跨学科实践 “调查超导材料的研究进展与应用前景”（教学课件）物理沪粤版2024八年级上册

该初中物理课件围绕“质量与密度”章节的超导材料主题，系统呈现超导现象的发现、零电阻与迈斯纳效应等基本特性，通过昂内斯实验导入，以物质观念为支架连接材料特性与后续研究进展、应用前景的学习脉络。 其亮点在于以跨学科实践活动为核心，融合科学探究（资料收集分析、小组分工汇报）、科学态度与责任（中国科学家贡献、国际地位培养使命感），通过赵忠贤团队研究、超导能源应用等实例，采用探究式教学，助力学生提升信息处理与协作能力，教师可依托结构化设计落实核心素养。

发明天才的人简直是个超导体，简单的说它是一种抗磁性可悬浮起来的神奇物质。磁悬浮列车听说过吧？据说贼快，用的就是这种黑科技，有多黑，低头看不见脚趾那种黑。那么这种超导体是如何制作出来的？问的好，自己在家就能做。首先咱们得找到能够制作成超导体的材料，然后把它们冷却到一个离了个大谱的温度。听似很简单对吧？实际还真不难。比如咱们由古至今都很喜爱的一种金属水银，将它冻成-269度时就可以变成超导体。但对于咱们这些平民老百姓来说，这条件就有点苛刻，所以还是选择另一种叫做YBCU的材料来整，因为它只需要冷却到-181度就能成为超导体，使用常见的液氮就能做到这一点。至于YBCO是什么意思呢？简单的说就是以被铜氧这四个元素结合在一起形成的物质，再简单点说又被称为文123。就是它里面包含有一个亿，然后是两个贝壳，三个桶。很好，既然理论存在，那么开始实践第一步自然是要先获得这4种元素。氧气可以忽略掉，咱们不缺另外三种材料的其中两种，这里使用的是氧化银和硝酸铜，他们比较容易搞到手，而最后的一种硝酸钡就比较麻烦了，需要花大价钱才能从某家化学品公司购买到运费比产品贵几倍的那种贵。然后在制作的过程中还需要用到柠檬酸，也就顺便买了一大袋，非常好。接下来需要先把氧化乙制备成硝酸乙，才能进行后面的操作。准备好一个大烧杯放在加热板上，往里加入200毫升蒸馏水和100毫升的浓硝酸，并开启搅拌，将它们充分的混合，搅拌个几分钟后，取一些氧化钇加入进去，加多少没有规定，主打一个有钱任性，大约也就丢了3小勺进去。然后打开加热功能进行加热，直到溶液沸腾，给烧杯盖上盖子，很快氧化已开始与硝酸反应，变成硝酸银。硝酸银与氧化乙不同，你会发现它可溶于蒸馏水，但这也说明了里面硝酸还有剩余很多。为了避免浪费，再往里添加更多的氧化银进去，直到在无硝酸可以转化氧化钇为止，好像加多了没关系，再多加一点硝酸进去，平衡一下下就好。醒了几分钟后，溶液刚好达到一个里面全是销酸盐的状态，可以看到还有一些不知道是啥的垃圾在漂浮着，可能是化学品商家用来掺假的东西，只能使用年过滤器，先把这些垃圾去除掉，这下舒服了，看着比农夫山泉还要干净，但千万不能喝包凉的，然后我们把这干净的硝酸盐溶液放到加热板上，开启加热和搅拌，大火烧煮蒸发掉一半的蒸馏水，让溶液达到一个饱和的状态，完了后放到一边，盖上盖子，静待它自然冷却到室温几个小时后似乎什么都没发生，不过用玻璃棒搅拌一下后还是能接触一些晶体的这说明成功了一半。另一半要让它静置一整晚后才知道，第二天果然里面出现了一大堆的硝酸盐，非常好。接着自然是使用真空过滤器去除掉没有作用的溶液，获得干净蓬松的硝酸盐。带着它彻底干燥后，我们就得到了这一大堆的硝酸盐。咱们现在集齐了所有的材料，那么接下来可以开始正式的整合，往一个放在热板上的特大烧杯里加入225毫升的蒸馏水并开启搅拌，然后取72.48克蓝色的硝酸铜加入进去混合。这会让溶液的颜色跟侧洁灵一个样，但它跟侧结灵却没有任何的关系，溶液看起来还有点浑浊，没关系，多加一点浓硝酸进去就好了当硝酸铜溶液变得透彻时，就可以取52.27克的硝酸钡加入里面混合不过硝酸钡比硝酸铜难以溶解的多，因此需要盖上盖子，打开加热功能让它在热的溶液里加快溶解的速度，大约20分钟左右效果也很一般不管了，现在加入第三种元素，也就是38.3克的硝酸一搞里头再盖上盖子，继续让它加热搅拌一小段时间看这情况感觉还不错接着呢，往里再加入126克的柠檬酸进去，作为反应的辅料，让它先这样再搅拌20分钟左右然后我们来测一下PH值，1到2的程度相当的酸不行，要把它的PH值中和掉，起码要让它来到6至7之间。刚好这个反应也要用到碱性的氨水，它能调节PH值的同时，还能合成我们需要的硝酸铵，但是得慢慢的少量多次的天价。因为氨水与硝酸溶液接触，就相当于是生石灰遇到了水一样，他们反应会快速的释放出大量热量，同时也会让的溶液的颜色越来越深。