系统:9月17日

量子计算研发在德国
IBM与弗劳恩霍夫协会合作研发的量子计算技术由德国政府支持,提供€6.5亿(约7.154亿美元)的资金超过两年的计划。

IBM已同意安装一个问一个系统在德国的一个设施的计划。系统拥有20个量子位,或量子位。

”这一努力将是欧洲的主要催化剂创新景观和研究能力,”马丁·杰特说,IBM的高级副总裁和董事长欧洲。

介绍了Q系统一在1月。装运到德国代表美国以外的第一次装运。

与此同时,美国能源部的寻求量子信息科学的专家建议白宫和联邦机构。美国能源部将任命国家量子计划咨询委员会专家。国家量子计划法案签署成为法律去年在5年内提供12亿美元来支持量子计算的研发。德国政府去年预算€30亿(约33亿美元)到2025年研究人工智能。

石墨烯的太赫兹探测设备天文学
瑞典查尔姆斯理工大学的研究人员已经证明了石墨烯制成的探测器可以改变传感器用于下一代太空望远镜。研究结果最近发表在科学杂志《自然》天文学。

超导体之外,很少有材料能够满足所需的需求使敏感和快速太赫兹(太赫兹)探测器天文学。查尔默斯研究人员表明,石墨烯添加一个新材料范式对太赫兹外差检测。

“石墨烯可能是唯一已知的材料仍然是一个优秀的导体/热即使有,实际上,没有电子。zero-electron附近,我们已达到一个场景在石墨烯,也称为狄拉克点,通过装配传导分子在其表面。我们的结果表明,石墨烯是一种极好的材料用于太赫兹外差检测当掺杂狄拉克点,“助理教授塞缪尔Lara-Avila说量子设备物理实验室和论文的主要作者。

详细演示实验涉及外差检测,两个信号结合,或混合,使用石墨烯。一个信号是一个高强度在一个已知的太赫兹波的频率,由本地源(即生成的。本地振荡器)。第二个是一个微弱的太赫兹信号模拟海浪来自太空。石墨烯混合这些信号,然后产生一个输出波更低的兆赫频率(GHz),称为中频,可以分析用标准低噪声兆赫电子产品。中频可以越高,带宽探测器据说越高,要求准确地识别在天体运动。

“根据我们的理论模型,这种石墨烯太赫兹探测器有潜力达到quantum-limited重要1 - 5太赫兹光谱范围的操作。此外,带宽可以超过20 GHz,大于5 GHz的最先进的技术。”

石墨烯太赫兹探测器的另一个重要方面是极低的电力所需的本地振荡器实现一个可信赖的检测微弱的太赫兹信号,几个数量级低于超导体。这可能使quantum-limited太赫兹相干检测器阵列,于是打开门宇宙的三维成像。

图片来源:汉斯他。

Elvire德贝克,天文学家的空间中,地球和环境,谁没有参与这项研究,可能影响实际天文学解释道:“这种石墨烯技术具有巨大的潜力瞄准未来的太空任务,例如,推出多水,碳,氧,和生活本身来到地球。一个轻量级,power-effective三维成像仪quantum-limited在太赫兹频段等雄心勃勃的任务至关重要。但是,目前太赫兹3 d成像系统仅仅是不可用的。”

谢尔盖•Kubatkin量子设备物理实验室和教授论文的合著者,解释道:“太赫兹探测器的核心是石墨烯和分子的系统组件。这本身就是一种新型复合二维材料,值得深入调查从一个基本的观点,它显示了一个全新的收费制度/热传输由量子力学效应”。

这项研究是在瑞典战略研究基金会的支持下,克努特和爱丽丝•瓦伦堡基金会,查尔默斯卓越计划Nano,瑞典研究理事会Korea-Sweden研究合作的联盟,欧盟的地平线2020研究和创新计划。

锂离子电池的新设计
近年来锂离子电池的日益普及给世界带来压力的两种金属钴和镍,积分电流电池设计,导致价格飞涨。

为了发展替代设计的锂电池用更少的依赖这些稀有金属,佐治亚理工学院的研究人员已经开发出一种有前景的新阴极和电解质体系,取代昂贵的金属和传统液态电解质较低成本过渡金属氟化物和固体聚合物电解质。

“电极由过渡金属氟化物长期稳定性问题和快速失败,导致重大怀疑他们的能力被用于下一代电池,“说Gleb Yushin,乔治亚理工学院的教授材料科学与工程。”,但我们发现当使用固体聚合物电解质,金属氟化物显示非凡的稳定——即使在更高的温度,最终可能导致更安全、更轻、更便宜的锂离子电池。”

在一个典型的锂离子电池,能量释放过程中锂离子在两个电极之间的转移——一个阳极和阴极,阴极通常包括锂和过渡金属如钴、镍和锰。离子通过电解液电极之间流动。

在这项研究中,9月9日在《自然》杂志上发表的材料,由陆军研究办公室,研究小组制作的一种新型的阴极从铁氟活性物质和固体聚合物电解质纳米复合材料。铁氰化物有两倍多的锂能力传统钴或镍阴极。此外,铁比钴便宜300倍和150倍比镍便宜。

产生这样一个阴极,研究人员开发了一个过程渗透到固体聚合物电解质进入预制铁氟电极。然后他们热压整个结构增加密度和减少任何空洞。

两个核心功能的聚合物电解质是flex和适应能力肿胀铁氟骑车及其形成非常稳定的能力和灵活的间期与氟化铁。传统上,肿胀和大规模的副反应关键问题使用铁氟在以前的电池设计。

“阴极由铁氟有巨大的潜力,因为他们的高容量,低材料成本和非常广泛的可用性铁,“Yushin说。“但体积变化循环以及寄生副反应与液体电解质和其他退化问题限制了它们的使用。使用固态电解质和弹性性质解决了很多问题。”

之后,研究人员测试了几个新固态电池的变化来分析其性能超过300次的充电和放电在华氏122度高温,注意的是,他们比以前的设计使用金属氟化物,即使这是在室温下保持凉爽。

研究人员发现,提高电池性能的关键是固体聚合物电解质。在以前曾试图用金属氟化物,认为金属离子迁移到阴极表面,最终溶解到电解液,造成容量损失,特别是在更高的温度下。此外,金属氟化物催化大量液体电解质分解细胞操作时高于100华氏度。然而,在固态电解质和阴极之间的连接,不发生溶解和固态电解质仍然非常稳定,防止退化,研究者写道。

“我们使用的聚合物电解质是很常见的,但是很多其他电池或固体电解质和电极结构,如核壳粒子形态,同样应该能够大大减轻甚至完全防止寄生副反应和达到稳定的性能特征,“说Kostiantyn Turcheniuk, Yushin的实验室研究科学家和作者的手稿。

在未来,研究人员致力于开发新的和改进的固体电解质,使快速充电并结合固体和液体电解质完全兼容的新设计与传统电池制造技术用于大型工厂。