时间了。在构建量子计算中，人们利用量子点传输量子信息，长期都只能局限在数公里的范围内。而如果有一种材料能做到捕捉信息，保持较长时间的稳定存储，继而转发，也就意味着扩大了量子网产生作用的区域。更何况，许多物质的量子态都要求接近绝对零度，能在室温下操作量子比特，尤显珍贵。

    本周“PK”

    新一代无人机首飞完成

    美国波音公司新一代无人机——由液态氢驱动的“幻影眼”日前在加利福尼亚沙漠中完成首次自主飞行。该机翼展约45米多，有效载荷约200公斤。首飞中以115公里的时速攀升到1200多米高空，尽管着陆过程中起落架受损，但此次历时28分钟的飞行仍十分成功，研发者称其开启了情报收集、检测和侦察的新纪元。

    仿生无人机乃节能先锋

    西班牙和美国研究团队模仿蝙蝠翅膀的运动机制，利用形状记忆合金研发出一架可在飞行中改变机翼形状的无人驾驶飞机“Batbot”。其行为类似于人的二头肌和肱三头肌，当不同的电流通过时，在形状记忆合金丝的控制下，机翼在延伸和收缩两种形态之间切换，减少了空气阻力，进而降低能耗35%。

    一周技术刷新

    以高精度追踪胚胎发育过程

    传统光学显微镜和多阶段拼接的手法，都不能最真实地展示出受精卵发育成胚胎所经历的细胞分裂和复杂的排列重组。美国开发出一种新成像技术，能以前所未有的速度和精确度看到该过程，让人们能追踪胚胎成形时每个细胞在几天甚至几小时内的变化。日后不仅有望追踪胚胎细胞的一代代世系，还可能控制发育，并转向更大更复杂的样本。

    超快高敏石墨烯光电探测器制成

    美国马里兰大学利用双层石墨烯开发出一种新型热电子辐射热测量计。当双层石墨烯暴露于电场时，其具有一个大小适中的带隙，既可将电阻和温度联系起来，又可保持吸收低能量红外光子的能力。新型探测器能广泛应用于生化武器的远距离探测、机场安检扫描仪等安全成像技术领域，并可促进对于宇宙结构的研究等。

    纳米锥有望降低光伏电池成本

    经济可行的太阳能电池，意味着先要将目前成本下降一半。斯坦福大学新研发出一种由硅纳米锥和有机导电聚合物覆盖的混合型太阳能电池，表现了出色性能的同时，能在两方面削减成本——其纳米锥的形状结构允许聚合物涂在开放的空间，减少了对其他材料的需求；而通过用一个简单方法即可形成这种纳米锥体/聚合物混合结构，也降低了工艺成本。

    “最”案现场

    最大太阳能飞机完成洲际航行

    当“太阳驱动”号经过持续19个小时的飞行降落在摩洛哥机场时，也意味着这架世界上最大的太阳能飞机圆满实现了首次跨洲航行。本次飞行平均时速约45公里，攀升最高海拔达9235米，其良好表现显示出了一架装有强劲太阳能电池板（1.2万块）的飞机具有的可持续性发展潜力，同时提升了人们对未来零碳航空业的信心。

    前沿探索

    一种全新的量子物质形态

    美国斯坦福大学利用金属镝造出世界上第一个双极量子费米子气体。该费米子气体兼具晶体和超流液二者看似矛盾的特征，被认为是一种全新的量子物质形态。这种费米子气体有望带来量子液晶，也就是那些构成大部分显示器所用液晶的量子力学版；或者带来一种“超级固体”，即假设的、具有超流液特征的固体，因而本次研究标志着人们在将凝聚物质物理中的超自然现象引入现实层面上的进步。

    人造血小板成功合成

    美国研究人员采用聚合物“模板”开发出了人造血小板。这种新血小板不仅可能执行典型的天然血小板功能，同时也可能应用于携带显像剂以确认受损的血管或传送药物来实现血栓的溶解。该成果对于仿生材料的发展具有里程碑意义，也是材料合成用于解决医学难题的良好例证。

    实现人工光合作用中的新突破

    瑞典、德国等研究人员利用短脉冲X射线，看到了植物进行光合作用的分子结构，发现钙在水分解过程中极为重要，是构建人工光合系统的关键“建材”，而以往要从细节上研究这一阶段是不可能的。这一方法为理解自然界植物的光合作用、光合系统结构与反应机制并最终实现人工光合作用提供了新途径。

    奇观轶闻

    体内的生物数字电路？

    尽管此前就有能进行简单计算的生物电路，但其多数由DNA分子或是细菌制成，很难被植入人类体内。而瑞士联邦理工学院此次选择了哺乳动物的细胞，在两套胚胎肾细胞内，制成了两种关键的生物数字电路：半加器和半减器，它们能分别加上或减去两个二进制数。这是迄今为止制成的最复杂的生物电路，有望成为构建更先进电路的基石，进而植入人体作为生物计算机来诊断疾病、管理药物。

    一吞一吐，启动自如

    黑洞不仅吞噬物质，还会放出能量和宇宙进行物质能量交换。荷兰空间研究所根据最近对两个活跃黑洞的观察发现，每个黑洞都能在这两种不同的模式之间来回切换，就像“换挡”一样。这为解释黑洞发动机功能及其对周围宇宙环境的影响并构建理论模型提供了新的理论补充。