当搅拌几分钟后，它的PH值就会来到5左右，还差一点点没关系，再添加多一点氨水进去，就能完美的解决这个问题。这里首先发生的反应是安与柠檬酸正在努力的结合，组成柠檬酸铵。同时硝酸钇、硝酸被和硝酸铜这三种硝酸盐与氨水中的一水合氨发生化学反应，生成氢氧化钠、氢氧化钡和氢氧化钠。然后氢氧化钠和氢氧化铜与更多的氨反应，形成深蓝色的络合物，而当中的氢氧化钡应该会和柠檬酸铵有反应，形成柠檬酸盐络合物。只是应该好，因为只是猜的，并没有证据，现在他的值都很难用试纸测出来，猜它应该在6到7之间。所以接下来使用咖啡过滤纸先去除掉当中的一些杂质。很好，我们现在有了已被童络合物溶液，接下来就是把它们变成已被童氧化物。怎么做呢？很简单，取10分之1的已被童络合物溶液倒入一个放在热板上的特大烧杯里面，然后开启加热炉，大火收汁，静静的等待它蒸发掉所有的水分，于是它就会因为高温燃起来了。漂亮，很像法老之蛇的趣味实验。唯一不同的是，法老之蛇要用明火燃烧，当反应结束之后，关闭加热炉，先让烧杯冷却下来，完了后放到一边更换成新的烧杯和加入新的络合物溶液。同样的操作，加热到它燃烧起来为止。过程中的反应就叫做柠檬酸盐热解反应。顾名思义，它把所有的金属硝酸盐变成了氢氧化物以外，同时还制造出了硝酸铵。众所周知硝酸铵有多牛逼，一种非常不靠谱的燃料。当温度足够高的时候会发生自燃，然后均匀而给力的燃烧了所有的已被铜络合物。高温导致已被铜络合物产生热分解反应，于是把它们都变成了已被铜氧化物。当然过程中所有的水分也挥得干干净净，那么剩下的所有溶液也都是用同样的方式挥霍完。于是我们会得到食来烧杯蓬松的已被铜氧化物，蓬松到一碰就碎的程度，因此把它们全部弄个稀碎，全部集中到一个大烧杯里面存放就好。现在有了已被铜氧化物，接下来就可以把它们制作成超导体了，同样很简单，所以留到下一集再讲。那么预知后事如何，请听下回分解。 沪粤版 八年级上册 第五章 质量与密度 跨学科实践 调查超导材料的研究进展与应⽤前景 ⽬ 录 超导现象简介 全球超导材料研究进展 中国科学家的贡献 超导体的应⽤前景 实践活动指导 总结与讨论 作业布置 1 2 3 4 5 6 7 超导现象的发现 1911年，荷兰物理学家海克·卡末林·昂内斯在实验中取得重大突破： 当汞冷却到4.2K(-268.95℃)时，其电阻突然消失 这一现象标志着人类首次观察到超导现象 昂内斯因此获得1913年诺贝尔物理学奖 超导体的基本特性 特性⼀：零电阻效应 当材料进⼊超导态时，其电阻突然降为零，电流可以在其中⽆损耗流动 特性⼆：迈斯纳效应 超导体具有完全抗磁性，磁场⽆法穿透超导体内部，导致磁悬浮现象 全球超导材料研究历程 传统超导体 (1911-1986) ⾦属及合⾦材料 临界温度低于 30K(-243℃) 需使⽤液氦冷却 ⾼温超导体(1986至今 铜氧化物、铁基超导体 临界温度突破液氮温区(77K) 冷却成本⼤幅降低 国际研究热点领域 室温超导材料探索 寻找在常温常压下具有超导特性的新材料 超导带材与线材制备技术 提⾼超导材料的实⽤性和⼯程应⽤价值 超导量⼦计算应⽤研究 开发下⼀代⾼性能量⼦计算机 中国超导研究的起步 20世纪80年代年代⾼温超导突破后， 我国迅速启动相关研究 ✓ 1987 年成⽴国家超导技术专家委员会 ✓ 建⽴多个国家重点实验室 ✓ 制定 “863” 计划 超导材料研究专项 ✓ 形成产学研结合的研发体系 中国科学家的⾥程碑贡献 赵忠贤院⼠团队 发现多种⾼温超导材料 推动国际研究发展 2016年国家最⾼科学技术奖获得者 陈仙辉团队 铁基超导体研究取得重⼤突破 发现新型超导材料体系 推动超导机理研究 南⽅科技⼤学 室温超导材料研究引发国际关注 开发新型超导材料制备技术 推动超导应⽤产业化 我国超导研究的国际地位 1 论⽂数量与质量 超导领域论⽂发表数量 与影响⼒位居世界前列 2 材料制备技术 超导材料制备技术 达到国际先进⽔平 3 国际重⼤合作 参与国际热核聚变实验堆 (ITER) 超导磁体项⽬ 能源领域应⽤ 1 超导电缆 2 超导储能 3 超导发电机 实现低损耗输电 提高电网效率30%以上 减少能源浪费 高效储能系统 稳定电网频率 支持可再生能源接入 体积缩小50% 效率提高至99% 适用于风力发电 医疗领域应⽤ 1 核磁共振成像（MRI） 2 粒⼦加速器 3 磁悬浮列⻋ 超导磁体提供高磁场强度 成像清晰度提高50% 无辐射安全诊断 用于精准肿瘤治疗 靶向消灭癌细胞 减少健康组织损伤 超导磁悬浮技术 高速(600km/h)、低噪音 