来源: 科技日报 作者: 科技日报国际部

　　俄罗斯

　　启用贝加尔湖中微子望远镜

　　首次室温下获得磁性超导材料

　　科技日报驻俄罗斯记者 董映璧

　　俄罗斯研究人员在建设贝加尔湖深水中微子望远镜。

　　图片来源：俄罗斯卫星通讯社

　　2021年，俄罗斯在基础研究领域的亮点是，在贝加尔湖中启用了北半球最大的深水中微子望远镜“Baikal-GVD”，用于记录来自天体的超高能中微子流，研究地球物理学、水文学和淡水生物学现象，探索宇宙的产生和进化过程。“Baikal-GVD”体积约半立方米，通过在贝加尔湖冰中凿出的一个长方形孔洞，这个高科技实验装置被安置在距离湖边约4000米、水深750—1300米的位置。 

　　俄罗斯萨马拉大学首次描述了在宇宙化学进化中起最重要作用的有机分子在太空中的出现过程，所获数据扩展了关于生命出现的概念，并解释了合成有机物的“星际工厂”的运行机制。这一研究发现，最简单的多环芳(香)烃、茚可以在符合太空条件的温度下形成。含有多环芳(香)烃的小硬碳氢化合物粒子通常被称为星际种子，它实际上作为合成有机物(如氨基酸和糖)的分子太空工厂而运行。 

　　莫斯科大学量子技术中心开通了一条量子安全通信线路，用于校内20个用户组网通信，用户之间最远距离为50公里。俄罗斯电信运营商TransTeleCom完成了莫斯科和圣彼得堡间的量子通信干线的建设工作。

　　美国

　　揭示缪子行为异常

　　发现宏观量子纠缠直接证据

　　科技日报记者 刘霞

　　费米国家加速器实验室准备采集数据。

　　图片来源：费米实验室

　　在基本粒子研究方面，费米国家实验室和中国科学家联合进行缪子反常磁矩实验，以前所未有的测量精度，揭示缪子的行为与标准模型理论预测不相符，为新物理的存在提供了强有力证据。由美国科学家主导的国际向前搜索实验(FASER)小组，通过分析欧洲大型强子对撞机(LHC)提供的数据，首次在LHC上发现了中微子的“蛛丝马迹”。 

　　在量子技术领域，美国科学家今年可谓收获颇丰。美国国家标准技术研究所团队使用微波脉冲让两张小的铝片膜进入量子纠缠状态，发现了宏观物体量子纠缠的直接证据，有助量子网络、暗物质及引力波研究。哈佛大学和麻省理工学开发出可编程量子模拟器，能运行256个量子比特，有助科学家在材料科学、通信技术等多领域实现重大突破。IBM公司宣称，其已经研制出一台能运行127个量子比特的量子计算机“鹰”，这是迄今全球最大的超导量子计算机。

　　来自能源部SLAC国家加速器实验室等的科学家首次直接观察到了临近水分子之间的“量子拖拽”。 

　　另外，美国和新西兰科学家利用激光挤压并冷却锂气体等，使其密度和温度变化到足以减少光散射量的程度，由此证明了泡利阻塞效应，未来有望利用其开发能抑制光的材料，进一步提高量子计算机的性能和效率。

　　哈佛大学物理学家团队通过实验模拟并分析了一种新物质状态——量子自旋液体，其在高温超导和量子计算机等量子技术领域有着广阔的应用前景。

　　法国

　　提出新的量子计算机构架

　　揭秘宇宙诞生“第一种物质”

　　科技日报驻法国记者 李宏策

　　《自然》封面的反氢原子冷却实验。

　　图片来源：欧核中心

　　法国于2021年1月宣布启动量子技术国家战略，计划5年内在量子领域投资18亿欧元，争取让法国有机会成为“第一个获得通用量子计算机完整原型的国家”。该战略认为，完全掌握量子技术价值链是法国持久独立研究的关键，对法国专有技术和工业应用方面的主权至关重要。为此，该战略旨在为法国量子领域全价值链提供支持，涉及所有量子相关技术。法国正在建立以巴黎、萨克雷、格勒诺布尔为中心的量子生态系统。 

　　量子研究方面，法国团队提出了新的量子计算机构架，在传统的二维阵列量子比特上连接一个量子记忆体，形成三维架构，从而实现大幅降低量子计算机所需的量子比特数量。新架构下仅需13436个量子比特就能破解当前主流的2048位RSA加密，比此前研究中所需两千万个量子比特数减少了3个数量级，这为量子计算机架构设计提供了新方向。 

　　欧洲核子研究中心(CERN)频频有重要发现。该中心的超环面仪器实验(ATLAS)和紧凑缪子线圈实验团队于2月发现了希格斯玻色子衰变为两个轻子(带相反电荷的电子或μ子对)和一个光子——“达利兹衰变”的首个证据，有助科学家发现新物理学。 

　　3月，该中心的ALPHA合作组首次用激光冷却技术成功冷却了反氢原子，为更精确测量反氢内部结构及其在引力作用下的行为奠定了基础。将这些测量结果与氢原子比较，可以揭示物质原子和反物质原子之间的差异，为反物质研究带来新视角。该中心的大型强子对撞机(LHC)发现了4种全新的粒子，它们是4种不同的四夸克态。迄今为止，LHC共发现59种新强子。此外， 

　　6月，该中心利用LHC重现了宇宙大爆炸第一个0.000001秒内存在的唯一物质夸克—胶子等离子体(QGP)。研究发现，夸克—胶子等离子体具有光滑柔软的质地，这与此前的预测以及所知道的任何其他物质都不同。

　　7月，该中心大型强子对撞机底夸克(LHCb)实验团队发现了一种新物质粒子Tcc+，这个4夸克粒子是一种奇异强子，是迄今最“长寿”的奇异物质粒子，也是首个包含2个重夸克和2个轻反夸克的粒子，由2个粲夸克和1个反上夸克、1个反下夸克组成。这一发现有助对标准模型理论开展测试并揭示新现象。 

　　12月，在LHC的新探测器进行试运行时探测到中微子，这是首次在粒子加速器内部发现中微子。