1. 美国人工智能标准与创新中心（CAISI）携手OpenAI与Anthropic共促安全创新

李晓萌

通过《美国人工智能行动计划》，特朗普总统指示美国人工智能标准与创新中心（CAISI）与领先的美国人工智能开发商开展合作，积极保护私营部门免受人工智能安全风险（包括恶意网络行为者）的威胁。CAISI已组建了一支由机器学习与网络安全领域专家组成的顶尖科学家团队，以守护美国人工智能创新成果，并在过去一年中持续为美国人工智能开发商提供该领域的支持。 近日，CAISI与OpenAI和Anthropic共同开展了对其先进人工智能系统的安全漏洞排查，并强化了人工智能安全评估体系。基于CAISI与英国人工智能安全研究所合作完成的研究与评估成果，OpenAI和Anthropic近日分别发布了专题文章，具体说明了其安全性能的实质性提升。 CAISI与英国人工智能安全研究所正持续致力于推动安全的人工智能创新，相关工作包括：推进人工智能模型计量方法与标准制定的最佳实践，以及深化对最先进模型能力的认知理解。

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发布时间: 2025-10-15

2. 格拉斯哥大学研究团队研发高性能单片窄线宽激光芯片，有望推动微型化、低成本、易制造的光学与量子技术发展

李晓萌

近日，格拉斯哥大学研究团队成功设计并制造出一款基于单片全集成微芯片的窄线宽激光器，其性能达到了同类半导体激光器有史以来的最高水平。该项突破性的激光技术进展，其研发团队表示，将有望推动体积更小、成本更低、且更易于制造的光学与量子技术的发展。 这项技术有助于克服长期以来阻碍该类型单片半导体激光技术获得更广泛应用的诸多障碍。未来，这一新型激光系统或将在先进通信系统和无法破解的量子密码学等前沿科技领域得到应用。 该团队研发的新系统被称为“拓扑界面态扩展激光器与光学注入锁定技术”，简称MOIL-TISE。与以往的分布式反馈激光器系统相比，该系统能够产生更窄、更纯的激光。 激光的线宽是衡量其纯度的一个指标。线宽越窄，产生的激光光束越稳定，其工作频率的波动也越小。该团队的MOIL-TISE系统能够实现仅983赫兹的线宽，相比目前市场上工作在兆赫兹级别的单片式分布式反馈激光器，这是一项重大进步。 以往的高光谱纯度激光器面临一个重大挑战：如何在顶尖性能与紧凑设计之间取得平衡。为实现高效率，设计者通常依赖混合集成与笨重的外部元件，这限制了其实用性，也制约了其在片上集成应用中的潜力。 关于MOIL-TISE系统在单一集成芯片上的开发成果，已发表于《Science Advances》期刊的一篇新论文中（DOI：10.1126/sciadv.ady8963）。研究团队在文中描述了如何利用格拉斯哥大学詹姆斯·瓦特纳米加工中心的设施，在磷化铟半导体衬底上制造出MOIL-TISE器件。 该系统的卓越性能得益于其独特的结构设计。该设计将芯片划分为三个区域，每个区域都具有特定的光学相位。这些相位经过专门调谐，以使光在区域间保持均匀分布。再结合集成在芯片上的微环谐振器，该系统能够在内部循环利用光线以稳定其性能，从而实现高度集中的窄线宽。 MOIL-TISE系统的研发得到了大学“关键技术加速器”项目的支持。该项目资金来源于格拉斯哥城市区域创新加速器基金，其宗旨是为一系列应用开发前沿的纳米尺度技术。 该论文的第一作者兼通讯作者是关键技术加速器项目的孙晓博士。他表示：“格拉斯哥大学的独特之处在于，在英国境内，有可能完全在我们的校园内，将此类项目从一个初步想法推进至功能齐全的原型阶段。詹姆斯·瓦特纳米加工中心使我们能够设计、制造并测试我们的MOIL-TISE系统，极大地加速了研究进程。” “这项研究是‘关键技术加速器’致力于实现的那类突破的一个绝佳范例。能够在詹姆斯·瓦特纳米加工中心利用商业上即可获得的技术来制造该器件，这表明产业界在未来几年内可以轻松地、并以可负担的成本开始制造他们自己的基于MOIL-TISE技术的设备。” 詹姆斯·瓦特工程学院的侯连平教授是该论文的共同通讯作者。他表示：“我们的MOIL-TISE激光器在这一领域实现了三项重大突破与改进。它是同类产品中首个单片式器件，所有组件都集成在单一芯片上。它能产生具有卓越频率纯度的激光，这是此类单片分布式反馈激光器有史以来达到的最高纯度。同时，它还能轻松地在不同光学相位间切换，这一特性是未来构建不可破译加密与通信设备所需的量子密钥分发系统的关键属性。”

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发布时间: 2025-10-15

3. 悉尼大学的科学家通过精密传感实验开发出新的传感协议为下一代量子传感器开辟了道路

张宇

近日，悉尼大学的科学家在精密传感实验中绕开了海森堡不确定性原理，该项基础研究项目为下一代量子传感器开辟了道路。 澳大利亚和英国的物理学家重塑了量子不确定性，以规避著名的海森堡不确定性原理所施加的限制——这一结果可能为未来用于导航、医学和天文学的超精密传感器技术研究奠定基础。 海森堡不确定性原理于1927年被提出，该原理阐述了无法同时以无限的精度测量某些成对的属性（例如粒子的位置和动量）。换句话说，不确定性总是需要在实际测量中进行权衡的：一个属性被测量的越精确，另一个属性的不确定性就越大。 由悉尼大学纳米研究所和物理学院的Tingrei Tan博士领导的一个团队展示了如何通过工程手段设计不同的权衡策略，以实现同时精确的测量位置和动量。 “把不确定性想象成气球里的空气，”Tan博士说。“如果不戳破气球，你就无法将其排出，但你可以挤压它来使它移动。这实际上就是我们现在所做的。我们将不可避免的量子不确定性推到我们不关心的地方（位置和动量的大范围、粗糙的跳跃），以便我们所关心的细节可以被更精确地测量。” 研究人员还使用时钟的类比来进一步解释他们的发现。想象一个有两根指针的普通时钟：时针和分针。现在想象这个时钟只有一根指针。如果是时针，你可以分辨出现在是几点，并且大致知道是几分，但分钟的读数会非常不精确。 如果时钟只有分针，虽然你可以非常精确地读出分钟，但你会失去更大的背景信息——具体来说，就是你不知道是几点钟。这种“模块化”测量以牺牲一些全局信息为代价，以换取更精细的细节。 “通过在量子系统中应用这种策略，我们可以更精确地测量粒子的位置和动量的变化，”悉尼大学量子控制实验室团队的Christophe Valahu博士（论文的第一作者）说。“我们放弃了全局信息，但获得了以前所未有的灵敏度检测微小变化的能力。” 该策略的理论阐述发表于2017年。而现在，谭博士的团队通过使用他们之前为纠错量子计算机所开发的技术方法，对这一策略进行了首次实验演示。 “这是一个从量子计算到量子传感的巧妙跨界，”来自RMIT大学的理论家、共同作者NicolasMenicucci教授说，“最初为稳健的量子计算机设计的想法可以被重新利用，以便传感器能够在不被量子噪声淹没的情况下检测到那些微弱的信号。” 悉尼大学团队通过捕获离子的微小振动状态实现了这种传感协议——这相当于量子版本的钟摆。他们在“网格态”中制备离子，这是一种最初为纠错量子计算而开发的量子态。通过这种方式，他们展示了位置和动量可以一起被测量，并且精度超过了“标准量子极限”——这是仅使用经典传感器所能达到的最佳水平。 “我们并没有打破海森堡原理。我们的协议完全在量子力学框架内运行，“来自皇家墨尔本理工大学（RMIT）的论文共同作者Ben Baragiola博士说。“该方案针对小信号进行了优化，在小信号中，细节的精细程度比粗糙程度更重要。” 能够检测极其微小变化的能力在科学和技术领域具有重要意义。超精密量子传感器可以用于：在GPS不起作用的环境中（例如潜艇、地下或太空飞行时）提高导航精度；增强生物和医学成像；监测材料和引力系统；或探究基础物理学。 虽然仍处于实验室阶段，但该实验展示了未来用于测量微小信号的传感技术新框架。它并不是取代现有的方法，而是在量子传感工具箱中添加了一个特殊的工具。 “正如原子钟改变了导航和电信一样，具有极高灵敏度的量子增强传感器可能会催生全新的产业，”Valahu博士说。 这个项目联合了悉尼大学的实验人员，以及英国皇家墨尔本理工大学（RMIT）、墨尔本大学、麦考瑞大学和布里斯托大学的首屈一指的理论家们。它展示了跨机构和跨国界的合作如何加速研究进展并增强澳大利亚量子研究社区的能力。 “这项工作凸显了国际联系与合作在推动研究发展中的力量，” Dr Tan说。 研究人员声明没有竞争利益。资金来自澳大利亚研究委员会、美国海军研究全球办公室、美国陆军研究办公室物理科学实验室、美国空军科学研究办公室、洛克希德·马丁公司、欧洲委员会、悉尼量子学院以及H.和A.哈雷。 该项目的相关研究成果已发表在《Science Advances》。（DOI：10.1126/sciadv.adw9757）