绿色环保交通工具 信息与科研领域应⽤ 1 超导量⼦计算机 运算速度提升百万倍 解决传统计算机⽆法处理的复杂问题 推动⼈⼯智能发展 2 超导传感器 超⾼灵敏度检测 可探测微弱磁场和电磁信号 应⽤于地质勘探和医疗诊断 3 ⼤型科学装置 ⾼能物理对撞机核⼼部件 产⽣超强磁场约束粒⼦ 探索物质基本结构 实践活动⽬标 1 信息收集与分析能⼒ 学习从多种来源获取信息 掌握信息筛选与分析⽅法 培养批判性思维能⼒ 2 科学研究⽅法 了解科学研究基本流程 学习数据整理与分析⽅法 体验科研探索过程 3 科学表达与写作 提⾼科学写作能⼒ 学习制作专业演⽰⽂稿 培养团队协作能⼒ 调查研究步骤 1 资料收集 查阅⽂献、新闻报道、学术论⽂ 收集超导材料研究与应⽤相关信息 2 数据整理 分类整理研究进展、⼈物贡献、应⽤案例 制作信息对⽐表格 3 分析思考 ⽐较国内外研究差异 预测超导技术发展趋势 形成个⼈⻅解 学⽣查阅资料进⾏研究的场景 任务分⼯与时间安排 ⼩组分⼯ 资料组 负责收集⽂献资料 整理研究数据和案例 建⽴信息数据库 分析组 负责数据对⽐分析 研究国内外差异 预测发展趋势 写作组 负责撰写研究报告 制作演⽰⽂稿 准备汇报材料 时间规划 开始 资料收集 1 周 整理分析 3 天 撰写报告 3 天 成果展⽰要求 1 科普短⽂ 2 ⼩组汇报 3 交流讨论 800-1000字科普文章 图文并茂，通俗易懂 包含研究进展与应用案例 体现个人见解与思考 5-8分钟PPT展示 内容精炼，重点突出 包含研究过程与发现 团队协作成果展示 分享研究心得与体会 提出研究过程中的疑问 交流不同观点与见解 互相评价与学习 课堂总结 超导研究的重要意义 推动能源技术⾰命 促进医疗设备发展 加速量⼦计算突破 解决⼈类能源危机 我国的发展成就 ⾼温超导研究国际领先 超导材料制备技术先进 参与国际重⼤科研项⽬ 应⽤产业化稳步推进 ⻘少年参与途径 参加科学探究活动 关注科技前沿动态 参与科研实践项⽬ 培养创新思维能⼒ 超导技术正在改变世界，⻘少年是未来科技创新的主⼒军。让我们保持好奇⼼， 勇于探索，为科技强国建设贡献⼒量！ 1 2 3 作业布置 1 完成科普短⽂撰写 2 准备⼩组汇报 PPT 3 回顾复习本学期内容 请在下周五前完成并提交作业 根据研究内容撰写800-1000字科普文章 要求图文并茂，语言通俗易懂 包含研究进展、应用案例和个人见解 制作5-8分钟演示文稿 内容精炼，重点突出研究过程和发现 包含分工合作情况 感谢观看 THANK YOU FOR WATCHING $$2025年伊始，超导研究的热潮依旧持续。科学家们在镍氧化物超导体中再度实现天花板级的突破，实现了常压下40K的临界温度。这就意味着镍氧化物就可以正式的纳入为高温超导家族的新成员。这也是继1980年代的铜氧化物和2008年的铁生及铁硒化物之后，发现的第三个高温超导体系。K家们为什么要不断的去寻找新的高温超导体？为什么常压下40K是高温超导的标志性的分水岭？氯氧化物高温超导的发现对领域来说意味着什么呢？大家好，我是中国科学院物理研究所的研究员刘慧先。这一期我们来聊一聊镍氧化合物高温超导的最新进展。超导现象发现于1911年，距今已有114年的历史了。超导材料它具有绝对的零电阻，完全的抗磁性以及磁通量子化等许多非常特殊的性质。那么在一些需要大电流、强磁场、低阻抗、强量子效应等等许多方面都有不可替代的用途。然而令人们担忧的是，尽管我们已经发现了成千上万个超导体，却没有一个能够在常温常压下使用。而事实上绝大部分超导材料的使用，它都必须依赖于低温的环境。因为超导现象它存在一个临界温度，也叫做TC，那么必须低于这个温度才能实现这个超导的状态。这个临界温度到底有多低呢？那么我们以目前使用最为广泛的这个泥钛合金材料体为例，它的这个TC大约只有7到9K，也就是零下264摄氏度左右，甚至比地球南极的零下90摄氏度还要低了170多度维持这么低的温度，那就必然意味着高昂的成本和很大的技术挑战。因此科学家就一直期待寻找高临界温度的超导体，也就是高温超导体。在物理学家的心目中，这个高温并不等同于我们生活里面那种几百摄氏度以上的高温，而是相对于大部分TC很低的超导体而言，早期发现的超导材料大多数是金属单质或者合金。常压下最高的TC就是金属泥，也就是只有9K左右。而在上世纪80年代以前，科学家们发现了少数几个20K以上的超导体，那么高温超导的门槛最早设定为20K也就是零下253摄氏左右，也是非常之低的。