物理学|科技盘点：“祖冲之二号”入选国际物理学十大进展，2021年的中国科学成就~( 二 ) 量子|模型|研究人员|进展|光子

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这一系列成果使我国成为目前国际上唯一同时在两种物理体系均达到“量子计算优越性”里程碑的国家。美国物理学会评价认为，中国科学技术大学研究团队在与谷歌、IBM等竞争中脱颖而出，提供了令人信服的实验论据，在他们的超导和光学量子计算机展示了卓越的量子计算优越性。
AI加持绿色材料研发
解决气候变化是一项需要大量脑力的挑战。今年，材料科学家利用人工智能开发电池、催化剂和其他绿色解决方案的新材料。例如，机器学习算法正在筛选大型化学数据集，寻找人类化学家可能遗漏的关系。这些努力已经发现了新材料，例如可以提高电池寿命的有机化合物。
与这些算法相辅相成的是自主实验室，机器人可以在其中快速合成和测试候选化学物质。该领域的研究人员预计，人工智能方法可以将材料开发时间缩短 10 倍。
量子计算模拟时间晶体
今天的量子计算机大多仅限于简单的计算，但研究人员表明，谷歌的 Sycamore 量子计算机可以执行另一种技巧：模拟时间晶体——一个以周期性循环不断进化的量子系统。但奇怪的是：在量子计算机上，时间晶体的模拟和演示之间的区别是模糊的。经典计算机只能模拟时间晶体的行为。但是，研究人员使用的量子系统设备则创建了实际的时间晶体。所以，量子计算机可以做的不仅仅是计算。

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气候变化观测模型
今年，热浪、洪水和飓风对地球造成了发人深省的影响。气候模型表示，随着地球整体温度的升高，这些事件将更频繁地发生，并且会越来越严重。但是将特定的极端天气事件归因于气候变化是很棘手的。研究人员开发了一种新的统计方法，将极端事件的模型模式与观测模式进行比较，为建立极端天气事件与气候变化之间的相关性提供了一种工具。使用过去的数据测试模型，该团队得出结论， 2010 年发生在亚洲的两次热浪很可能是气候自然变化的表现。但他们认为， 2021 年影响加拿大的不成比例的巨大热浪可能与气候变化有关。
假设暗物质不存在
虽然对暗物质的搜索继续空缺，但一些研究人员正在寻求另一种方法，假设暗物质不存在，相反，引力比目前认为的更复杂。这种所谓的 MOND（修正牛顿动力学）理论的预测与许多天文观测一致，但与宇宙微波背景（CMB）的一些观测结果不一致。现在，理论家通过提出适合 CMB 数据的理论版本在解决这个问题方面取得了进展。更新后的模型增加了 MOND 的可信度，但与之前的版本一样，该理论假设了缺乏理论动机的新领域，因此大多数宇宙学家仍然不相信。

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