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发布时间: 2025-10-15

4. 中国科学技术大学在一维极化子超晶格精密探测研究中取得重要进展

李晓萌

近日，中国科学技术大学单分子科学团队利用基于扫描探针的“多合一”综合物性表征技术，结合在位表面合成技术，在n型掺杂的单条聚合物中实现了一种准粒子—极化子的超晶格结构，并揭示了其高度耦合的晶格畸变、多带电荷密度波与振动模式退简并特性。该成果以“Polaron superlattices in n-doped single conjugated polymers”为题，于9月24日在线发表于《自然?纳米技术》。 在高掺杂浓度下，多极化子（multiplepolarons）的存在涉及复杂的多体相互作用，这些相互作用显著影响材料的电子学和输运性质。高度耦合的电子态与振动态的空间分布特征，对于从微观层面理解极化子间相互作用至关重要，但对其原子级分辨的精密探测仍是一项巨大的挑战。理论预言共轭聚合物中电荷载流子主要为极化子，其准一维的特性使其成为捕捉并研究相互作用极化子的理想平台。该研究团队近期发展的多域多参量综合物性表征技术（Science 371, 818–822 (2021)），为在单化学键尺度探究表征原子级精准构筑的共轭聚合物中的极化子波函数提供了可能。 该团队利用表面精准合成技术，在具有较小功函数的银单晶Ag(111)和Ag(100)衬底表面制备了乙炔基桥连并五苯聚合物（EBPP），并与制备在具有较高功函数Au(111)衬底上的EBPP样品做了细致比较。分析表明，由于Ag(111)和Ag(100)向EBPP聚合物转移电子，使得EBPP为n型掺杂且具有不同掺杂浓度。在电声耦合作用下，导致极化子凝聚形成具有不同超周期的一维极化子超晶格，即Ag(111)表面的三倍周期的3a-EBPP和Ag(100)表面的五倍周期的5a-EBPP。与此相比较，生长在Au(111)表面的EBPP聚合物由于可忽略的掺杂浓度，不会形成类似的超晶格结构。 利用集成扫描隧道显微镜/谱（STM/STS）、原子力显微镜（AFM）和针尖增强拉曼光谱（TERS）的“三合一”综合表征技术(图1a)，以及第一性原理密度泛函理论（DFT）计算，在单化学键水平实现了单条聚合物中极化子超晶格空间分辨的、高度耦合的结构、电子态和振动态的同步关联探测。通过AFM解析到的周期性晶格畸变所伴随的具有强耦合特征的电子态周期性调制与振动态退简并模式，揭示了不同超晶格中相互作用的极化子引起的多带电荷密度波属性（图1b-d）。对比几乎没有电荷转移的Au(111)表面获得的单倍周期聚合物结果，确认了电子掺杂增强的电声耦合引起的皮尔斯（Peierls）畸变对极化子超晶格的形成所起到的关键作用。 进一步，该团队结合实验所获得的高精度轨道能态与DFT计算结果，刻画出了极化子能带结构（图2a,f）。费米面处的能隙特征（红色箭头）表明体系存在极化子相互作用的关联效应，纠正了之前理论预测的极化子超晶格具有金属能带的错误认识。对比计算与实验获得的极化子态密度（图2b,c,g,h），表明GGA +U方法可在一定精度范围内描述极化子超晶格中的极化子波函数。超晶格中桥连乙炔基的拉曼位移频率与峰宽（半峰全宽，FWHM）显示出与极化子波函数空间分布的高度关联性（图2d,e,i,j）。其中，拉曼位移频率与乙炔基键长总体趋势相反，揭示了电子极化子超晶格中皮尔斯畸变引起的键长调制，拉曼峰宽信息揭示了化学键依赖的电声耦合强度的空间调制。但是，目前的理论框架对于处理复杂的极化子相互作用还有很大的困难，计算结果与高精度的实验结果还存在较大的偏差。 该项研究通过探针显微术与光谱技术的融合，实现了准一维超晶格极化子波函数的实空间直接成像，为理解极化子超晶格的相互作用微观行为提供了重要见解，对于理解有机半导体中的极化子电荷传输机制也具有重要意义。该成果所取得的高精度实验参数方面的进展，将为进一步发展针对极化子超晶格的理论模型提供更精确的实验基准，有助于更先进的极化子微观理论模型发展。 中国科大博士生吴莹莹和李斌副教授为该论文的共同第一作者。中国科大王兵教授、合肥国家实验室马传许研究员为论文共同通讯作者。厦门大学谭元植教授提供了分子前驱物。中国科大理论团队为理论计算和分析提供了大力支持。X射线光电子能谱测量是在国家同步辐射实验室完成的。研究工作得到了科技部、中国科学院、国家自然科学基金委、安徽省、新基石科学基金会等项目的支持。 论文链接：https://www.nature.com/articles/s41565-025-02019-7

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发布时间: 2025-10-15

5. 美国天体物理联合实验室（JILA）研究团队利用超冷锶原子实现连续激光与强耦合，为研制超稳定光源和精密测量工具奠定基础

李晓萌

想象一场永不落幕的交响乐。乐手是原子，让乐音得以凝聚的音乐厅是光学谐振腔，而技艺精湛的指挥家则是一种新型的连续装载强耦合技术——它精准把控节奏，在演出中悄然安排新乐手入座，让所有声部融汇成稳定纯净的旋律。您听到的"音乐"，正是从谐振腔中透出的那束单色连贯的激光。 实验中，辅助激光束负责冷却并引导原子——它们如同节拍器和舞台工作人员，并非演出本身。真正的演出是原子们在环形谐振腔内集体创造的新光线，这些光线以连续激光的形式逸出。 近日，借助这种指挥家般的精准控制，美国天体物理联合实验室（JILA）研究员、美国国家标准与技术研究院（NIST）及科罗拉多大学博尔德分校物理系教授James K. Thompson及其团队，成功实现了原子与谐振腔之间持续运行的强集体耦合。这项突破为研制超稳定光源和精密测量工具迈出了关键一步。 Thompson研究团队在《Nature Physics》（Sch?fer, V.M., Niu, Z., Cline, J.R.K. et al. Continuous recoil-driven lasing and cavity frequency pinning with laser-cooled atoms, DOI：/10.1038/s41567-025-02854-4）与《Physical Review Letters》（Continuous Collective Strong Coupling of Strontium Atoms to a High Finesse Ring Cavity, DOI：10.1103/PhysRevLett.134.013403）发表系列论文，成功演示了将锶原子连续装载至高精细度光学环形腔并实现强耦合的过程，同时观察到腔频意外锁定的连续反冲驱动激光现象。 首席研究员Vera Sch?fer阐释道："我们实验的初始目标是构建连续超辐射激光器——这种装置能在极短时标内完成精密频率测量，有望为探索暗物质及新物理研究开辟新观测维度。" 研究生Zhijing Niu指出："我们实现了锶原子在光学环形腔内的连续激光冷却与腔体输运，从而能持续获得超冷原子流，这对构建连续超辐射激光器具有关键意义。" 汤普森补充道："但研究过程中我们发现了自然系统在能量注入时展现的自组织奥秘：当我们仅尝试在构成激光腔的高反射镜面间装载超冷原子气体时，系统竟自发产生了激光。" 连续激光：量子光源新突破 激光，即受激辐射的光放大现象，已通过激光笔、条形码扫描仪等日常设备为人们所熟知。以往基于激光冷却原子的激光实现多采用脉冲模式，即光源间歇性工作。而连续激光能产生稳定的相干光源，对于需要高稳定性与高精度的应用场景至关重要。 研究人员采用激光冷却的锶原子，将其连续装载至高精细度环形光学谐振腔。通过包括三维红摩斯和垂直减速光束在内的多级激光冷却环节，原子被捕获并冷却。该过程的连续性确保了原子的持续补充，为实现持久激光提供了关键条件。 Zhijing Niu阐释道："我们突破了该领域普遍采用的间歇式操作模式（即冷却装载部分原子→短暂实验→清除原子→循环重复），实现了原子的连续激光冷却与装载。"Thompson补充道："更令人惊喜的是，在尚未利用极窄原子跃迁线宽之前，我们就观测到谐振腔持续输出激光——这种激光能终日不间断运行，直到我们下班离开实验室！" 反冲驱动激光：量子光源的脉动核心 理解反冲驱动激光可类比台球运动：当母球撞击其他球时，动量传递导致目标球运动。类似地，在反冲驱动激光中，光子（光量子）将动量传递给原子，促使原子加速运动。这种运动形成了粒子数反转——实现激光的关键条件。 传统激光器通常需要复杂装置与间歇运行来实现粒子数反转。而JILA研究人员开发出能持续维持这种反转的新方法：通过激光冷却锶原子与高精细度环形光学谐振腔的协同作用，构建出原子持续补充并保持低能态的系统。这种持续补充机制确保了激光过程永不中断。 Thompson指出："我们认识到该激光过程包含吸收光子并受激辐射（即LASER中's'与'e'的物理本质）至不同动量态，因为原子捕获光子时会产生反冲，继而将光子发射至谐振腔。" Zhijing Niu补充道："当我们通过激光冷却光束向系统注入能量时，这似乎是自然界自发形成的增益机制。" 强集体耦合：增强原子与光腔的相互作用 除实现连续激光外，该研究还成功达成了锶原子与光学谐振腔的强集体耦合。当原子与光腔场之间的集体相互作用强到足以显著改变系统特性时，便会引发这一现象。研究人员通过观测连续的原子-腔真空拉比分裂证实了该效应——这是强耦合的明确标志。这种效应犹如原子与腔光子之间的一场完美共舞，由此催生出新颖的量子行为。 Vera Sch?fer强调："我们观测到的诸多物理现象，唯有在连续实验而非循环实验中才能显现。最有趣的激光区域仅出现在从噪声较高的初始状态出发，随后将腔参数缓慢调节至仅靠连续激光支撑的低稳定性区域时。" 腔频锁定：稳定量子乐团的核心技术 维持连续激光与强耦合的挑战之一在于系统对外界干扰的敏感性。腔频的任何波动都可能破坏其精妙平衡，正如突如其来的杂音会打乱乐团演奏。为解决该问题，研究人员发现了一种能锁定（即稳定）谐振腔频率的新机制。Vera Sch?fer指出："我们发现，即便未主动调控，这种激光机制本身就能稳定腔体的有效频率。" 腔频锁定通过将修饰腔模的频率稳定至与腔内光增益频率相匹配来实现。其核心在于一种原子损耗机制——该机制能根据激光强度自适应调节腔内原子数量。当腔频发生漂移时，系统通过改变原子数自动补偿，从而使腔频及激光频率保持稳定。 James K. Thompson解释道："这种增益机制同时会引起原子加热，进而形成独特的反馈回路。即便我们极力尝试改变腔频，该回路仍能将有效光学腔频锁定于固定值。" 窄线宽引领未来之路 本研究实现的连续激光与强集体耦合，标志着激光与量子科学领域的重要里程碑。这些突破不仅深化了人类对基础量子相互作用的理解，更为诸多实际应用开辟了新路径。 James K. Thompson展望后续研究："无论是量子计算还是超窄线宽激光器领域，众多原子与激光物理团队正从循环运行模式转向连续运行模式。我们计划利用锶原子的窄线宽跃迁特性，构建极致单色激光器以探索未知世界。" 不久的将来，这项技术将催生线宽达毫赫兹级别的超稳定超辐射激光器，为高精度测量与基础物理检验提供关键工具。此外，本研究发展的技术还可用于开发新型量子传感器与器件，充分发挥连续原子-腔相互作用的独特优势。通过实施指挥家般的精准控制，让原子与光子ensemble实现紧密同步，研究人员不仅拓展着科学探索的边界，更为下一代量子技术奠定坚实基础。 该研究获美国能源部科学办公室、国家量子信息科学研究中心、量子系统加速器、国家科学基金会JILA物理前沿中心、Q-SEnSE量子跃迁挑战研究所及洪堡基金会资助。