然而如今高温超导体的门槛基本上公认是40K也就是零下233摄氏度左右。为什么40K会成为划分高温超导和低温超导这么一个分界线呢？在1956年到1958年期间，巴丁库珀和随佛的人建立了传统金属和合金的超导体的这个微观理论，也就以他们的名字简写命名为BCS理论。这个理论的核心的思想就在于负责导电的电子，它不再是一个独立的个体，而是借助这种原子这种热振动的能量，作为胶水配成这个电子对。那么一对电子内部失去和得到能量，它总是互相抵消，使它这个中心能量就可以保持不变。而实际上这些电子对在空间上是互相交织在一起的，并且由于量子相干凝聚形成了一个宏观量子态，这个宏观量子态的尺度是远远大于原子间距的，所以它可以无视这个原子的存在而实现这种畅通无阻的电流，也就是超导态。1960年理论物理学家阿里西伯格把这个BCS理论推广到所谓的强耦合状态，提出了计算超导体TC的一个理论的方程。1965年麦克米兰在此基础上进行了一个简化的建设，并根据已有的这个实验数据做了一个大胆的推测。金属超导体的TC上限就是40K，这就是超导材料，叫麦克米兰极限。然而1986年发现的同远航母超导体的TC，它很快就在中美科学家的努力下，突破了40K大，甚至达到了90K以上。人们就逐渐认识到这个40K的麦克米兰极限，它仅仅适用于金属或者合金等常规超导体，同氧化物中的操作现象已经不能要用BCS理论来准确的描述，所以麦克米兰极限它并不适用。那么这就意味着40K它不仅仅是一个数值上的一个分界线，其实它还赋予了特定的物理含义。也就是说常压下的超导体是否能够被传统的BCS理论来描述。如果你注意到我上面说的话，你就可能会发现我在反复的强调常压。的确40K这个麦克米兰极限，仅仅是在常压下对传统超导体是成立的。如果借助压力，材料内部的原子热振动完全可以更强，可以维持更高的TC，而且仍旧是满足BCS理论的。那么近十余年来科学家们发现了许多氢化物，就是典型的高压高温槽导体，来借助百万级的这种大气压的极端压力，它的TC可以非常的高，甚至已经逼近室温。而只是这种极端高压的环境，比起低温环境带来的挑战其实要大的多要想实用化几乎没有希望。如今到底有哪些超导体可以在常压下突破40K而被称为高温超导体呢？其实很少，也仅有这个铜氧化物、铁生化物和铁硒化物。我们也可以把前者称之为铜超导体的，后两者统称为铁基超导体。那么加上最近发现的这个涅氧化物超导体，我们可以称它为电极超导体。所以目前高温超导就是三大家族，铜铁镍基、超导体。如果我们翻一翻元素周期表，我们就会发现聂其实位于这个铜和铁中间，所以力极操作其实就是科学家早就锚定的一个目标。但是却一直到2019年才真正的实现，而且直到2025年，我们才可以放心大胆的称之为镍基高温超导体。2019年镍基超导体最早出现的形式是米斯聂亚博摩，由斯坦福大学的李丹峰和换等人实现。那么TC也大概只有45K左右，2023年到2024年，镍基材料在单晶或者多晶快递材料中被发现。中山大学王猛等人在南山炼二氧气中，发现了高压可以诱导出80K的超导电性，随后被浙江大学袁慧秀团队以及中国科学物理研究所的陈建光团队所证实，颞极高压超导，它是突破了液氮温区的。然后复旦大学的赵俊，南京大学的文海虎，山东大学的张俊杰，以及上海科大齐彦鹏等诸多国内的团队，陆续发现了其他镍氧化物，比如说蓝色涅三氧石等在里面的高压超导殿下。然而常压下面积超导体的TC却迟迟没有突破40K，一直到了2025年的二月份，期刊正式报道了来自于南方科技大学谢锡堃和陈忠玉团队的成果，在这个南普桑二氧气中实现了40K以上的常压测导电性镍基高温超导的突破，看起来好像是挺轻松的，实际上这个难度还是非常大的。因为早期这个女士镍氧二这个薄膜是属于一百一二的结构，然后通过特殊的处理去掉里面多余的氧原子才能超到，而且它这个非常的薄，大概也只有20个纳米，也就是两百多个原子那么厚。这个兰山利亚氧气高压超导发现的初期，人们并不能肯定就是它出现了这个超导，因为这个材料里面还有其他的成分，而且这个氧含量很难确定。直到科学家们使出了高温烧的材料探索里面我们惯用的一个套路，就是掺杂一些不同的系统来去试试看。此前在同样航母和铁器草草材料当中，这一招都极大的提高了查找材料的TC，突破了40K的门槛。果然科学家们就发现把这个3分之1组的蓝替换成普，就可以稳定这个材料的327的这种结构，就实现了近100%的块体高压超导。他们还意识到这种外部的物理压力其实还可以用内部的这种化学压力来替换。也就是把材料做成这个薄膜的状态，那这个衬底的原子结构和这个材料的原子结构出现一个不匹配，从而就提供足够的内部的这种应力。