物理学家将数千个分子诱导共享相同的量子态

科技领航人

发布时间: 04-29
13:03
优质科学领域创作者
这是量子物理学的一个重要里程碑，成千上万的分子被诱导共享相同的量子态，像一个巨大的超级分子一样一起“跳舞”。这是物理学家们长期以来追求的目标，他们希望利用复杂的量子系统来进行技术应用——但是要使一堆不守规矩的分子协同工作与放牧猫同等困难。

芝加哥大学的物理学家Cheng Chin说：“人们几十年来一直在尝试这样做，所以我们感到非常兴奋。” 芝加哥大学的物理学家程钦说，“我希望这可以为多体量子化学开辟新领域。有证据表明，还有很多发现在等待着。”

许多粒子共同充当一个大粒子（共享其量子态）的概念并不是一个新概念。我们已经实现了这一目标，并用称为玻色-爱因斯坦（Bose-Einstein）凝聚态的物质状态的单个原子云进行了数十年的实验。

它们是由冷却到仅比绝对零高出一点点（但未达到绝对零，此时原子停止移动）的原子形成的。这导致它们陷入最低能量状态，移动极其缓慢，以至于它们的能量差消失，从而导致它们在量子叠加中重叠。

结果是一个高密度的原子云，就像一个“超级原子”或物质波一样起作用。

但是，分子是由结合在一起的多个原子组成的，因此以这种方式驯服的难度要大得多。

“原子是简单的球形物体，而分子可以振动，旋转，携带小磁铁。” Cheng Chin解释说， “因为分子可以做很多不同的事情，所以它使它们更有用，同时也更难控制。”

为了创建分子的玻色-爱因斯坦凝聚物，该团队由来自芝加哥大学的物理学家张振东领导，首先使用60,000铯原子的气体作为原子的玻色-爱因斯坦凝聚物。

接下来，他们进一步冷却了冷凝液并倾斜了磁场，使约15％的铯原子碰撞并成对结合在一起，形成了铯分子。未结合的原子从井中弹出，并施加磁场梯度以使剩余的分子悬浮并约束为二维结构。

“通常，分子要向各个方向移动，如果允许的话，它们的稳定性就会大大降低，” Cheng Chin 说，“我们限制了分子，使它们位于二维表面上，并且只能在两个方向上移动。”

产生的气体是由科学家发现的分子组成，它们都具有相同的量子态、相同的自旋、取向和振动。

我们尚未探索分子的玻色-爱因斯坦凝聚物能做什么——但这是朝着这个方向迈出的重要一步，为将来的实验提供了一块空的画布。

不仅对于分子缩合物本身，而且对于原子和分子的玻色-爱因斯坦缩合物之间的过渡。探索其工作原理将有助于科学家简化流程，因此我们可以与其他分子一起开发冷凝物，这些冷凝物对于不同的技术应用而言可能更易于维护或更有效。

“以传统的化学思考方式，您会想到一些原子和分子碰撞并形成一个新分子。” Cheng Chin说，“但是在量子状态下，所有分子以集体行为共同作用。这为探索分子如何能够共同反应成为一种新型分子开辟了一条全新的途径。”