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发布时间: 2025-10-15

6. 欧洲数学与统计计量网络（EMN Mathmet）推动计量领域的数字化转型

李晓萌

2025年3月，欧洲数学与统计计量网络（EMN Mathmet）联合计量数字化转型工作组（M4D）及欧洲计量区域协会跨学科计量技术委员会（TC-IM），共同举办了以数字化为主题的欧洲计量区域协会春季集训营。此次活动为修订欧洲计量区域协会的数字化转型战略收集了宝贵意见。 在6月举行的第19届欧洲计量区域协会全体大会上，EMN Mathmet参与了一场专注于数字化转型的专题研讨会，并呈现了两项重要成果： ·计量数字化转型专业术语汇编 ·数字化转型战略草案 该战略着重强调了软件与数据质量评估、优秀实践案例共享，以及在人工智能与机器学习、数字孪生、虚拟计量和传感器网络等领域的方法协同——其中对可信度、可解释性、度量指标与参考数据等维度给予了重点关注。 2025年启动四项EMN Mathmet相关新项目 作为对数字化转型承诺的实践，EMN Mathmet成员正牵头开展2024年度计量合作计划中的四个创新项目： 可信赖与质量保证的定量MRI项目（24DIT01 APULEIO） 开发磁共振成像的质量保证数字工具，包括数字孪生、虚拟患者、参考数据集及工具箱，为实现像素级自动不确定性评估铺平道路。 自动化自适应与不确定性感知智能测量项目（24DIT03 A3SmartML） 运用机器学习加速多维测量，提升通信、电子、绿色能源设备及半导体等领域的测量效率与可靠性。 电网可靠数据分析计量项目（24DIT05 GridData） 通过量化传感器数据质量、验证分析方法，并提供全欧适用的规范化公共测试数据集，增强欧洲电力系统数字解决方案的可信度。 燃气网络智能计量计量项目（24GRD10 SmartGasNet） 创建符合FAIR原则的燃气流量测量开放数据集，应用机器学习及经验证的不确定性评估方法，推动可再生燃气接入与电网脱碳，助力《欧洲绿色协议》实施。 推动计量数字化创新 通过战略贡献与前沿研究，EMN Mathmet正持续夯实欧洲数字时代的计量基础设施。该网络融合数学、统计学与数字技术的专业优势，确保数据、模型及数字工具的可靠性与质量，为欧洲产业与社会应对当下及未来挑战提供关键支撑。

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发布时间: 2025-10-15

7. 加州理工学院（Caltech）研究团队成功研制超高效微型激光频率芯片

李晓萌

能够覆盖宽频段的聚焦激光光源，在半导体电子芯片制造质控等众多科学研究和应用领域都具有重要价值。然而，除却体积庞大、能耗惊人的台式设备外，创造这种宽带相干光源一直难以实现。 近日，加州理工学院（Caltech）电气工程与应用物理学教授Alireza Marandi带领团队，成功在微型芯片上研制出了一种可超高效生成异常宽频激光的微型装置。这项突破性技术将在通信、成像及光谱学等领域展现应用潜力——在光谱分析中，这种光源将助力多种环境下的原子与分子检测。 研究人员在《Nature Photonics》期刊发表的论文中阐述了这种新型纳米光子器件及其技术路径。论文第一作者是Ryoto Sekine（2025届博士），他在马拉迪实验室攻读研究生期间完成了该项研究。 Marandi表示："我们首次证明，仅需单个纳米光子器件和低至飞焦耳量级的输入能量，就能覆盖从可见光到中红外波段的广阔电磁频谱。这是前所未有的技术突破。" 该装置采用自1965年问世的成熟技术——光学参量振荡器（OPO）。本质上，OPO是一种谐振器，即通过精密设计的微型光阱。它接收特定频率的输入激光，并利用铌酸锂特殊非线性晶体的特性，通过精密工程设计生成不同频率的光。 传统光学参量振荡器（OPO）通常以窄频激光源作为输入，虽能产生不同频率的输出，但其输出范围仍受限。这类装置主要作为类激光源使用，以其高度可调谐的输出频率著称。 光频梳技术突破 在这项研究中，Marandi团队通过纳米级芯片集成技术，对OPO进行革新性设计，成功实现了光频梳效应——这是一种仅需极低输入能量，就能产生覆盖宽频段的等间距类激光光谱。该光频梳的光谱范围令人惊叹，从人眼可见的可见光波段一直延伸至更长波长的中红外区域，提供锐利且稳定的光谱线。 光频梳技术曾助力两位科学家荣膺2005年诺贝尔物理学奖。与发射单一色光的传统激光器不同，光频梳如同跨越多个频段的光学标尺，该技术已广泛应用于提升原子钟精度、光精密测量以及环境监测等领域。 Marandi指出："光频梳技术始终面临两大挑战：一是光源体积过大，二是难以实现特定光谱窗口的定制化生成。我们的研究为同时解决这两个难题提供了可行路径。" 该装置的核心突破在于被Marandi称为"色散工程"的技术创新——通过精密调控不同波长光在器件中的传播路径，确保光波保持同步而非扩散。结合精心设计的谐振腔结构，这些突破使器件能够以极低阈值（即启动所需能量）高效拓宽光谱范围并保持相干性。 "超宽相干光谱的意外突破" Marandi坦言其团队对器件性能感到惊讶："当我们启动装置并逐步提升功率时，发现生成的光谱范围异常宽广。更令人惊讶的是，如此超宽光谱竟然保持着相干性——这完全颠覆了教科书对OPO工作原理的传统描述。" 这一发现促使研究团队重新进行模拟计算与理论推演。模拟结果显示，当输入能量超过阈值时，光谱理应失去相干性——即出现波长混杂且相位失锁的状态，无法生成光频梳。但实验室实测数据却显示，在远超阈值的工况下，光谱依然保持相干性。 Marandi透露："我们耗时约六个月才揭示出OPO的全新工作机制——在远超阈值时仍能重建相干性。由于这款OPO的阈值比传统装置降低了数个数量级，加之独特的色散工程与谐振腔设计，我们才能观测到这种现象级的光谱展宽效应，其能效比其他光谱展宽方案高出数个数量级。" 研究人员指出，这项突破有望重塑光频梳技术的应用范式——当前基于台式设备的系统将向集成光子器件转型。构建稳定光频梳的核心技术需要大幅展宽光谱，而所需能量一直是阻碍光频梳技术芯片化集成的瓶颈之一。 更重要的是，现有光子技术（包括最成熟的分子测量激光器与探测器）多工作在近红外或可见光波段。新型OPO装置以近红外激光为输入频率，通过高效光转换输出中红外相干光，将使科研人员（如光谱学领域工作者）能够获取低频区域的丰富信息。与此同时，该器件还能为原子光谱学研究开辟更高频段的探测能力。 论文题为《Multi-Octave Frequency Comb from an Ultra-Low-Threshold Nanophotonic Parametric Oscillator》（DOI：10.1038/s41566-025-01753-7）。合著者包括加州理工学院前研究生Robert M. Gray（2025届博士）、Luis Ledezma（2023届博士），现研究生Selina Zhou及前博士后研究员Qiushi Guo。器件纳米加工工艺由加州理工学院卡弗里纳米科学研究所完成。研究获得陆军研究办公室、国家科学基金会、空军科学研究办公室、国防高级研究计划局（DARPA）、加州理工学院传感与智能中心以及由加州理工学院为NASA管理的喷气推进实验室（JPL）共同资助。