这样我们就不需要借助外部的施压，就可以得到常压的高温超导了。南方科大团就结合了以上的两个思路，并借助他们积累多年的这个独门的绝技，也就是原子级别的控制氧化物薄膜外延生长的一个技术，精细的调控这个朗普桑聂二氧气薄膜的这种化学配比，氧原子的含量、厚度和平整度等等。他们尝试了一千多个样品，终于在这个普含量为0.15的时候，出现了40K以上的常压超导电性，几乎同时斯坦福大学的换团队也在南山利亚氧气的薄膜中实现了26K以上的超导。而且又借助这个谱的引入，最后得到了30K到48K之间的常压的超导。那么今年3月份，新加坡的科学家们在最早大家发现的一百一二结构的体系也实现了突破。在一系列的稀土和碱土金属的组合体系，三油概是镍氧化这个薄膜里面获得了40K以上的超导。那么这一系列常压40K以上的电极超导体的发现，不仅意味着高温超导它有了新的一个正式的家族成员。而且意味着我们在铜基和铁基高温超导研究的经验和教训，我们都可以移植到这个链接超导上面来。科学家们受到这个匿迹操作的启示，也提出了一些新的理论模型。更是对高温超导TC的这个上限做了一个理论的预测。那么多年来困扰物理学家的高温超导的微观机理，或许可以加速得到解决，为发现新型的实用化的超导材料带来更多的希望。 中国在众多的科技领域取得了重大的突破，尤其是在高温超导领域取得了重大的成果。在常压之下的镍氧化物高温超导的导电性能取得了重大突破。这样一个重大的科技成果，是由南方科技大学的校长薛其坤院士所领衔的。南方科技大学以及粤港大湾区量子科学技术中心和清华大学联合研发团队，最新发表在全球最顶级的学术期刊自然上的。我想这个很能够说明问题，对吧？它的研发的成果是什么呢？就是继铜基和铁基材料之后，中国的科研团队实现了在镍基材料成为第三类在常温之下实现突破40K麦克米兰极限的高温超导材料体系。这个大家可能也是听得云里雾里了，但是不要紧，反正你就知道对吧？这个中南方科技大学的院士团队。在发表在自然期刊上的重大科技进展。我们知道聂这个材料中国可能不陌生了。我们像在印度尼西亚，中国和印尼之间的合作，大量的镍矿，因为印尼的镍的储量是比较高的。在新能源产业当中，整个镍材料，它扮演着最为重要的作用。当然很多朋友听的比较多的是锂电池，磷酸铁锂等等之类的，但是聂也很重要。所以这一次这个联合研发团队在常温常压的环境下，实现了对镍氧化物材料的高温超导性。到这个超导开始转变温度突破40K，这个K就是开尔文，就是它的一个怎么讲？就是它的一个单位，相当于零下233，达到了所谓零电阻和抗腐蚀性的双重特性。这个成果为解决高温超导领域的科学难题提供了全新的突破口。能够发表在自然期刊上，自然有它的实力之所在。最近镍基超导的这个材料在全球的科研界都是异军突起。今年上半年相关的研究对外宣布，然而如何缓解所谓的高压限制，实现所谓常压高温超导，这依旧是全球科学家都希望能够来解决的问题。而现如今我们看到中国科学家实现了这样一个大的突破。至于说它的实现细节等等之类的，我们也不是从事这方面研究的，我说实话我也看不懂。大家如果真是这方面的专家可以去看一看，总归这是其中一个比较大的突破。最近除此之外，中国科学家同样发表在自然杂志上的发表时间是在2月20号的。在另一个重大领域也是取得了突破性的进展。这个领域就是中国科学家在所谓连续变量集成光子芯片领域突实现了全新的突破，我只要能够发表在自然科学这些期刊上，尤其涉及到所谓的高温超导，什么量子芯片等等之类的。这些说实话都是全球科学界科学家当前大家你追我赶的重大领域。自然期刊在2月20号发表的中国量子芯片的研究，它主要解决的问题就是要实现全球首例基于集成光子芯片的叫做连续变量的量子纠谈的一个难题。相关专家就表示这样的一个研发成果，填补了采用连续变量编码方式的光量子芯片的关键技术空白。填补某一项技术空白，那就自然就是有更强的未来的它它的一个应用前景。这也为光子芯片的大规模的扩展，以及在量子计算、量子网络等领域的应用奠定重要的基础。集成光量子芯片是一种能够在微纳尺度上编码、处理、传输和存储光量子信息的先进平台。如何在光量子芯片上实现大规模的量子纠缠，是国际量子研究的难题。量子纠缠的状态作为一种典型的多比特量子纠缠态，也是量子信息科学的核心资源。但是由于它整个的确定性，大规模制备所面临的巨大实验的困难，尤其是连续变量的这种光量子芯片的制备和验证技术，在国际上的从来就没有人能够攻克，能够解决这个问题。所以量子芯片，什么量子互联网等等讲的比较多。但真正的距离做到距离产业化，距离真正的使用，还是有比较远的距离。