邁科技|每周科技快訊（5.22~5.28）

1.科大首次實現反事實直接量子通信

國科學院院士、科學技術大學教授潘建偉及其同事彭承志、陳宇翱等和清華大學馬雄峰合作，在國際上首次實驗實現了反事實直接量子通信，在實驗中演示了圖像的反事實傳輸，相關成果以Direct counterfactual communication via quantum Zeno effect 為題，發表在國際學術期刊《美國國家科學院院刊》上。

這項工作是量子通信領域的全新嘗試。自最初的理論工作提出以來，在對其內在機理的解釋方面引起了學術界不小的爭論。然而，正是這樣的爭論，推進了人們對其本質的探索，使得人們有機會更深入理解量子力學。該工作被審稿人評論為「是一個將量子芝諾效應用於通信的新奇實現」以及「非常有趣且及時」。該工作受到了英國物理學會網站Physics World、《科學美國人》等國際權威媒體的專題報道。

2.科大實現液體環境中無衍射表面光波

近日，科學技術大學光電子科學與技術安徽省重點實驗室研究員王茹雪和王勇，與美國馬里蘭大學、深圳大學、澳大利亞La Trobe大學的相關研究人員合作，生成了液體環境中的無衍射表面光波：該光波可在樣品上方約半個波長（約300nm）範圍內，緊貼著表面傳輸110微米，同時保持約2微米的束腰半徑不變，即無衍射傳輸，可以形象地比喻為一根細長扁平的「光針」。

眾所周知，衍射是電磁波（包含光波）的基本特性，在波的傳播過程中，橫向尺寸會越來越大，從而導致波的能量發散在整個空間，不利於信號的傳輸與耦合。近年來，隨著微納加工工藝與等離子體光學學科的快速發展，二維無衍射表面光束被陸續實現。但這種基於金屬結構Plasmonic效應的表面光波，存在損耗大、傳播距離短的問題，特別是在可見光波段與液體環境中，因而限制了其應用。

基於此，研究組提出並實現了基於由周期性多層介質薄膜組成的純介質結構的無衍射布洛赫表面波。該光束可存在於液體環境或空氣界面。介質材料的本徵損耗遠小於金屬，因而其傳輸損耗小。介質結構表面材料為常規玻璃，在玻璃襯底上做相關生物、化學修飾遠易於在金屬襯底，因而應用前景將會更為廣泛。該無衍射表面光波將在表面化學、表面物理、片上光子集成器件和光學微納操控、成像與感測等領域具有實際的應用前景。

3.全新憶阻器超越現有機器學習系統

在當今「大數據」時代，現有計算機硬體架構已面臨速度和高能耗的瓶頸。科技日報記者日前採訪美國密西根大學電子工程與計算機系盧偉教授獲悉，他帶領同事研發出一種全新憶阻器（Memristor）陣列晶元，其處理圖片和視頻等複雜數據的速度和能效，超越了現有最先進機器學習系統。

目前，用機器學習來處理大數據越來越受重視。不過現有的機器學習只是基於現有硬體架構在演算法上進行革新，在學習和推理過程中仍需不斷在處理器和存儲器之間轉移大量數據，造成速度上的瓶頸和很高的能耗。而憶阻器是一種新型電子器件，能通過調整內部的原子分佈同時實現數據存儲和信號處理的功能，低能耗、高效率并行實現機器學習里最基本的矩陣運算。

4.俄羅斯研發出可用於極端條件的高效凈化水裝置

俄羅斯托木斯克工業大學研發出高效凈化水裝置，可用於包括野外作業在內的極端條件，裝置凈化效率高、便攜，適用於凈化任何原水。

此項技術的創新點為專門研發出多種不同凈化作用的吸附劑。其生產原料為廉價的沙子、珊瑚，以及建築廢料等，採用獨特的納米技術對原材料進行處理，使每種吸附劑對某一種或某幾種污染物具有最佳的吸附效果。凈水濾芯中逐層填充不同的吸附劑，不同性能吸附劑的相互配合可獲得水的最佳凈化效果。就其凈化機理，實際上同時進行了離子交換、機械和化學吸附、催化、電動力學去除細菌、病毒及化學污染物等凈化過程。

5.烏克蘭成功研發出生物相容性鈦合金植入材料

烏克蘭國家科學院材料科學研究所成功研發出一種全新鈦基（Ti-Si-Nb）生物相容性合金，這種鈦合金材料的特點是彈性模量低，從而優化與骨材料的相容性。鈦合金材料元素對人體無毒性，在一定程度上對人體有益。

根據烏克蘭國家醫學科學院傷骨科研究所進行的對比試驗結果，這種新型鈦合金材料生物力學相容性比目前廣泛用於醫藥領域的金屬材料（不鏽鋼，鈦合金ВТ6）的性能超過5-20%。烏克蘭國家衛生部、烏克蘭預防毒理學、食品安全和化學品國家科研中心對該種鈦合金材料植入體運用給予積極評價。