9月22日外媒科学网站摘要：效率翻倍、制冷“超级材料”来了

9月22日外媒科学网站摘要：效率翻倍、制冷“超级材料”来了

9月22日（星期一）消息，国外知名科学网站的主要内容如下：

《自然》网站（www.nature.com）

原子“热插拔”：量子计算迎来可扩展性新突破

美国哈佛大学的一项最新研究展示了一种创新型原子“传送带”系统，该技术有望彻底解决中性原子量子计算中因原子丢失导致的可扩展性难题。研究团队通过光镊阵列实现了原子的实时补充与替换，为大规模量子计算机的开发开辟了新路径。该研究成果最近发表于《自然》（Nature）杂志。

在当前量子计算领域，超导电路（谷歌、IBM主导）和囚禁离子技术仍占据主流地位。而中性原子量子计算作为新兴路线，凭借其独特的并行操控能力和近期获得的重大投资，正迅速成为最有潜力的竞争方案之一。

哈佛大学团队在该项研究中实现了技术突破。他们在高真空装置中构建了包含超过3000个铷原子的二维阵列，原子间距精确控制在9微米。创新性地在运算阵列下方设置了原子储层，通过光镊技术将储层原子逐个传输至制备区，形成预备阵列。通过精密操控，新阵列可准确替换原有阵列，实现“热插拔”式原子更新。

该系统的核心创新在于采用“逻辑量子比特”架构——将量子信息编码在原子组而非单个原子上。这种设计确保了即使部分原子丢失，量子信息仍能保持完整并可转移至新阵列。同时，研究团队还实现了替换过程中的实时误差校正，通过在淘汰旧阵列前读取其量子态，有效修正计算错误。

尽管该技术尚未投入实际量子计算应用，但团队已通过辅助研究证明，基于原子阵列的误差校正能力已达到与其他量子计算平台相当的稳健性水平。这项突破不仅大幅提升了中性原子量子计算的实用性，更使其成为当前最具发展前景的量子计算实现方案之一。

此项研究标志着量子计算技术竞争进入新阶段，中性原子平台有望引领下一代大规模量子计算机的发展方向。

《科学》网站（www.science.org）

基因揭示：一只蚊子如何靠人类征服世界

埃及伊蚊（Aedes aegypti）是全球最危险蚊媒之一，能够传播黄热病、登革热、寨卡病毒和基孔肯雅热等数十种病毒性疾病。近年来，受气候变化和全球化的影响，这一蚊种的分布范围正从热带、亚热带地区不断向温带扩张，目前已威胁到全球近40亿人口的健康安全。

一项最新发表于《科学》（Science）杂志的大型国际研究通过基因组学手段，揭示了埃及伊蚊如何从非洲起源并成功入侵全球的演化历程。研究团队汇集多国科研力量，对来自五大洲73个地点的1200余只埃及伊蚊进行了全基因组测序与比较分析。

该研究证实，埃及伊蚊起源于非洲森林环境，原本以野生动物为食。约5000年前，随着撒哈拉地区逐渐干旱，部分种群开始适应人类生活环境，转向利用人工储水容器繁殖，并逐渐形成嗜吸人血的习性。随后，这些“驯化型”蚊虫通过海上贸易与人类活动扩散至美洲大陆。

深入分析显示，美洲种群在抵达新环境后经历了关键的适应性进化。由于无法在自然生态中与当地蚊种竞争，它们完全依赖人类居住区生存，进一步发展出高度适应城市环境的特性——能够在极小水体（如轮胎、花盆积水）中繁殖，并几乎专性叮咬人类。令人惊讶的是，这种行为转变仅由少数遗传变异驱动。

更值得注意的是，一些源自美洲的特征，例如杀虫剂抗性，近年来已回流至非洲，与当地种群杂交后增强了适应力，可能加剧了登革热等疾病在非洲城市的传播。

该研究首次在全球尺度上构建了埃及伊蚊的种群遗传结构与扩散路径，为蚊媒溯源、抗性监测和疾病预警提供了关键数据支撑。研究人员强调，持续的全球监测和基因溯源对应对这一蚊媒的进一步扩散至关重要。

《每日科学》网站（www.sciencedaily.com）

制冷效率翻倍！科学家研发新型固态材料颠覆传统技术

美国约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室（APL）研发出一项新型固态热电制冷技术，采用纳米工程材料——受控分层工程超晶格结构（CHESS），其效率达到商用块体热电材料器件的两倍。该成果发表于《自然-通讯》（Nature Communications），标志着热电制冷技术迈向高效、可实用化的重要突破。

CHESS材料基于十余年APL研究积累，最初用于国家安全领域，后拓展至医疗冷却等应用。该技术采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）工艺制备，这一方法成熟且易于大规模生产。

在标准化测试中，CHESS材料在室温环境下表现出近乎翻倍的材料级效率提升。基于该材料构建的制冷模块实现设备级效率提高75%，整机系统效率提升70%，显示出显著优于传统热电设备的性能。

该薄膜技术单位制冷单元材料用量极低，仅约0.003立方厘米，有利于通过半导体工艺进行规模化生产，大幅降低成本。CHESS技术未来可扩展至从小型制冷设备到大型建筑暖通空调（HVAC）系统等多种应用场景，甚至可用于将温差转化为电能，服务于能量收集、可穿戴设备及航天等领域。

APL表示将继续推动该材料在制冷及能源收集领域的应用，并进一步与产业界合作，推进其规模化制造与实际应用。

《赛特科技日报》网站（https://scitechdaily.com）

研究揭示：海洋质量增加是海平面加速上升主因

香港理工大学的研究团队利用卫星激光测距（SLR）技术，首次成功生成了1993至2022年共30年间的全球海洋质量变化精确记录，明确揭示海洋质量增加是全球海平面上升的主要驱动因素。这一重要发现发表于《美国国家科学院院刊》（PNAS），为理解气候变化下的海平面变化机制提供了关键数据支撑。

全球平均海平面正以年均约3.3毫米的速度上升，且呈现持续加速趋势，凸显出气候变化影响的不断加剧。海平面上升主要源于两大因素：海水吸热膨胀及陆地冰融化注入淡水导致的海洋质量增加。

研究团队通过创新的正演建模技术，克服了传统SLR技术在空间分辨率和观测范围上的限制，实现了对全球海洋质量的长期监测。结果显示，近30年来全球海平面上升约90毫米，其中约60%归因于海洋质量的增加。尤其自2005年起，海洋质量增长已成为推动海平面上升的主导因素。进一步分析表明，极地冰盖和山地冰川融化贡献了全球海洋质量总增量的80%以上，其中格陵兰冰盖的加速消融尤为关键。

该研究首次实现从直接观测角度量化全球海洋质量变化，为验证气候模型、预测未来海平面变化提供了关键数据支撑，也表明传统卫星激光测距技术已成为气候变化研究中的重要工具。（刘春）

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