这里面就是由于这些关键的科技还没有搞定，还没有突破。所以经过多年的攻关，我们看到这一次北京大学的王建威教授团队，以及像山西大学的教授团队联合成功攻克了这样一个关键的技术瓶颈。创新性的发展出连续变量、光量子芯片的调控，多色相的一种捕捉的技术，实现了确定性可重构的这样一个技术突破。对未来的实际的应用，可以说是啊铺平了道路。具体的细节如同我前面所说，反正我也看不懂，相信绝大部分朋友也看不懂。但是我们只需要只记得这是中国科学家在集成光量子芯片技术领域取得的重大突破。这个突破性的成果为未来大规模的量子纠缠态的制备和操控提供了全新的技术路径。对推动中国的量子计算、量子网络和量子模拟等领域它的实用化发展具有极为重要的现实意义。我们只需要知道量子计算一旦搞定，什么英伟达，什么美国的密码系统，什么五角大楼的黑客，那都通通不是问题。到时候就区块链技术，什么加密货币，恐怕一股脑儿的变成灰，对吧？随风调试。因为量子计算的计算实力实在过于强大，所以中美两国目前都是在量子领域是你追我赶，处在全球第一梯队。那放眼望去，后面看不到我们的车尾灯。但问题就在于中美两国之间是各有优势，所以且看中美两国的科学家在量子领域到底谁能够更胜一筹。关于这一次的中国量子芯片方面的重大突破，自然杂志的审稿人评价称，这项工作首次在量光量子芯片上实现了多比特的连续变量的量子纠缠，是可扩展光量子信息技术的重要里程碑。因此在这一点上应该说是相当的了不起。除此之外，最近我们很明显的感受到了中国在核心的基础科研方面的突破是越来越多。很多人类所面临的重大的科技难题，好像中国科学家的身影也是越来越多的出现。那你比如说前几天我们也介绍过的是全球第一次的重大突破性进展，那就是由中国的科研团队所搞定所取得的突破性成果，那就是中国工克了帕金森这样一个疾病，我们讲中国的帕金森疾病的总数是300万。目前治疗帕金森疾病主要是改善，对吧？没有什么药物能够去缓解，能够过去真正的治疗，我们讲这个治病治根对不对？除根除不掉，因为什么？因为整个帕金森疾病它的致病原理都搞不清楚，你连原理都不知道，你怎么去治疗？对不对？中国科学家，也就是上海的复旦大学附属华山医院的郁金泰教授团队，通过五年的临床和基础研究，获得重大的科技突破，在全球首次发现了帕金森病的全新的治疗靶点。这个编号是FAM171A2这个靶点，而且找到了能够潜在有机会治疗这个靶点的小分子化合物，讲的俗一点就是药，我们找到了这个病的病根，同时我也找到了能够打蛇打七寸治疗这个病根的药物，你说这是不是重大进展？我们讲到帕金森，很多家庭年纪大了，多少是身体不是这不舒服那不舒服，这也是正常生老病死，谁谁都会如此。但是是不是能够有比较好的老年生活呢？当然科技能够在其中有很大的帮助，减少痛苦？治疗疾病这很重要。这一次中国的科学家团队，复旦大学的附属华山医院的喻金泰教授团队，他们看到了研究出来了叫做病理性的阿尔法突触。核蛋白是帕金森病的关键致病蛋白。如果能够尽早阻断这个病理性的阿尔法突出核蛋白的传输过程，就可以大大的延缓帕金森病的这这个进程。因为我们知道一个疾病，它都需要很多年，有人说十几年的时间才能够逐渐的你人才会有症状。那么这十几年时间如果早期检测出来，提前干预，那你根本就不会有这个问题，对吧？这相当于打了疫苗一样。那么研究团队也证实了神经元膜的受体蛋白FAM171A2是促进病理性阿尔法突出核蛋白传播的关键。在全求首次揭示了FAM171A2蛋白与阿尔法突出核蛋白的结合机制。这一次的研究发现了全新治疗靶点和开发药物，有望从疾病早期对帕金森病进行干预，延缓整个疾病的进程。结合现有的对症治疗手段，将会实现帕金森疾病的治疗与症状缓解的双重突破，造福很多的患者。相关研究成果同样在2月21号的时候发表在国际著名的学术期刊科学之上。我们为大家介绍的这几个都是在这几天取得了重大进展。一个是中国在高温超导领域的重大成果，在常压之下实现了镍氧化物的高温超导导电性能。另一个是关于中国突破性的实现了叫做光量子芯片技术领域的重大进展，解决量子纠缠的相关问题。而前面所说的发表在国际著名的科学期刊科学之上的，就是关于中国科研团队复旦大学的附属华山医院的郁金泰教授所实现的攻克帕金森病的相关科研进展。你说这哪一个不是重大突破呢？我觉得真的是，反正我最近明显的感觉到，从去年下半年到现在，这是最顶级的科技突破。这就是正儿八经的基础科研，是从0到1的基础科研。那么中国科学家的名字，中国科学家的身影真的是越来越多。所以我们看到，就在这个几天之前，在英国伦敦发布了一个2025年的全球软实力指数。