研究突破 - 西班牙多诺斯蒂亚国际物理中心科学家利用超导量子计算机成功构建出迄今最复杂的时间晶体 为新材料设计提供了新途径 [1] - 该时间晶体为二维结构 超越了此前常见的一维结构 将领域的复杂度推向新高度 [1] - 研究团队使用了144个超导量子比特 以蜂窝状网格排布 每个比特模拟一个量子自旋 彼此相互作用强度可编程调控 [1] 核心特征与成果 - 时间晶体是一种在时间维度上周期性重复的特殊量子态 随着时间演化 系统自发进入稳定的周期性振荡状态 [1] - 团队不仅实现了更高维度的构造 还绘制出了系统的相图 即不同参数下物态的完整分布图 为理解复杂量子材料提供了关键路径 [1] 技术方法与挑战 - 实验依托IBM的超导量子处理器完成 但受限于当前设备的噪声与误差 研究仍需结合传统计算方法进行校验 [2] - IBM科学家表示 该模型之复杂已超出传统计算机无近似求解的能力 而量子计算机虽具潜力却尚不完美 两种方法的互补协作有望推动更深层理解 [2] - 二维系统的数值模拟极其困难 拥有百量级量子比特的大规模量子模拟将成为未来研究的锚点 [2] 潜在影响与展望 - 这一突破不仅是量子物质探索的重大进展 更有望桥接量子计算与量子传感中的奇异态 开启跨领域应用的新可能 [2]

脑机接口与神经科学 - 美国研究人员开发的脑机接口系统首次让患者有感情地说话唱歌 该系统利用人工智能解码使用者试图说话时的脑电活动 可实时将思想转化为语言 帮助患有严重言语障碍的人有表现力地说话和唱歌 [3][4] - 该系统在45岁肌萎缩侧索硬化症患者身上应用 几乎可以实时将相关大脑活动转化为语言 并能传达语调变化 强调词语 以3种音高哼唱音符 呈现说话者意图及语调、音调和重音等自然语音特征 [4] - 科研人员绘制出迄今最大、最详细的哺乳动物大脑连接图谱 该高分辨率三维脑图包含超过20万个脑细胞 其中约8.2万个是神经元 还包含超过5亿个神经元连接点（突触）和超过4公里长的神经元连接 [7] 量子计算与芯片技术 - 美国多所大学科研团队联合开发出全球首个“电子-光子-量子”一体化芯片系统 这是首次在一块芯片上集成了量子光源与稳定控制电子电路 [4] - 该系统采用标准的45纳米半导体制造工艺 为批量化生产“量子光工厂”芯片、构建大规模量子系统奠定了基础 [4] 人工智能 - 谷歌旗下“深层思维”公司宣布 其搭载“深度思考”能力的高级版“双子座（Gemini）”人工智能模型 测试得分达到国际数学奥林匹克竞赛金牌水平 该成绩已获官方认证 [7] 天文与宇宙学 - LIGO-Virgo-KAGRA合作组探测到迄今最大质量黑洞合并事件 合并的两个黑洞质量分别约为太阳的100倍和140倍 合并后形成225倍太阳质量的黑洞 二者自旋速度达每秒约40次 接近理论稳定极限 [5] - 欧洲立方千米中微子望远镜合作项目团队检测到了迄今能量最高的宇宙中微子 其能量为之前探测结果的20倍 这些粒子被认为来自银河系之外 [5] - 美国科学家利用位于智利的地基望远镜 首次用地基设备观测到来自宇宙早期（宇宙诞生后仅几亿年时）的偏振微波信号 有助于更精确定义宇宙微波背景辐射中的再电离信号 [6] - 多国科研机构联合发布迄今最大的宇宙图谱“COSMOS-Web” 该图谱基于詹姆斯·韦布空间望远镜数据构建 涵盖逾78万个星系 时间跨度达135亿年 占据整个宇宙历史的98% [6] 生物技术与医学 - 科学家成功阻止人类受体对猪肾的排斥反应 一枚转基因猪肾在美国一名57岁的脑死亡男性体内存活了61天 创下转基因猪器官在脑死亡患者体内存活时间最长的纪录 [6] 基础物理与材料科学 - 物理学家制造出首个肉眼可见的“时间晶体” 这些时间晶体薄层可嵌入纸币中用于验证真伪 [5]