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发布时间: 2025-10-15

8. 美国国家标准与技术研究院（NIST）通过设计一组相互关联或“纠缠”的量子比特，以保护它们免受温度变化等环境干扰或“噪声”的影响

张宇

量子比特是量子计算机的基本数据单元，也可以被用作量子传感器，这可能会带来更好的导航、资源勘探和计时等应用方法。近日，美国国家标准与技术研究院（NIST）的理论物理学家发现了一种潜在的方法，通过设计一组相互连接或“纠缠”的量子比特，以保护它们免受温度变化等环境干扰或“噪声”的影响。尽管这些纠缠的量子比特会失去一些潜在的灵敏度，但它们对噪声的抵抗力也更强，使其成为现实世界中量子传感器的一个有前景的研究方向。 噪声令人烦恼，无论你是在试图入睡还是利用量子物理定律。尽管环境干扰产生的噪声将永远与我们相伴，但包括美国国家标准与技术研究院（NIST）科学家在内的一个团队可能已经找到了一种在量子物理主导的微观尺度上应对噪声的新方法。解决这种噪声问题可能会使制造出有史以来最好的传感器成为可能，其应用范围涵盖医疗保健到矿产勘探等多个领域。 通过利用量子叠加和纠缠等量子现象，研究人员可以测量环境中的细微变化，这些变化对地质学和GPS等各个领域的研究工作都很有意义。但要做到这一点，他们必须能够透过由环境源（如杂散磁场）引起的噪声来检测例如大脑发出的重要信号。 该团队的理论解决方案给出了如何在将量子比特用于传感任务之前提前设计一组称为量子比特的量子对象（也称为量子计算机中的数据单位）。该团队发现，如果只纠正其中的一些错误，传感器在面对噪声时会变得更加稳健，而不是以一种能够纠正纠缠量子比特所经历的所有错误的方式来准备这个群体。纠缠的量子比特群体在这个过程中会失去一些灵敏度，但这种权衡是值得的，因为传感器的性能仍然优于未纠缠的量子比特。 “通常在量子纠错中，你希望完美地纠正错误，”论文作者之一、曾在联合量子信息与计算机科学中心（QuICS）担任量子纠错模拟研究所（RQS）博士后的 Cheng-Ju（Jacob）Lin 说，该中心是 NIST 和马里兰大学的联合研究所。“但因为我们是将其用于传感器这个应用场景，所以我们只需要大致地纠正它，而不是严格的纠正它。只要你按照我们发布的方法配置你的量子传感器，就能保护你的传感器。” 量子比特可以存在于多种能量状态，例如高能态和低能态，但它们也可以存在于 “叠加态”中，就好像它们同时处于所有这些状态一样。这种“叠加态”特性不仅是使量子计算机可以解决传统计算机难以处理的问题，而且也使量子比特对其环境中的微小变化（如微弱磁场的存在）高度敏感，这将显著影响量子比特的能量状态。像这样的量子增强测量技术可以实现比传统传感方法更高的精度，使其在导航等应用中非常有用。 但通过使用被称为纠缠的另一种量子特性，量子比特可以变得更加敏感，这是一种多个物体具有相互关联的量子态的现象。当一组量子比特纠缠在一起时，每个量子比特不仅能直接感知信号，还可以通过与其他量子比特的链接来感知信号，从而使其环境感知的能力被放大——这个群体比未纠缠的量子比特在感知环境细微变化方面表现得更好。 增加纠缠量子比特的数量也会显著提高群体的能力。例如，与处于叠加态的单个量子比特相比，100个未纠缠的量子比特的灵敏度会高出10倍，但100个纠缠的量子比特的灵敏度将高出100倍。 问题在于，纠缠量子比特通常需要完全隔离于环境变化（如机械振动或温度变化）。这些环境变化的干扰会产生量子技术研究人员所说的噪声——这是量子计算机和量子传感等共同面临的长期问题。 该团队设计的新方法配置了一组特殊的纠缠量子比特，以便它们能够容忍一些与噪声相关的错误。在借鉴他人实验观测数据的基础上，该团队使用了量子纠错码——一种用于纠正量子计算机中损坏数据的技术——使这组纠缠的量子比特群体在面对噪声时变得更加稳健。 “在分析这些纠错码时，我们发现有一类纠错码可以保护纠缠传感器，”Lin说。“这种特殊的纠错码使纠缠的量子比特能够比未纠缠的量子比特以更高的精度检测磁场，即使其中一些纠缠的量子比特因噪声引起的相关错误而损坏。” 虽然其他团队的实验已经得到了类似的结果，但Lin表示，他们团队发表的研究论文为这些发现提供了更为严谨的数学基础。 “尽管技术专家可能需要一些时间才能制造出这些新型的传感器，并推广它们。”他说。“但科学界对量子力学的理解已经足够好，以至于我们相信这些研究成果将很快在实践中得到检验，我们希望相关技术的研究人员都能在实验室对其进行测试。” 关于这种新发现的详细描述已发布在《Physical Review Letters》上，这一成果将使量子物体（如原子）组成的相互连接的群体能够在噪声存在的情况下更好地感知环境。一群未连接的量子物体已经能够胜过传统传感器。通过量子纠缠的过程将它们链接起来，可以使它们表现得更好。然而，形成量子纠缠的群体可能会使其容易受到导致错误的环境噪声的影响，从而使其失去特殊的环境感知优势。（DOI: 10.1103/dttc-ksdn）