中国的软实力的排名从去年的第三名进一步的跃升至全球第二。第一名还是美国、英国。日本、德国分别列第三名至第五名。这个是一个中国的整体的实力的一种体现，它倒不是某一个学科或某一个什么科技的突破，它是整体的体现。而中国的科技能够进展，说句实在，如果不是国民经济的发展，教育人才的培养，也不会有这些。说句实在话，过去几十年来中国在科教兴国，从娃娃抓起，这是从我们的小平同志在教导。科学技术是第一生产力，要科技兴国，科教兴国，对吧？说句实在话，这么多年的坚持，有的朋友会说中国教育也不怎么样。什么很多人初中毕业就下学了，这个九年义务教育而已。但是你要知道，你比如说印度，它有一半以上的人口都是文盲，对吧？这个差距是很大的。为什么印度的制造业说我们取代中国是胡说八道，根本不可能。他那么多的文盲他怎么取代？你真的以为你即便是在富士康，在一般工厂里面打螺丝，你真的以为就是个文盲？他的这个认知体系，他的这个学习能力，他能够行吗？很多东西你都是要有一个最基本的，你得识字，你得有一些基本的逻辑能力，你数学等等之类的。你你你要稍微你看九年义务教育，最起码能够让你在社会上行走的时候，这个基本的要求能够达到，你说多么厉害，你还得再学习了，对吧？所以讲到这里的时候，我们看到英国的品牌金融咨询公司发布了这样一份报告。2024年以来，中国在八大软实力的支柱当中的六项，以及3分之2的具体指标之下，都实现了大规模的显著增长。尤其中国在全球合作可持续发展，国内的品牌影响力，以及中国在推动一带一路和全球的这种不同国家之间的项目合作方面，都起到了非常大的正面的促进作用。所以品牌金融咨询公司的总裁大卫海格就说，中国对软实力的投资正在显现成效。2025年中国软实力排名首次超过英国，反映出中国在不断加强经济实力吸引力的同时，展现出中国自身的文化特色，加强安全与治理等各方面的成果，正在全世界越来越吸引更多的这个世界公民。在这个情况之下，我们所看到品牌金融这个咨询公司，我们为什么介绍这样一个排名呢？主要是因为他在过去对超过一百多个国家的17万余名的受访者有调查。整个评估的联合国193个会员国的全球形象，这个是全球对国家品牌认知度最全面的调查之一。所以应该说在全球是有一定的知名度的。我们讲到了科技突破，为什么要提到中国整体实力、软实力的提升呢？因为你没有这些软实力，没有这些提升的话，说句实在话，你也是后继乏力的。中国未来就是要制定规则，搭建舞台，让全球最优秀的科学家、最优秀的学者，最顶级的这些专家到中国这个舞台上来发展。所以我们看到就在几天之前，西班牙的世界报发表一篇文章，题目就是在新的知识竞赛当中，中国战胜美国。民族自豪感也是高涨，对吧？注意，这是西班牙的媒体所发布的文章。那么在什么叫做新的知识的竞赛当中，讲白了还是科技。所以中国的科学家捷报频传，不仅仅是我们注意到了这一点，西方的媒体也高度关注，对吧？所以这篇文章里面开头就提到中国2024年重新夺回了2023年被美国所夺走的物理学研究领域的桂冠。此外上海首次超过纽约，在全球科研城市排行榜当中跃至第二位。北京是位居首位，中国顶尖的科学专家的数量也首次超过了美国。一些最引人注目的新闻报道纷纷指出，中国在成为几乎所有领域的第一大国的竞赛中势如破竹，那么现如今首先就是横扫科技领域，随后是主导全球的科研成果。衡量科研质量的一种方法是统计每个国家的科研人员每年在国际科学期刊上所发表的论文数量，但最重要的是这些成果的影响力水平，也就是他们在其他在在这种研究当中被科研人员所引用的次数怎么样。根据科睿维安公司的数据，20年前，美国发表的高影响力科研论文的数量是中国的20倍。到了2022年，中国在科研论文数量和质量上首次超过美国，并在自然指数排名当中也是名列前茅。在中美竞争日益激烈之际，国家向知识顶峰的冲击正激励着中国人民的民族自豪感。在这个事情当中，我们所看到的就是西方媒体也开始关注到这样的一种大趋势。比如说在基因研究领域，西班牙的媒体这篇文章当中特别谈到了中国科学家通过胚胎干细胞工程技术，成功使双亲都是雄性的小鼠存活至成年的消息。这也揭示了一种提高胚胎发育潜力的可能方法。另外一方面，关于这样的一个技术，当然小鼠是做实验。在所谓的肿瘤细胞膜疫苗，什么治疗乳腺癌这方面，中国仿佛一夕之间就走在了世界前列。西班牙媒体特别关注这一领域中国科技的进展。除此之外，这篇文章还谈到在太空领域，中国科学家所启动的一个创建太空太阳能电站的项目，旨在收集地球轨道上的太阳能，并将其传输到地球。持续的提供能源。在此情况之下，我们以前在节目中报道过的就是中国自主研发的超音速的商用无人机。