中国十大科技进展相关行业与公司 - 深度求索公司另辟蹊径推出中国AI 表明人工智能行业出现新的技术路径和重要参与者 [1] - 钍基熔盐堆建成 标志着核能行业在第四代反应堆技术领域实现全新突破 [1] - 中国肝癌预测系统登《自然》杂志封面并服务全球 显示医疗健康与AI诊断行业取得世界级进展 [1] - “北脑一号”完成首批无线人体全植入 意味着脑机接口行业在临床应用上迈出关键一步 [1] - 发现帕金森病原始创新靶点和候选新药 反映生物医药行业在神经退行性疾病领域取得“从0到1”的源头创新 [1] - 超导量子计算原型机“祖冲之三号”问世 代表量子计算行业在原型机研发上取得重要进展 [1] - 成功开发新型制氢技术 表明清洁能源行业在制氢技术环节获得突破 [1] - 在6G无线通信领域取得新突破 显示下一代通信技术行业研发处于前沿地位 [1] 世界十大科技进展相关行业与公司 - 脑机接口首次让患者有感情地说话唱歌并可实时将思想转化为语言 标志着脑机接口行业在功能恢复和情感表达方面取得革命性进展 [2] - “电子—光子—量子”一体化芯片系统诞生 预示集成电路与量子信息行业在芯片架构上迎来重大创新 [2] - 转基因猪器官移植创造存活时间纪录 表明异种移植与生物技术行业在解决器官短缺问题上取得关键性突破 [2] - “深层思维”公司宣布其人工智能测试得分达到国际数学奥赛金牌水平 显示人工智能行业在复杂推理与数学能力上达到顶尖人类水平 [2]

文章核心观点 - 文章探讨了“时间晶体”这一物理概念 其核心特征是时间上的周期性结构 即“时间凝固循环” [1] - 文章将“时间晶体”的概念进行了哲学和文学延伸 将其比喻为一种禁锢命运的、可被打破的结构 [1] 相关概念阐述 - “时间晶体”是一种物质相 其原子排列在时间维度上呈现周期性重复 而非传统晶体在空间上的重复 [1] - 该概念引发了关于“一日囚”等科幻设想能否照进现实的思考 [1]

研究突破 - 芬兰阿尔托大学研究团队首次实现了时间晶体与外部机械振荡器的稳定耦合，创造了一个光机械系统 [1] - 该成果为开发超高精度传感器和量子计算机记忆单元提供了新思路 [1] - 相关论文发表于《自然·通讯》杂志 [1] 技术原理与实验细节 - 时间晶体由2012年诺贝尔物理学奖得主弗兰克·维尔切克提出，定义为在时间而非空间中自我构建、无需外部能量输入就能不断重复运动的量子系统 [1] - 团队在实验中，使用无线电波将磁振子注入接近绝对零度的氦-3超流体中以形成时间晶体 [2] - 当无线电波泵浦停止后，磁振子自发形成的时间晶体以高稳定性持续运动，最长可维持108个周期，约数分钟 [2] - 时间晶体在衰减过程中与邻近的机械振荡器发生耦合，其相互作用由振荡器的频率和振幅决定 [2] - 此耦合过程与物理学中广泛应用的光机械效应类似，该效应是美国激光干涉引力波天文台探测引力波的关键原理 [2] 应用前景 - 时间晶体可作为量子计算机的记忆核心，提高其稳定性和运算效率 [2] - 时间晶体可用作高灵敏度测量仪器的频率参考源，为未来量子传感和计算提供新工具 [2] - 通过降低能量损耗并提高振荡器频率，该系统有望逼近量子极限 [2]