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发布时间: 2025-10-15

9. 美国纽约州宣布向纽约州立大学石溪分校投资3亿美元，用于建立量子研究与创新中心

李晓萌

近日，美国纽约州宣布向纽约州立大学石溪分校投资3亿美元，用于建立量子研究与创新中心。 纽约州立大学石溪分校拥有全美最大的量子网络，在量子通信、计算与教育领域开展开创性研究。该首创中心将成为纽约州致力于量子科学与技术前沿研究和教育的顶级设施，重点关注量子通信与网络领域。中心预计需要约三年时间完成规划建设，计划于2029年投入使用。 这座15万平方英尺的设施将容纳计划中的纽约州立大学石溪量子研究所（纽约州首个高校混合量子数据中心）以及纽约州立大学石溪量子教育联盟，集研究、计算和人才培训于一体，旨在解决社会最复杂的挑战，构建更快速、更智能、更安全的互联网。 纽约州州长Kathy Hochul于2025年9月17日在石溪大学纽约州无线与信息技术卓越中心（CEWIT）宣布这一里程碑式决策时表示："当国家研发投资面临风险之际，纽约州正加倍投入，纽约州立大学系统正在行动。石溪分校作为研究重镇，如今将能在量子领域攀登新高峰。我们深知，要为纽约州乃至全美创造更光明的未来，就必须在今天投入——这正是纽约州矢志不渝的行动方针。" "石溪大学建成全美最大量子网络令我们倍感自豪。通过与纽约州政府及纽约州立大学系统合作开展此类变革性研究，我们正在加速技术发展及其对纽约州乃至全球的积极影响，"石溪大学校长Andrea Goldsmith表示。"量子研究与创新中心将引领量子计算与网络的未来。今日的历史性投资将进一步巩固石溪大学在量子科技领域的领导地位，彰显我校为应对社会最紧迫挑战提供解决方案的突破性研究实力。" 基于石溪大学当前在量子研究领域的领先地位，该中心将推动该校成为全球量子信息科学与技术顶尖研究中心之一，确保美国在这一关键技术领域持续保持全球领导力。 纽约州经济发展厅主席、首席执行官兼专员Hope Knight表示："经济发展厅曾鼎力支持石溪大学长岛量子互联网试验床项目，为纽约州在这一变革性领域确立领导地位奠定基础。量子研究与创新中心的创立标志着我们在拓展科研能力、培育顶尖人才、推动突破性进展方面迈出新步伐，这些举措将驱动经济增长，巩固纽约州作为全球量子技术领导者的地位。" 此项资金属于Hochul州长近三年来宣布的总额超13.4亿美元投资计划的一部分，该计划包含州政府资金和匹配的私营部门资金，专门用于支持纽约州顶尖高等教育机构的尖端研究。 扭转多年投资不足的局面，自2023年1月以来，纽约州立大学石溪分校已获得7250万美元的额外州直接税收运营补助金，以及7.815亿美元的州资本承诺（其中包含量子研究与创新中心的3亿美元拨款）。 纽约州立大学系统校长John B. King Jr表示："纽约州立大学石溪分校正引领尖端研究与新兴技术发展，这项历史性投资将加速推动纽约州成为世代相传的全球领导者。纽约州立大学系统致力于实现霍楚尔州长提出的科研支出翻倍目标，这不仅为了我们的学生，更是为了整个纽约州的未来。" "作为石溪大学的骄傲校友和纽约州公共教育体系的坚定支持者，我坚信持续投资教育机构对下一代的成功至关重要，"1990届校友、州议会议长Carl E. Heastie指出。"我们的研究型大学已成为科技进步的驱动力。随着纽约州立大学系统不断扩大——既要弥合教育差距，又要培育创新精神——我们必须坚持进行这些投资，巩固纽约州及其高校作为顶尖教育机构的地位。" "此项投资将使长岛具备引领下一轮科技与创新浪潮的雄厚实力，"2008届校友、州参议员Monica Martinez表示。"石溪大学未来的量子研究与创新中心将构建必要基础设施，既可拓展人类认知边界，又能推动未来重大发现，创造强化地区经济的新机遇，助力纽约确立领导地位。"

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发布时间: 2025-10-15

10. 美国国家科学基金会（NSF）投资3000万美元支持EPSCoR辖区能源、半导体及纳米生物技术研发与人才培养

李晓萌

近日，美国国家科学基金会（NSF）计划投资约3000万美元，在蒙大拿州、爱达荷州和路易斯安那州的学术机构设立"NSF EPSCoR科学技术卓越研究中心"。这些中心旨在拓展STEM知识体系，提升科研产出效率，并吸引更多当地学生投身STEM领域。 蒙大拿州 蒙大拿理工大学将创建能源技术中心，该研究基地专注于能源系统开发。研究人员计划研发可在当地部署的技术装备，将虫害枯死木等生物质转化为生物炭及热能、电能等可再生能源。 爱达荷州 博伊西州立大学将成立半导体产业促进劳动力发展中心。该中心致力于通过将半导体科学融入课程体系，推动本校教育模式变革。 路易斯安那州 路易斯安那州立大学健康科学中心新奥尔良分校将设立自适应纳米马达研发中心，通过融合纳米马达研究与人才培养，推动分子设计、能量转换及马达蛋白等关键技术领域的发展。 此外，什里夫波特市路易斯安那州立大学健康科学中心将成立"转录后调控研究中心"——这是一个创新的跨学科研究机构，专注于探索细胞通过转录后过程调控代谢的机制。该中心将深入研究RNA分子与蛋白质修饰在代谢控制中的作用，有望为生物技术创新及转化应用开辟道路。 美国国家科学基金会（NSF）STEM教育助理主任James L. Moore III表示："这些新设立的研究中心是提升科研能力、强化STEM教育体系，并确保全国高校都能获得研究机遇的重要途径。"

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发布时间: 2025-10-15

11. 首尔科学技术大学的研究人员利用碳纳米管（CNTs）制造出用于“智能鞋垫”的3D打印纳米管传感器

张宇

为了充分发挥可穿戴生物医学设备的潜力，需要新的材料。用碳纳米管（CNTs）制成的纳米复合材料是最有希望的选择之一，但由于制造方面的挑战，其应用一直难以实现。 近日，首尔科学技术大学的研究人员正在转向一些更高效和便捷的制造方法，如使用光固化成型（VPP）的3D打印技术来克服这些挑战，因为这种方法具有高度的设计自由度和打印精度。在这种方法中，光线被用来选择性地固化和硬化槽中的墨水层，逐步构建一个三维物体。 然而，这也带来了一些挑战——碳纳米管会影响墨水的可打印性和固化特性，而同时实现高拉伸性和电导率是一个主要障碍。 韩国首尔科学技术大学的一个研究团队已经在最近的一个项目中开始着手应对这些挑战。在朴坤教授和朴顺宰副教授的带领下，该团队利用光固化成型（VPP）3D打印技术制造出了具有高拉伸性和电导率的碳纳米管（CNTs）纳米复合材料。 “我们的新型碳纳米管纳米复合材料专门针对基于VPP的工艺进行了优化，可以制造出高度复杂的3D结构，”Park说。 工程师们首先通过在树脂中添加多壁碳纳米管来制备聚合物纳米复合油墨，浓度范围为0.1%至0.9%。他们利用超声波搅拌混合物以使其均匀分散，然后分析制备好的墨水以确定最佳打印条件。 该团队使用各种墨水通过VPP方法制造出多种测试样品，然后测试了其机械和电气性能以及打印分辨率。测试结果表明，含有0.9%碳纳米管配方的纳米复合材料在性能上达到了最佳平衡——它可以在断裂前拉伸至原始长度的223%，同时仍能实现1.64×10?3西门子/米的电导率，超越了此前报道过的材料。 为了证明实际适用性，研究人员利用优化后的碳纳米管纳米复合材料制造出具有高灵敏度和可靠性能的压阻式传感器。这些传感器被集成到鞋垫中，使团队能够实时监测脚底的压力分布，用于检测不同的动作和姿势。 “开发的智能鞋垫设备展示了我们的碳纳米管纳米复合材料在3D打印下一代高拉伸性和导电性材料方面的潜力，”Pyo说，“我们相信这些材料将成为可穿戴健康监测设备、柔性电子设备和智能纺织品来说将是不可或缺的一部分。” 该项目的相关研究成果已发表在《Composite Structures》。（DOI：10.1016/j.compstruct.2025.119614）

