环球科学：2025年图灵奖公布，首次颁给量子通讯领域；你...

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　　· 物理学 ·

　　世界首款量子电池

　　研究人员手持微型量子电池原型。图片来源：CSIRO

　　量子电池的概念最早在2013年提出，它利用量子力学原理储存能量，有望比传统电池更高效。2022年，澳大利亚的科学家曾首次展示了量子电池的特性，但当时只能向量子电池储存能量，不能提取能量。最近，同一个研究团队在《光：科学与应用》（Light: Science & Applications）上发表论文，表示他们成功研制出了全球首款可充放电的量子电池。

　　这款电池目前还属于原型产品，通过激光充电，并可向外输出电流。这款电池的充电时间仅需数飞秒（1秒=10??飞秒），能量储存时间可达数纳秒（1秒=10?纳秒）。储能时间比充电时间高6个数量级，相当于充电1分钟，储能时间可达数年之久。而且量子电池具有一种神奇的特性：尺寸越大，充电所需的时间反而越短。但目前，量子电池原型的容量只有数十亿电子伏特，大约相当于10???焦耳量级。研究人员表示，这种量子电池将来有望给量子计算机提供能量。（The Guardian）

　　· 奖项 ·

　　图灵奖颁给量子通讯领域

　　左：吉勒斯·布拉萨德（Gilles Brassard）；右：查尔斯·亨利·本内特（Charles Henry Bennett）。图片来源：A.M. Turing Award

　　3月18日，国际计算机学会（ACM）宣布2025年图灵奖（A.M. Turing Award）授予美国IBM研究院物理学家查尔斯·亨利·本内特（Charles Henry Bennett）和加拿大蒙特利尔大学计算机科学家吉勒斯·布拉萨德（Gilles Brassard），以表彰他们在奠定量子信息科学基础、革新安全通信与计算领域所发挥的关键作用。图灵奖被誉为“计算机领域的诺贝尔奖”，奖金由美国谷歌公司提供，奖金高达100万美元。

　　1984年，受已故合作者斯蒂芬·维斯纳（Stephen Wiesner）的启发，两位获奖人提出了首个实用的量子密码协议，即如今的BB84协议。消息发送者可以通过光子流将密钥分享给接收者，他们证明，任何试图拦截该光子流的设备都会破坏存储在光子中的信息，从而暴露传输已被拦截。他们在论文中证明，即使面对拥有无限计算能力和量子计算机等尖端技术的对手，通信双方仍能依据物理定律建立安全的加密密钥。同年晚些时候，本内特领导的一个IBM团队首次通过实验验证了这项技术。目前，BB84协议及其变体，已经广泛运行在现有的量子通信网络中。（A.M. Turing Award）

　　· 动物行为学 ·

　　当你看鱼时，鱼也知道你在看

　　来源：原论文

　　90天使（Boulengerochromis microlepis）是非洲一种坦噶尼喀湖特有的大型鱼类，最近，一项发表于《皇家学会开放科学》（Royal Society Open Science）的研究发现，这种慈鲷不喜欢被注视，尤其不喜欢有人盯着它们的幼崽。

　　研究团队对野生环境中的90天使进行了一系列测试，重点观察它们对潜水员四种不同行为的反应：潜水员直视鱼卵或幼鱼；在巢穴附近停留但视线避开；身体背向巢穴但四肢指向对方；直接注视亲鱼而非幼鱼。结果显示，当潜水员注视鱼卵、幼鱼或亲鱼时，亲鱼的攻击行为更加频繁，这说明鱼类或许能进行更灵活的认知过程，即推断其他个体关注焦点的能力。（phys.org）

　　· 物理学 ·

　　大型强子对撞机发现新型双粲粒子

　　近日，欧洲核子研究中心大型强子对撞机底夸克实验组（LHCb）宣布，发现全新粒子——单电荷双粲重子。这项重要成果由中国科学院大学物理科学学院教授何吉波带领3位本科生完成。根据20世纪60年代提出的夸克模型，存在一种由2个重夸克和1个轻夸克组成的“双粲重子”，它们性质奇特，是检验人类对强相互作用及夸克模型理解的关键“实验室”。此次发现的单电荷双粲重子，正是这类奇异粒子的新成员。

　　单电荷双粲重子由2个粲夸克和1个下夸克组成，与双电荷双粲重子构成了一对天然的“同位旋伙伴”。有趣的是，在这个奇特的微观世界里，电磁力的作用一反常态地强，使得含有较重下夸克的单电荷双粲重子，反而比含有较轻上夸克的双电荷双粲重子更轻。对这一现象的精确测量，将为人类深入理解物质的基本组成及其相互作用力提供关键数据。（科技日报）

　　· 气候科学 ·

　　三百万年的气候故事写在冰芯中

　　过去300万年间，全球气候逐渐变冷，冰川周期增加，并经历了两次关键转变：约260万年前，北半球及高纬度地区形成冰盖，冰川周期（冰期加间冰期）约为4万年；约120万年前，冰川周期延长至10万年，使得冰盖规模扩大。但驱动这些变化的因素始终存在争议。最近，发表在《自然》（Nature）的两篇论文对古北南极冰芯的分析，过去300万年间关键的气候变化可能更多受到海洋温度变化的影响，而非温室气体。该发现为地球过去的气候提供了新见解。

　　在两篇独立论文中，两个研究团队利用艾伦山冰芯，分别重建了过去300万年间的平均海洋温度及温室气体浓度记录。研究发现，290万至120万年前甲烷浓度无显著变化，二氧化碳浓度小幅下降（约20ppm）；120万至80万年前气体浓度趋于稳定。这表明温室气体浓度可能并非两次气候转变的主因，但海洋温度变化似乎与气候转变存在关联。惰性气体浓度测量（氙气和氪气在不同温度下溶解，可作为海洋温度的替代指标）显示，约270万年前曾出现显著降温，随后在120万至80万年前维持稳定温度。新记录证明蓝冰区可扩展冰芯记录的覆盖范围。研究者指出冰芯记录并非连续，仅能提供气候快照，但仍能揭示数百万年间的气候演变轨迹。（Nature）

　　撰文：王昱、二七