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世界多国持续“放大招”，基础研究精彩纷呈( 三 )


在粒子研究领域 ， 过去几年里乌克兰国家科学院闪烁材料研究所一直在开发一种新的不透明闪烁介质 ， 用于充当高能物理实验中的检测粒子 。 欧洲核子研究中心（CERN）认为这项研究很有前景 ， 在2021年决定邀请乌克兰科研团队参加大型强子对撞机底夸克实验（LHCb） ， 该项目是乌克兰基础科学领域近些年受到国际瞩目的重大实验项目之一 。
以色列Israel 国家计划作为支撑
全面发力量子领域
2021年3月 ， 以色列国防部和创新局称将投资6000万美元建立以色列首台量子计算机 ， 计算能力约为30—40量子比特 。 该项目是以色列2019年推出的“国家量子能力计划”的一部分 ， 该计划将在量子领域投资3.8亿美元 。 除发力量子计算领域 ， 该计划还向5家公司和8个学术团体投资4000万美元 ， 推动量子雷达等新型量子传感器的研究 ， 其中本古里安大学已研制出一个紧凑、坚固的冷原子钟和一个灵敏的磁原子传感器 。
以色列希伯来大学研究团队开发出一种微小的荧光晶体 ， 称为“量子点” ， 被安装在金色的“纳米针头”上 ， 当荧光晶体被激光照射时会发出单光子流 ， 并在经过一种特殊光栅后沿单方向射出 。 该团队目前正在改进相关设备 ， 以便提供更可靠、更高效的单光子流 ， 使其能广泛用于量子加密技术 。
荧光晶体放在“纳米针头”上定向发光 ， 可用于量子加密 。 图片来源：afhu组织网（afhu.org）相关报道
德国Germany 推出欧洲首台量子计算机
精确控制原子核量子跃迁
德国弗劳恩霍夫协会与IBM公司合作研发的欧洲第一台商用量子计算机正式面市 。 这台有27个量子位的计算机的基本粒子部件由美国IBM生产 ， 冷却系统来自芬兰 ， 控制系统在德国研发 。 与此同时 ， 德国在下萨克森州的“量子谷”组建一个国际团队 ， 基于一种可使离子单独存在并被存储的基础技术开发新的量子计算机 。 此外 ， 德国政府部门首次通过量子通信技术在柏林和波恩之间举行了视频会议 。
德国弗劳恩霍夫协会与IBM公司合作推出欧洲第一台商用量子计算机 。 图片来源：IBM网站
以国家大科学工程为核心的亥姆霍兹联合会下属各中心继续开拓前进 。 例如 ， 于利希研究中心通过使用4个特殊的尖端扫描隧道显微镜 ， 首次实现直接测量超薄拓扑绝缘体中存在的非凡电性能；开发了一种微型红外探测器 ， 可使用压控开关控制两个不同的红外波段的光谱响应 。 柏林亥姆霍兹中心（HZB）研发可精确测量“台式粒子加速器”的电子束横截面的方法 ， 推动新的加速器技术在医学和研究中的应用 。 卡尔斯鲁厄理工学院研发新型法布里—珀罗谐振器 ， 可追踪纳米颗粒在空间中的运动 ， 可用于蛋白质、DNA折叠或病毒的表征；开发了一种新型气体分子传感器 ， 可精确实现分子特异性检测 。
以基础研究为主要任务的马克斯·普朗克学会下属各个研究所也硕果累累 。 例如 ， 量子光学研究所首次在不同实验室分隔的量子模块间实现量子逻辑运算 ， 为分布式量子计算开辟了新的发展路径 。 智能系统研究所录制了世界首个时空晶体视频 。 生物物理化学研究所开发出新的光学显微镜方法 ， 能够分辨间隔只有几纳米的单个分子 。 煤炭研究所研制出在室温和普通大气压下合成氨气的新方法 。 核物理研究所首次利用X射线精确控制了原子核的量子跃迁 。 光学研究所设计了一种实验 ， 在检测光子的同时能够避免光子淬灭 。 分子细胞生物学和遗传学研究所发现 ， 岩石孔隙中的气泡可能是早期地球生命的摇篮 。
德国科学家在一枚探测火箭上首次成功实现了太空原子干涉测量 。 鉴于原子干涉仪可利用原子的波动特性开展极精确测量 ， 如测量地球的引力场或探测引力波等 ， 新研究有望更精确探测引力波 。
日本Japan 首次精确测量超重元素质量
明确磁性斯格明子晶体机制
2021年3月 ， 日本Mercari公司、东京大学和大阪大学研究人员计划在5年内建立起采用新方式的短距离通信网 ， 以实现一个“绝对安全”的量子互联网 。 该“量子互联网特别工作组”在2月份公开的业务计划书中 ， 公布了建立量子互联网测试环境的方案 。
日本高能加速器研究机构（KEK）、理化学研究所及九州大学等组成的国际联合研究团队 ， 利用理研的重离子加速器设施“RI Beam Factory”（RIBF）中的充气式反跳核分离器（GARIS-Ⅱ）和多反射型飞行时间测量质谱仪（MRTOF） ， 成功地精确测量出了原子序数为105的超重元素Db同位素257Db的质量 。

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