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发布时间: 2025-10-15

12. 加拿大政府宣布启动人工智能战略特别工作组，并就制定新战略开展公众咨询

李晓萌

近日，人工智能与数字创新部长兼安大略省南部联邦经济发展署负责部长Evan Solomon阁下宣布启动人工智能战略特别工作组，并开展为期30天的全国征询活动，旨在共同塑造加拿大的人工智能发展路径。 未来数月内，政府将制定更新版人工智能战略，助力加拿大抢占本轮科技革命前沿。当新技术能力与深刻的地缘政治变革在此历史关键时刻交汇，这项关乎国家未来的工作，以及各界利益相关者和全体国民的协同参与，显得尤为重要。 政府将就广泛的人工智能相关议题征询建议，主要包括： ·科研与人才培养； ·人工智能在产业界和政府部门的推广应用； ·人工智能技术商业化； ·培育本国人工智能领军企业并吸引投资； ·构建安全可靠的人工智能系统，增强公众信任； ·人工智能教育与技能培训； ·建设人工智能新型基础设施； ·保障国家关键基础设施安全与防御能力建设。 新思路的一个重要来源是人工智能战略特别工作组收集的意见。该专家组成员来自产业界、学术界和民间社会，将通过咨询各自领域人脉提供切实可行的见解和建议。加拿大民众也可通过"咨询加拿大"门户网站分享观点。 全国意见征集活动将于2025年10月1日至10月31日开展。特别工作组成员将于11月汇报收集到的创新且实用的建议。 该特别工作组由人工智能领域的以下领军人物组成，将围绕特定主题咨询其专业网络： 科研与人才 Gail Murphy，不列颠哥伦比亚大学计算机科学教授、科研与创新副校长，兼加拿大数字研究联盟副主席 Diane Gutiw，CGI加拿大全球人工智能研究副总裁、人工智能咨询委员会联合主席 Michael Bowling，阿尔伯塔大学计算机科学教授、强化学习与人工智能实验室首席研究员，阿尔伯塔机器智能研究所研究员、加拿大CIFAR人工智能讲席教授 Arvind Gupta，多伦多大学计算机科学教授 行业与政府应用 Olivier Blais，Moov.AI联合创始人兼人工智能副总裁、人工智能咨询委员会联合主席 Cari Covent，战略数据与人工智能顾问、技术高管 Dan Deband，Build Canada董事会主席 人工智能商业化 Louis Têtu，Coveo执行主席 Michael Serbinis，League创始人兼首席执行官、周边研究所董事会主席 Adam Keating，CoLab创始人兼首席执行官 培育领军企业并吸引投资 Patrick Pichette，Inovia Capital 普通合伙人 Ajay Agrawal，多伦多大学战略管理教授、Next Canada 与 Creative Destruction Lab 创始人 Sonia Sennik，Creative Destruction Lab 首席执行官 Ben Bergen，加拿大创新者委员会主席 构建安全AI系统与增强公众信任 Mary Wells，滑铁卢大学工程学院院长 Joelle Pineau，Cohere 首席人工智能官 Taylor Owen，媒体、技术与民主中心创始主任 教育与技能 Natiea Vinson，原住民技术委员会首席执行官 Alex Laplante，加拿大皇家银行现金管理技术副总裁、Mitacs董事会成员 David Naylor，医学教授、荣誉校长 Sarah Ryan，加拿大公共雇员工会高级研究专员 基础设施 Garth Gibson，VDURA首席技术与人工智能官 Ian Rae，Aptum总裁兼首席执行官 Marc Etienne Ouimette，Digital Moment董事会主席、OECD人工智能专家组委员、剑桥大学贝内特公共政策学院主权AI研究员 安全领域 Shelly Bruce，国际治理创新中心杰出研究员 James Neufeld，samdesk创始人兼首席执行官 Sam Ramadori，LawZero联合主席兼执行董事 引言 "加拿大政府正迅速推进我们关于人工智能和数字主权的愿景。人工智能战略特别工作组以及通过全国征询活动收集的构想，将产生大胆、务实且可操作的建议，用以指导加拿大下一阶段的人工智能战略。该战略将加速建设具有国家意义的人工智能和数据基础设施，推动全经济领域的应用，并助力打造七国集团中最强劲的经济体。" ——人工智能与数字创新部长兼安大略省南部联邦经济发展署负责部长Evan Solomon阁下 背景速览 加拿大政府致力于打造七国集团中最强劲的经济体，优先关注创新及运用新兴数字技术来支撑经济增长。 加拿大是全球首个发布资金配套国家人工智能战略的国家——《泛加拿大人工智能战略》（PCAIS），旨在推动人工智能在全国经济与社会各领域的应用。包括该战略投入在内，自2017年以来加拿大已在本国人工智能生态系统投资约7.42亿加元。 在征询公众意见的基础上，政府于2024年启动总投资20亿加元的"加拿大主权人工智能算力战略"，通过对公共与商业基础设施进行战略性投资，确保本国创新者、企业和研究人员获得所需算力资源。 自2019年起，人工智能咨询委员会持续为政府提供专业建议，助力巩固加拿大在人工智能领域的优势与全球领导地位，挖掘发展机遇，并确保技术进步体现加拿大价值观、惠及全体国民。该委员会将继续为政府提供建议，包括参与新人工智能战略的实施工作。 相较而言，人工智能战略特别工作组则肩负专项使命与限时任务，主要就成员各自专业领域提供建议，为新战略的制定提供决策参考。

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发布时间: 2025-10-15

13. 美国国家标准与技术研究院（NIST）开展片上多时间尺度时空光学同步技术研究：拓扑光子学实现非谐波锁模新突破

张宇

近日，美国国家标准与技术研究院（NIST）的研究结果确立了拓扑频率梳作为一种稳健的平台，用于独立可调的、晶格尺度的同步，为探索集成光子学中非线性与拓扑的相互作用开辟了新方向。模式锁定是非线性光学的基础，推动了计量学、光谱学和通信领域的进步。然而，它在非谐波、多时间尺度领域仍处于未被探索的阶段。NIST的研究人员通过拓扑光子学实现了芯片上的多时间尺度同步。他们设计了一个由261个耦合的硅氮化物环形谐振器组成的二维晶格，该晶格支持嵌套的模式锁定态，具有快速（约1太赫兹）单环和慢速（约3吉赫兹）拓扑超环时间尺度。进而观察到多时间尺度模式锁定的清晰特征，包括在两个方位角模式族中泵噪声的二次分布，这与理论一致。这些发现得到了接近变换极限的重复拍频和在慢时间尺度上出现的周期性时间模式的支持。边缘束缚态与体态和单环模式表现出不同的动态特性，从而能够清晰识别。（DOI：10.1126/sciadv.adw7696）

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发布时间: 2025-10-15

14. 美国国家标准与技术研究院（NIST）发布广泛征集提案，以推动微电子技术发展

李晓萌

近日，美国国家标准与技术研究院（NIST）发布广泛机构公告（BAA），征集旨在推动本国微电子技术发展的研究方案、原型设计与商业化解决方案。NIST芯片研发办公室将对申报项目进行滚动评审并予以资金支持。 "此项举措将助力我们甄选并支持具有创新性的先进微电子研究，从而巩固美国领导地位并加速技术开发，"代理标准与技术副部长兼NIST代理所长Craig Burkhardt表示，"我们期待见证各类创新构想共同推进微电子研究，并驱动量子计算、人工智能及生物制造等新兴领域的深度创新。" 该广泛机构公告（BAA）的核心战略目标在于巩固美国在半导体技术领域的全球领导地位，加速技术商业化进程，为占据未来产业主导权奠定基础。基于近期发布的《美国21世纪技术领导力战略》指导方针，本次提案征集将重点聚焦以下战略方向： ·半导体技术——涵盖先进半导体技术研发与原型设计，以及本土半导体人才队伍的培育； ·人工智能融合——推动人工智能在先进微电子研发领域的创新应用； ·量子技术融合——促进量子技术在先进微电子研发领域的跨界融合； ·生物技术融合——开拓生物技术与生物制造技术在微电子领域的应用场景； ·创新成果转化——强化科技创新成果的商业化应用； ·标准体系建设——推进相关技术标准体系的同步发展。 现鼓励美国营利性机构、非营利组织、经认证的高等教育机构、联邦资助的研发中心及联邦实体（如政府部门与机构）积极申报。所有申请方须提交技术白皮书作为初评依据，通过初审的项目将进入预谈判材料提交阶段。完整申报细则详见官方公告。 芯片研发办公室拟于近期举办政策说明会，就该广泛机构公告进行宏观解读，针对技术白皮书与预谈判材料的准备提供指导纲要，并回应预先征集的质询问题。关于会议注册及问题提交的具体安排，将在未来数日内发布于芯片研发项目申报专题网页。

