前瞻技術脈動：光子與量子技術（202512）
科技產業資訊室(iKnow) - 技術發展藍圖研析團隊 發表於 2025年7月11日
圖、前瞻技術脈動：光子與量子技術（202512）
探索暗物質：量子科技與解開太空最大謎團的任務
製作由超流體氦-3（superfluid helium-3）構成、處於宏觀量子狀態的探測器，並配備超導量子放大器（superconducting quantum amplifier），使其對質量在0.01到幾個氫原子間的暗物質粒子碰撞具有最佳靈敏度，從而增強其檢測暗物質碰撞微弱訊號的能力。
由Lancaster University、University of Oxford和Royal Holloway, University of London研究團隊發表於《Journal of Low Temperature Physics》期刊的研究成果指出，該團隊開創了先進量子技術的應用，構建極為靈敏的探測器，旨在直接探測暗物質。暗物質約占宇宙物質的80%，僅透過引力產生互動，使傳統觀測方法難以察覺其存在。為了克服該挑戰，研究團隊使用了超流體氦-3和在接近絕對零度的極低溫環境下工作的量子放大器。這些技術對於探測暗物質粒子與普通物質間互動的微弱訊號至關重要，該創新方法最近在皇家學會的夏季科學展（Royal Society’s Summer Science Exhibition）上展示。該研究是由UKRI Quantum Technologies for Fundamental Physics資助。
參考資料: Probing Dark Matter: Quantum Technology and the Quest To Solve Space’s Biggest Mystery. SciTechDaily.2024/07/08
光速雷達可追踪多枚20馬赫的飛彈
美國空軍在馬紹爾群島附近進行了洛克希德·馬丁超高音速飛彈測試，表明美國在超快速飛彈技術方面與中國和俄羅斯達到了同樣水準。開發突破性的雷達系統，結合雷射和三種微波段，使節點間能以光速進行通訊，同時克服高速電子產生的熱問題，並結合一種可減少幻覺的算法來增強準確性。
由清華大學研究團隊發表於《Optical Communication Technology》期刊的研究成果指出，該團隊開發了一種先進的雷達系統，能精確追蹤速度超過20馬赫的超高音速飛彈。該雷達系統整合了三種不同波段的微波通訊和雷射技術，能在最多373英里（600公里）的距離內實現快速數據傳輸和精確目標檢測。與傳統雷達系統不同，這套系統採用了一種新方法來減輕由高速電子產生的熱問題，確保運行的可靠性。地面模擬結果顯示，該雷達能以小至11英寸（28公分）的誤差，追蹤秒速接近4.3英里（7公里）的飛彈，並以99.7%的可靠性準確估計其速度。該系統可安裝在飛機或導彈系統上，突顯了中國在超高音速飛彈防禦技術上的進步。
參考資料: Light-speed radar can track multiple Mach-20 missiles. New Atlas.2024/07/12
物理前沿：透過原子碰撞揭露核結構
由University of Science and Technology of China、Huzhou University和Purdue University研究團隊發表於《Nuclear Science and Techniques》期刊的研究成果指出，該團隊透過相對論同量素碰撞（relativistic isobar collision），觀察到核結構中原子行為的微妙差異。透過檢驗同量素如9644Ru+9644Ru和9640Zr+9640Zr的碰撞，研究團隊揭露了核變形（nuclear deformation）和初始波動如何影響多重性（multiplicity）和離心率（eccentricity）等性質。研究團隊使用了先進模型和GPU平行計算（parallel computing），以高精度模擬這些碰撞。模擬結果顯示，儘管中央碰撞受變形影響較小，但離心率受到顯著影響。
參考資料: Frontiers of Physics: Nuclear Structures Revealed via Atomic Collisions. SciTechDaily.2024/07/21
「結態」控制可能為量子電子學提供途徑扭
賓州州立大學研究人員製造了一個開關來打開和關閉扭結態的存在，扭結態是半導體材料邊緣的導電路徑。透過控制扭結態(kink state)的形成，研究人員可以調節量子系統中電子的流動。這項研究發表在《科學》雜誌，該研究工作可能為研究人員繼續研究扭結態及其在電子量子光學元件和量子電腦中的應用提供基礎。這意味著他們消除了可能允許電子向相反方向移動碰撞的源，他們透過將乾淨的石墨/六方氮化硼堆疊作為全局閘極（或允許電子流動的機制）納入裝置中來實現這一點，這種材料的使用是當前研究的關鍵技術進步。研究人員還發現，即使溫度升高到幾十K（絕對溫度單位），扭結態的量子化仍然存在。量子效應通常只能在幾K的低溫下生存，所以若使這項工作的溫度越高，就越有可能在應用中使用。(1297字；圖1)
參考資料: Kink state' control may provide pathway to quantum electronics.phys.org.2024/07/26
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
【聲明】
1.科技產業資訊室刊載此文不代表同意其說法或描述，僅為提供更多訊息，也不構成任何投資建議。
2.著作權所有，非經本網站書面授權同意不得將本文以任何形式修改、複製、儲存、傳播或轉載，本中心保留一切法律追訴權利。
|