该小组的研究已发表在《自然》杂志上。

【极米科技在科创板上市，钟波的“5年颠覆”豪言落空】3月2日，投影仪企业成都极米科技股份有限公司（下称“极米科技” $极米科技(SH688696)$  ）发布上市公告书，称其将于2021年3月3日在上海证券交易所科创板上市，股票代码为“688696”。据贝多财经了解，极米科技于2021年1月26日通过证监会IPO申请，并于2月19日开启申购。其以133.73元/股的发行价，公开发行1250万股股份，募资16.72亿元；扣除发行费用后，预计募集资金净额为15.62亿元。极米科技本次发行的股票数量1250万股中，无流通限制及锁定安排的股票数量为10,332,340股，限售股数量39,667,660股。上市之后，该公司的总股本将达到5000万股，按发行价计算，其上市时的市值为66.87亿元。限售股中，中金财富配售获配股票的限售期为24个月，极米科技的高级管理人员与核心员工专项资产管理计划获配股票的限售期为12个月，限售期自其本次公开发行的股票在科创板上市之日起开始计算。“5年颠覆”豪言落空综合来看，极米科技的股东阵容十分强大，其中包括百度、经纬中国、芒果传媒、四川文投。此外，先进数通（SZ:300541）、*ST中南（SZ:002445）等上市公司持有少量极米科技股份。根据极米科技招股书，其本次募资主要用于智能投影与激光电视系列产品研发升级及产业化项目、光机研发中心建设项目、企业信息化系统建设项目及补充流动资金等。2017年至2019年，极米科技的营收分别为9.99亿元、16.59亿元、21.16亿元；净利润分别为1449.38万元、951.72万元、9340.48万元。2020年度，其营收同比增长33.62%至28.28亿元，净利润同比增长187.94%至2.69亿元。贝多财经发现，极米科技2017年、2018年、2019年获得的相关补贴分别占利润总额的49.95%、1884.85%、36.57%。换句话说，若去除补贴影响，极米科技在2018年将产生巨额亏损。据了解，极米科技预计其2021年第一季度营业收入约为6.23亿元至7.33亿元，同比增长约为24.05%至45.94%；预计实现净利润约为4760.22万元至5497.96万元，同比增长约为10.07%至27.13%。招股书显示，极米科技的主要营收来自于投影仪的整机销售。其中，投影仪又分为智能微投系列、激光电视系列和创新产品系列。报告期内，智能微投系列投影仪的销售收入占其整体销售的比例约七成。相对而言，激光电视和创新产品的销售收入占整机销售收入的比例不足10%。此前的2016年，极米科技创始人、董事长钟波曾喊话称，“五年内，无屏电视（激光电视）将颠覆传统电视”。而极米科技的招股书则表明，钟波所谓的“颠覆”尚未到来，而且极米科技的营收主要靠其传统的智能微投系列投影仪。整体来看，激光电视在国内消费级市场投影设备的出货量占比也相对较小。相关数据显示，2017年、2018年、2019年与2020年上半年，中国消费级投影设备出货量分别为130万台、227万台、279万台和131万台，占各期投影设备总出货量的比例分别为39.2%、52.2%、60.4%与77.5%。而2017年、2018年、2019年与2020年上半年，极米科技的智能投影产品销量分别为34.16万台、54.53万台、68.99万台与35.36万台，占比分别为26.28%、24.02%、24.73%、26.99%。根据招股书披露，极米科技主要销售模式包括电商平台入仓模式、线上 B2C 模式及线下销售模式。其中，以京东自营平台为主。2020年上半年，其来自京东的收入为4.09亿元，占总收入的比例为35.82%。技术存在一定“缺陷”相对而言，极米科技的技术实力存在一定的“缺陷”。根据招股书，2017年至2019年，其研发费用分别为3305.08万元、6300.17万元与8106.09万元，占比当期营收的比例分别为3.31%、3.80%和3.83%，低于均低于可比公司均值。据了解，极米科技所列的可比公司包括海信视像、光峰科技、鸿合科技、中光学等4家公司。其中，中光学在2017年至2019年的研发费用率分别为5.95%、5.94%、5.08%，2017年则接近极米科技同期的两倍。不过，极米科技的营销费用则高于可比公司。报告期内，极米科技销售费用率分别为10.92%、11.29%、12.24%和 14.01%，均高于同行业可比公司平均水平。其称，主要因其通过电商平台和线下直营门店实现销售，销售模式与可比公司存在差异。极米科技还表示，其线上广告宣传及代运营费用相应较高，而其同行业可比公司均以线下销售为主。另一方面，极米科技成立时间相对较晚，自成立以来其不断树立品牌形象、进行市场推广，相关推广费用占比较高。极米科技在招股书中提示风险表示，其存在部分核心零部件依赖外购风险、原材料价格波动风险、自研光机比例较低风险、应付账款账期缩短风险 、市场竞争加剧风险等风险。其中，主要以部分核心零部件依赖外购风险为主。值得一提的是，极米科技还曾与其竞争对手、科创板上市公司光峰科技（SH:688007） $光峰科技(SH688007)$  产生过知识产权纠纷。最终，极米科技通过以签订合作的形式与光峰科技达成和解，向光峰科技支付巨额的专利使用费。2020年7月20日，光峰科技曾发布公告称，其针对极米科技所持有的包括“多投影屏幕拼接方法及装置”等在内的16项发明专利向国家知识产权局提出了无效宣告请求，已收到16份《无效宣告请求提交回执》。据了解，这也是极米科技在科创板IPO招股书中所列的全部发明专利。2020年9月2日，光峰科技则公告，称其与极米科技签订专利许可及战略合作协议。按照协议，极米科技需分五年时间支付专利使用费2500万元。极米科技称，针对光峰科技对其16项发明专利向国家知识产权局提出的无效宣告请求，光峰科技已于2020年9月提交撤回申请。截至 2021年 1月6日，极米科技已收到16项发明专利无效宣告结案通知书。此外，极米科技还曾因产品质量问题而被点名批评。2019年12月11日，国家市场监管总局对市面上60种产品的质量，组织开展了监督抽查。其中，极米科技的极米H3智能投影机（XK03E产品）被检验出“投影光效”不合格。根据物理学定律，在相同功率下，光效值越高，亮度越大；而在相同亮度下，光效值越高，越节能。业内人士表示，这意味着极米科技的投影机存在着亮度不够、节能效果不明显等问题。 $极米科技(SH688696)$  

【十年：中国科研人员发表300多万篇国家论文，世界第二】中国科学技术信息研究所，自1987年以来，一直负责统计分析中国科技人员在国内外发表论文的情况，几乎每年都会在年终发布统计结果。根据2020年的统计结果，最近十年间，中国科技人员共发表国际论文301.91万篇，排世界第2。

去年全年，中国发表高质量国际论文共59867篇，占世界份额的31.4%，排世界第2位。发表高质量国际论文数量最多的全球高校中，清华、浙大、上交大和北大进入前十名，清华以2420篇居第2位。发表高质量国际论文数量最多的世界研究机构中，中国有5家机构进入前十，中国科学院生态环境研究中心以492篇位居第1位。

中国有8个学科领域的高质量国际论文数量在学科排名中位列世界首位，分别是：工程技术、化学、环境与生态学、计算机科学、材料科学、农业科学、物理学和数学。高质量论文是指：学科影响因子和总被引次数同居本学科前10%。

另外，在2010年至2020年被引用次数处于世界前1%的论文，属于高被引论文。截至2020年9月，中国高被引论文数为37170篇，占世界份额23%，排名全球第二。