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发布时间: 2025-10-15

15. 美英两国签署《科技繁荣协议》，重点聚焦人工智能、量子等技术领域的合作

李晓萌

近日，英国和美国政府宣布了一项全面的技术合作伙伴关系，将在人工智能、量子计算和核能领域深化合作。根据英国政府发布的声明，该伙伴关系由数百亿英镑的私人投资和新的公共研究计划支持。 这项名为《科技繁荣协议》的合作是在美国总统对英国进行国事访问期间宣布的，旨在推动两国在快速发展的技术领域协调资源。英国政府表示，协议包括共同推进人工智能基础设施、下一代量子计算机等。官员们将此次合作定位为保障就业、加强安全并将两国置于新兴产业前沿的重要举措。 与此同时，美国科技公司承诺投资约310亿英镑。微软、谷歌、英伟达、OpenAI、CoreWeave等企业承诺为英国的数据中心、人工智能芯片和研究项目提供新资金。这些投资建立在英国政府所称近年来已投入440亿英镑发展人工智能和科技行业的基础上。 英国首相Keir Starmer表示："这项《科技繁荣协议》标志着我们与美国关系的代际变革，它将塑造大西洋两岸数百万人的未来，为英国各地带来增长、安全和机遇。通过汇聚英美两国世界级企业的力量，我们正为共同成为未来科技领域全球领导者奠定基础，这将创造大量高技能工作岗位，增加民众收入，并确保合作伙伴关系惠及英国的每一个角落。" 科技大臣Liz Kendall指出："这一合作伙伴关系将为英国人民带来优质就业岗位、拯救生命的治疗方案和更快速的医疗突破。我们世界领先的科技企业和科学家将携手改变英国人民的生活。这是对英国蓬勃发展中的人工智能产业投下的信任票——基于安谋（Arm）、Wayve和谷歌深度思维（Google Deepmind）等英国成功案例——它将推动经济增长并创造数万个技能型工作岗位。" 人工智能基础设施扩建计划 根据英国政府声明，微软将投资220亿英镑用于云计算和人工智能基础设施建设，其中包括建造英国最大的人工智能超级计算机。该系统将搭载超过2.3万个先进图形处理器，用于训练和运行人工智能模型。谷歌计划投资50亿英镑，包括在赫特福德郡新建数据中心并持续支持DeepMind的研究工作。CoreWeave公司将投入15亿英镑用于英国业务运营，与苏格兰企业DataVita合作建设由可再生能源驱动的大型人工智能数据中心。 英伟达的贡献尤为突出：该公司将在英国全境部署12万个先进GPU，这是其在欧洲最大规模的推广计划。这些基础设施将主要支持与OpenAI和微软联合开发的"英国星际之门"项目，该项目部分基地将设在东北部新成立的"人工智能增长区"。英国芯片设计公司安谋的半导体设计方案将为英伟达最新处理器提供技术支持，彰显了跨大西洋产业链的深度融合。 英国政府表示，这些基础设施投资预计将创造数千个就业岗位，同时确保英国企业获得在人工智能领域竞争所需的算力支持。 英伟达创始人兼首席执行官黄仁勋表示："今天标志着美英技术合作的历史性篇章。我们正处于人工智能时代的'大爆炸'时刻——英国恰处于黄金交汇点，这里汇聚了世界级人才、科研力量与产业资源。通过建设尖端人工智能基础设施并投资英国初创企业，我们正为英国释放人工智能的潜力——推动突破性进展、创造就业机会并点燃下一次工业革命。" OpenAI首席执行官Sam Altman表示："英国一直是人工智能领域的长期先驱，如今不仅是世界级研究人员的聚集地、拥有数百万ChatGPT用户，更拥有迅速认识到这项技术潜力的政府。'英国星际之门'项目将以此为基础，助力加速科学突破、提升生产力并推动经济增长。此次合作反映了我们共同的愿景：在适当的基础设施支持下，人工智能能够为英国各地的人们和企业拓展发展机遇。" 量子计算优先战略 虽然人工智能投资在金额上占据主导，但量子计算已被确立为并行发展的支柱领域。英国政府表示，此次合作将组建由两国顶尖研究人员组成的联合工作组，并依托行业交流加速量子技术在医疗保健、国防、金融和能源领域的应用。 官员们特别强调医疗保健是近期重点突破领域。传统药物发现依赖分子相互作用的近似模拟，这一过程耗时数年且成本高达数十亿。而能够直接模拟分子的量子计算机可显著加速该进程。根据政府声明，若量子药物发现方法实现规模化应用，数百万患者将能更快获得拯救生命的治疗方案。 英国重点介绍了现有合作成果：牛津量子电路公司与英伟达和Digital Realty合作，在纽约市部署了该市首台量子计算机；美国量子公司IonQ在与英国初创企业牛津离子技术公司合并后，已在牛津设立研发中心。英国政府将这些举措称为跨大西洋下一代技术合作的标杆范例。 此项协议不仅涵盖人工智能与量子计算的独立发展路径，更通过联合项目将两者深度融合。两国政府计划共同开发用于医学研究和聚变能源领域的人工智能模型。英国政府表示，通过结合人工智能的预测能力与量子计算机的模拟功能，研究人员可大幅缩短新疗法和新技术研发时间并降低成本。 美国国家航空航天局（NASA）与英国航天局也将利用该合作伙伴关系下开发的人工智能模型开展探索任务，包括未来月球和火星相关研究。谷歌深度思维公司预计将为两国政府提供科学家如何利用人工智能工具进行科学发现的建议，同时继续与英国原子能管理局就聚变研究展开合作。 除科技巨头外，多家企业也作出投资承诺。赛富时公司承诺到2030年前投入14亿英镑扩大英国研发规模，将其定位为欧洲人工智能枢纽。本土初创企业AI Pathfinder将投资10亿英镑提升算力容量，首批项目将在北安普敦郡启动。贝莱德集团宣布投入5亿英镑建设企业数据中心，甲骨文和亚马逊云科技则重申了各自数十亿英镑的投资计划。 英国政府特别指出，英伟达还将直接投资英国人工智能初创企业，为中小企业提供资本和基础设施支持。行业组织techUK将与英伟达、机器人公司Quanser以及培训供应商QA合作，共同资助培训项目并支持人工智能技术商业化初创企业。 微软董事长兼首席执行官Satya Nadella表示："我们致力于为大西洋两岸的人民和企业创造新机遇，并确保美国始终是英国值得信赖的可靠技术合作伙伴。这正是我们加倍投资英国的原因——将在四年内投入超过300亿美元，包括建造英国最大的超级计算机。" 虽然人工智能和量子计算在协议中占据主导地位，核能同样具有显著地位。英国政府表示，该合作伙伴关系将缩短新反应堆的审批时间，使英国消费者更能免受化石燃料价格波动的影响。合作还延伸至聚变能源领域，英美两国的共同专业知识可加速其商业化进程。官员们将其视为确保清洁能源供应和减少进口依赖的更广泛使命的一部分。 英国政府强调，该合作伙伴关系已产生可见成果——从数十亿新投资到GPU和数据中心的部署。这些举措能否成功建立两国在人工智能和量子计算领域的可持续领导地位仍是未知数，但承诺的规模表明英美两国正着力引领发展步伐。 相关背景 人工智能领域 英美两国政府将建立历史性的研究合作机制，共同推进人工智能在药物发现及聚变能源等共同优先领域的应用。 两国将携手推动人工智能在精准医疗和慢性病等领域的医疗解决方案——通过运用尖端技术及现有安全可信的数据集（如英国生物银行）。双方还将合作共同设定突破性研究课题，有望催化重新定义医学与患者护理可能性的投资。 NASA与英国航天局将联合开发人工智能模型，为月球和火星等科学探索任务提供支持。 随着两国寻求扩大人工智能基础设施规模，此项协议还将为商业和投资创造新机遇。这将为英国基础设施相关企业注入动力——从开发驱动人工智能的下一代半导体芯片企业，到运营数据中心及其他计算资源的企业都将受益。 通过交流世界顶尖人才与专业知识，合作伙伴关系将深化两国政府在推进人工智能安全科学和促进安全创新方面的协作。通过与企业共同制定标准，我们能够促进消费者繁荣与公民安全，确保英美在理解和驾驭先进人工智能领域引领世界。 为支持美英科技合作伙伴关系，谷歌深度思维公司将与两国政府合作，就科学家如何利用最新人工智能工具提供建议，并继续与英国原子能管理局合作推进美英聚变能源研究。 量子技术领域 英美将合作开发革命性量子计算机，加速该技术在医疗保健、国防和金融等领域的部署。这将提升医疗水平、保护公民安全并创造高技能就业机会。 例如，得益于这项突破性协议，数百万患者能更快获得拯救生命的治疗方案。传统药物发现因需模拟无数分子相互作用而耗时数年、耗资数百万英镑。量子计算机能更精确快速地模拟分子，极大加速这一进程。 量子技术已在拯救生命——包括帮助研究和治疗癫痫症、痴呆症，或为脑部扫描提供更清晰的大脑洞察。此次英美合作有望实现更快速的突破，早日为患者带来改变生命的治疗方案，重塑医疗保健的未来。 根据协议，两国将组建由顶级研究人员组成的工作组，探索并加速量子技术突破。还将建立跨行业交流计划，促进量子技术在国防、健康、金融和能源领域的应用。 通过国家实验室的联合力量、英美科学家的智慧以及领先企业的敏捷性，我们将实现无与伦比的创新，确保两国安全、繁荣并保持领先地位。

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发布时间: 2025-10-15

16. 美国白宫管理与预算办公室（OMB）与科技政策办公室（OSTP）联合发布《2027财年政府研发预算优先事项及跨领域行动》备忘录，将量子和人工智能列为2027年研发优先事项