这个速度可以达到音速的四倍之多，而且将会在明年就首飞。这是2 0430年开发出超音速客机的巨重大的一个项目。这个事情，我们看到西班牙的这篇文章也高度关注，认为这是对未来人类的空中出行领域的一次重大变革。中国人已经喜欢上了各种的新科技，西班牙媒体又谈到了关于四足机器人在天津、南京一些城市进机器警犬在购物区的巡逻的景象，现如今已经非常常见，而且还谈到杭州的语数科技最近所引发的全球轰动。公司所推出的各种人形机器人，正是在全球市场当中，占据非常高的市场占有率。西班牙媒体认为杭州是中国机器人产业的主要制造中心，也是中国一些最优秀初创企业的所在地。其中包括深度求索公司，其所开发的人工智能助手deep sick，凭借低成本和强大的开源模型震撼了科技市场。就在美国投资者对中国的人工智能热潮不知所措之际，阿里巴巴推出了它的新的人工智能模型。我们看到西班牙媒体认为，当美国方面试图通过对芯片和其他零部件方式来遏制限制中国的科技进展的时刻。从中国的视角上来看，旧时的美国们其实已经破灭了。因为在中国，中国现如今能够研发出来的开发出来的、生产出来的各类型的产品，实际上都是要领先美国。因此西班牙媒体的这篇文章谈到，在美国日益衰落的和西方所主导的世界秩序正在走向崩溃之际，中国通过多种渠道彰显自身的崛起，很明显要巩固这样的一个崛起，中国方面在科技自主自强的这样一场道路上，在不断的前进。也就是说最终落脚点，还是在科技自主，在科技强国这一方面。那确实如此，中国在过去这么多年当中所取得的进展，被美国打得最狠的也就是科技方面，对吧？所以你打我科技，那我就要在科技方面崛起给你看。现在连美国媒体也不得不承认，中国科技正在走向最前沿。所以美国的MSN网站在2月19号的时候特别发表文章，题目就是未来十年中国将确立全球的科技新标准。特别谈到了从人工智能到电动汽车，到半导体，到可再生能源，这些我就不去多说了，反正也不知道为什么最近西方媒体对中国的科技进展，从BBC到西班牙媒体到美国媒体，从deep seek到什么中国电动汽车到人中国人工智能。我也不知道为什么，最近就正面的消息好像是比较多，对吧？那搞得我都有点不好意思，就感觉好像在自吹自擂，王婆卖瓜，自卖自夸了。但实际上我们在中国，我们很清楚的对比几年前我自己就做IT的。那个时候中国什么操作系统芯片，我说句难听一点，真的很差，对吧？这美国打了这么多年，现在的进展真的很快，我自己就在这个行业当中，我当然很了解对吧？你说其他的什么医疗什么，这我真的不懂制药这一个东西。但是你要讲IT相关的什么操作系统，我自己就是操作系统研发工程师。我当然知道以前中国发布的操作系统，说句难听一点都是linux、unix对吧？改一改，反正最后弄了个壳子，就我们发布了，其实没什么鸟用，西方的股市、华尔街、什么硅谷，根本就不会搭理的。但是如今不一样了，为什么不一样了？你是做出真东西来了，以前多多少少是有一点，怎么讲，反正你说圈钱有点难听。但是确实有很多就是搞项目，就干这个事儿。但现如今你看这个梁文芬，你看这个deep sk它真的就是开源最强大的全球人工智能的大模型代码。所以人家才会说你close a你这个OpenAI赶紧改名字，改成close AI太丢人了，你这什么OpenAI对吧？你看梁文芬迪sick，最近是deep sik开源周，每天开源一个代码库，我太强大了对吧？你每次一开源，全球的开发者的社区开源社区都是如趋之若若鹜，都是给他收藏点赞，然后赶紧去学习deep sik的代码逻辑如何实现的。所以其实在我所知道的这个领域当中，这种进步、这种进展、这种突破是肉眼可见的，它绝对不是虚假的那以前的时候，十年前或者说我刚工作那会儿的话，真的是很多东西还是模仿学习，甚至有的时候套个壳，当然也没办法，我们你总不能用今天的发展阶段，想当初这都是一步一步走出来的。总不能说第四个馒头吃饱了，说前面三个馒头白痴，这个说法也是不符合科学精神的。反正不管怎样，能够有这么多的科技进展，科技突破，对中国来说肯定是一个巨大的好消息。西方媒体最近的溢美之词越来越多，或许也有可能就是由于美国方面，它的什么ID，就这个USAID援助的计划和经费被砍掉了。干脆既然没钱拿了，我干脆就说真话，有这种可能性，尤其是BBC对吧？中国的天空越来越蓝蓝的，我都不好意思了。最近上海还是有一点雾霾的，应该说中国的空气质量改善了很多，但真的没有BBC最近搞的那么难，那太难了对吧？我们的空气也没好到那种程度，还需要努力对吧？BBC你稍微刹点车，请符合实事求是的精神，这是我要对BBC说的。