李晓萌

近日，美国白宫管理与预算办公室（OMB）与科技政策办公室（OSTP）联合发布《2027财年政府研发预算优先事项及跨领域行动》备忘录，详细阐述了其在2027财年对联邦资助研究的优先事项，将量子和人工智能列为2027年研发优先事项。 该备忘录由白宫管理与预算办公室主任Russell Vought和科技政策办公室主任Michael Kratsios共同撰写，旨在重新调整联邦研发组合，以"服务于其核心目的：推动经济增长和为所有美国人创造高薪就业，提升高质量生活水平，确保美国在经济关键领域的领导地位"。 尽管最终由国会而非白宫决定联邦研发预算，但这份备忘录表明了特朗普政府的资金优先方向。 这些优先事项包括： ·通过人工智能、量子科学、半导体、先进通信网络、未来计算技术和先进制造等领域的研发，确保美国在关键与新兴技术领域的领导地位。 ·通过鼓励各机构优先发展"可负担、可靠且安全的能源技术"，释放美国的"能源主导地位"。 ·通过提升投资网络安全能力等措施，加强美国国家与经济安全。 ·通过聚焦重大健康挑战的研发、加强生物安全以及建设国内生物制造能力等举措，保障美国健康与生物技术安全。 ·通过载人登月与火星任务，以及对新型传感模式和辐射带修复等领域的基础与应用研发，确保美国在太空领域的持续领导地位。 这份备忘录显示出特朗普政府对部分STEM教育项目及多元化倡议的强硬转向。在其首任期内发布的早期备忘录中，曾明确要求各部门优先推进"促进STEM教育创新及增强STEM领域多样性、公平性与包容性"的工作。而最新备忘录对此目标持否定态度，并着力取消与多元化、公平和包容原则存在关联的资助项目与政策。不过，培养美国科技人才、促进行业合作、加强国家安全等基本原则仍得以保留。 在关键与新兴技术发展目标方面，备忘录鼓励联邦政府投资"新型人工智能范式与计算架构"，以推动加速科学发现、核裂变与核聚变、量子能源科学、先进空间分析、遥感与导航等AI应用领域的突破。同时强调需要完善AI评估方法论，并为AI模型训练构建规范化的科学数据集。 在量子科学领域，该备忘录建议各机构组建联合研究体以支持研发工作，投资测试平台及其他关键基础设施，并加强下一代量子设备的制造能力。备忘录同时强调，"对相关基础与应用材料研究及数学和物理科学的资助也应列为优先事项"。 实现美国"能源主导地位"始终是特朗普政府的核心政策主张。科技政策办公室敦促联邦机构优先投资化石燃料、先进核裂变与聚变、地热与水力发电等领域的研发，同时支持先进反应堆、小型模块化反应堆、聚变能源示范装置以及核燃料循环利用技术的开发。 这份科技政策办公室备忘录特别指出："联邦能源研发应当体现对私营部门依赖度的提升，由其资助能源生产、存储及消费技术的后期研发与商业化，同时支持能够促进多部门协作的用户设施建设。" 尽管特朗普政府通过终止国家科学基金会资助等方式削减了对气候研究的联邦支持，但本次备忘录仍强调极地研究的重要性，要求各机构"优先开展极地观测研究及相关科研基础设施投资，提升美国对北极地区物理、生物、地质及社会经济过程与相互作用系统的观测、理解和预测能力，以保护并推进美国利益，确保北极居民繁荣发展"。备忘录还要求各机构"维持并在可行情况下加强南极科研基础设施"——这一目标似乎与特朗普政府今年早些时候削减国家科学基金会建设预算的决定存在矛盾。

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发布时间: 2025-10-15

17. 欧洲计量创新和研究计划（EMPIR）项目聚焦欧洲半导体制造缺陷的早期识别

李晓萌

消费电子、创新量子技术及物联网应用均以半导体为基础，其中纳米尺度电学特性的可靠表征对欧洲创新体系与竞争力具有关键意义。通过这些特性的测量，可有效评估电子材料与元器件的核心性能参数。 已完成的EMPIR项目"工业纳米电学计量（项目编号20IND12，Elena）"首次实现了该类测量的可溯源性并明确不确定度范围。项目开发测试了具有成本效益的仪器设备、开源鲁棒建模软件，以及首批直流至GHz频段的"实验室外"参考标准，同时建立了可靠的校准方法并制定了采用简化不确定度预算的实践指南。 该项目成功提升了工业环境下纳米级电学测量的用户友好型不确定度量化能力，优化了校准标准品的设计，引入并量化了直流电阻/电流及高频阻抗的新参考标准，同时评估了椭圆偏振法等标准样品特性表征新方法。 实践指南 项目期间编写的校准与不确定度量化实践指南已在Elena网站开放获取： 《导电探针原子力显微镜（C-AFM）电阻与电流校准测量规范指南》 《扫描微波显微镜（SMM）导纳校准测量规范指南》 标准与规范文件 项目所有数据、操作规程及不确定度示例均已被纳入标准体系，联盟在此期间推动启动了两项IEC标准项目： IEC TS 62607-10-1 《纳米制造-关键控制特性-第10-1部分：纳米电子产品-阻抗：扫描微波显微镜法》； IEC TS 62607-10-2 《纳米制造-关键控制特性-第10-2部分：纳米电子产品-电阻：导电探针原子力显微镜法》。 商业化应用 工业制造商（包括布鲁克、CSI、NanoSurf、帕克系统）已使用本项目开发的混合校准样品对其导电原子力显微镜进行测试，确认该类样品适用于设备校准。根据厂商反馈及合作机构的进一步测量结果，项目组重新设计并制备了新型校准样品。该样品现由LNE实现商业化，可将C-AFM测量的电阻验证范围扩展至1kΩ-10TΩ，电流验证范围扩展至10fA-10μA。经校准后，用户可在相同电阻/电流范围内获得高精度C-AFM测量数据。 该样品核心特征包括： 配备两组平行铂电极，可在单次扫描中覆盖两个电阻/电流量程； 设置三组"短路（SC）"电极，支持探针电阻原位测量。 需特别说明的是，本项目首批混合校准样品已助力合作单位验证其自主研发的宽量程电流测量设备（WiCMD）性能，该设备目前正处于商业化进程。 工业制造商MC2现已将本项目开发的扫描微波显微镜改进型电容校准套件投入商业化生产。新型校准套件具备更宽电容测量范围（300aF至39fF），并将总不确定度优化至1.2%-1.9%，较原有水平提升两倍。此项改进主要源于尺寸测量不确定度的降低以及耗尽电容对总不确定度影响的减小。 此外，瑞士计量院（METAS）提供全套商用标准件组合，包含： fF级电容标准； 最高960Ω电阻标准； 最高1.15nH电感标准； 本项目合作伙伴开发的软件定义无线电（SDR）正与制造商推进商业化进程。Nanosurf公司现已供应多款采用本项目验证电子系统的扫描微波显微镜（SMM）机型。 项目负责人、法国国家计量实验室（LNE）的Fran?ois Piquemal表示： "本项目实施期间，联盟内部建立了紧密、高效且充满激情的合作关系，并与利益相关方、制造商及工业合作伙伴开展了富有成效的互动。借此契机，项目通过填补校准与溯源基础设施的空白，推动纳米级电学测量从重复性差、精度有限的现状向可溯源性测量转变，实现了该领域广泛应用领域的里程碑式进展。项目论证了计量实验室外的用户也可采用C-AFM和SMM技术，通过明确定义的校准程序实现可溯源、可量化的测量。我们期待项目成果将为提升欧洲半导体行业的创新力与竞争力提供重要支撑。" 本EMPIR项目由欧盟"地平线2020"研究与创新计划及EMPIR参与国共同资助。

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发布时间: 2025-10-15

18. 英国宣布设立1000万英镑基金，以推动下一代半导体开发

李晓萌

近日，英国科技大臣Kanishka Narayan宣布投入1000万英镑发展本土半导体产业，此举将让全民在日常生活中享受到更智能、更安全的科技成果。 这笔投资预计将扶持多达40家英国企业，加速开发微型计算机芯片。这些芯片是驱动智能手机、汽车、医疗设备及可再生能源系统等各类产品的核心元件。 在英国半导体产业预计到2030年将实现75%增长的背景下，政府资金将精准投向英国优势领域，以吸引全球投资爆发式增长，助力其在价值数千亿英镑的全球市场中抢占竞争高地。 得益于英国创新署基金扶持的企业包括Paragraf有限公司，该公司利用石墨烯技术开发高能效半导体器件。这些先进器件有望延长手机电池续航时间，并降低汽车、飞机及国防系统的能耗。 该技术是国家安全关键基础设施的基石，覆盖安全通信、卫星网络及网络安全等领域，使英国半导体创新成为国家韧性的重要保障。 与此同时，硅微重力有限公司将开发仅火柴盒大小的导航设备，这些设备无需依赖卫星信号即可运行。该技术将应用于健身追踪器、智能手表等可穿戴设备以及工业机器人领域，为英国提供导航技术方面的关键能力，从而增强英国在该领域相对于国际体系的独立性。 该基金将协助相关企业获得专业的超净半导体制造设施、技术专家支持及商业指导，助力其将创新成果转化为商业产品。 这些项目将进一步巩固英国在尖端半导体研究和导航技术领域的传统优势。 英国各地企业正积极推动前沿技术创新：达勒姆和剑桥的Pragmatic、纽波特的Vishay与KLA，以及剑桥郡的Paragraf，其研发领域涵盖柔性电子、石墨烯器件、功率半导体及先进制造。英国最大科技公司安谋（Arm）作为全球芯片设计领域的领导者，充分展现了英国专业能力推动下一代半导体技术突破的潜力。 Narayan大臣将在英国微电子学术会议上正式宣布此项资助。该会议汇聚全球行业领袖与政府代表，旨在推动这个对各国经济具有重要战略意义的领域实现协同创新。 此项投资将增强英国在先进制造与清洁能源技术领域的实力，同时在国内构建对数字时代经济增长和国家韧性至关重要的半导体专业能力。该计划将直接支持政府旨在推动经济增长的《产业战略》与《变革计划》使命。 此次公告彰显了英国致力于构建半导体领域主权能力的决心，旨在降低对供应链中断的脆弱性，同时在这个关乎英国未来经济成败的关键行业创造高技能就业岗位与出口机遇。

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发布时间: 2025-10-15