【科创热榜前沿科技周报】-81期转贴

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前沿科技盘点〔81〕丨他们围绕“宇称-时间对称性”展开新的叙事；全球首颗零知识证明SOC芯片，见证创业孵化新成效 原文链接：https://www.ncsti.gov.cn/kjdt/zt ... 0240227_149735.html

宇称-时间对称性是现代物理学中的一个重要概念。山东大学团队与外国团队合作提出新思路，为人工光子结构中的光功率输出控制提供了新方法，也为宇称-时间对称性在纳米光子学和集成光子学的应用提供了一条新途径。近日，全球首颗零知识证明SOC芯片一次流片成功。该项目最重要的技术基础源自于清华大学姚期智院士领衔攻关的科研项目，其背后展现出的可持续成长性也成为创业孵化、产学研深度融合的一个生动案例。

基于国际科技创新中心网络服务平台科创热榜每日榜单形成的一周科技记忆，我们推出《一周前沿科技盘点》专栏。今天，为大家带来第八十一期。

1、《Nature Communications》丨他们决定，围绕“宇称-时间对称性”展开新的叙事

宇称-时间（Parity-Time，简称PT）对称性是现代物理学中一个重要概念。它指在物理系统中，同时应用空间反演（P，即宇称对称）和时间反演（T，即时间倒流）时，系统的物理行为和规律保持不变。PT对称性的发现拓展了人们对量子力学理解，不同于传统厄米量子力学，PT对称量子力学提供了一种描述系统的新方式，它能够预测一些独特的现象。同时，PT对称性的概念在光学和经典波体系得到了广泛的验证和应用，用于设计具有特殊传输特性和功能的光学结构和传感器件。

近日，山东大学物理学院陈峰团队和纽约城市大学Andrea Alù教授研究提出一种周期驱动下弗洛凯（Floquet）PT对称性的新概念，即通过周期性交替非厄米PT对称哈密顿量，引入Floquet PT对称模型，利用Floquet机制来控制PT相变和奇异点（Exceptional point，EP)。

在传统的PT对称系统中，需要较强的增益/损耗来达到奇异点和PT对称自发性破缺，而通过该研究提出的Floquet PT新机制，可以较大程度降低PT对称自发性破缺发生的阈值，即以较小的增益/损耗来实现奇异点和PT对称自发性破缺。该研究通过周期性调节增益/损耗分布，精准控制了EP的出现和PT相位转换。此外，对于不同的初始模态，通过这种Floquet PT对称性可以实现对输入光强的放大或衰减，为集成光子芯片在功能上实现信号控制提供了一种全新的途径。

在实验中，研究团队在基于集成光波导的平台验证了该Floquet PT模型，其中时间的角色由模式在波导中的传播来等效替代，损耗引入则通过弯曲波导来实现。他们在较低的损耗水平下实现了PT对称自发性破缺，并实现对出射光强进行放大或衰减的两种功能性调制。这一发现不仅为人工光子结构中的光功率输出控制提供了新方法，也为PT对称性在纳米光子学和集成光子学的应用提供了一条新途径。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-45226-x

2、全球首颗零知识证明SOC芯片，见证创业孵化新成效

全球首颗零知识证明（ZKP）SOC芯片（Accseal LEO chip）

近日，由清华大学交叉信息研究院孵化的初创企业——深圳市智芯华玺信息技术有限公司研制的全球首颗零知识证明（ZKP）SOC芯片（Accseal LEO chip）一次流片成功。该芯片拥有完全自主知识产权，打破了业内无ZKP加速芯片的局面，提高了ZKP的计算效率并大大降低了成本，为ZKP的广泛应用和数字经济的发展提供了底层算力支撑。

Accseal LEO chip基于12nm先进工艺制程，可进行复杂的多标量乘法和数论变换运算，支持可编程设计，支持后量子密码、多方安全计算和联邦学习的加速运算，芯片性能较传统CPU快千倍以上，成本可降低十倍。目前已完成工程样片测试，预计将在今年一季度实现量产上市。

ZKP加速芯片可以给数据要素市场提供强大算力支撑，相关机构也可以利用零知识证明技术实现监管与隐私共存，验证数据要素使用的合规性、公平性等原则，保障数据隐私与企业机密。

该项目最重要的技术基础源自于清华大学姚期智院士领衔攻关的科研项目，原始创新阶段就汇聚了清华姚班等一众数学、计算机学子的努力求索。依托企业孵化等重要环节的有力支撑，如今产品投产在即，其背后展现出的可持续成长性也成为创业孵化、产学研深度融合的一个生动案例。

3、《Nature Nanotechnology》丨14 pm，显微成像分辨率破纪录！

局域轨道叠层成像方法示意图。(a) 汇聚电子束在每个扫描位置与样品相互作用产生衍射图；(b) 最低的12阶像差系数的实部；(c) SrTiO3在[001]带轴的模拟相位；(d) 用像差函数重构的电子束振幅。(e) 用局域轨道叠层重构的样品相位。

以高能电子作为光源的电子显微镜是高分辨成像的主要平台。本世纪初，像差校正电镜将分辨率带到了亚埃尺度。叠层成像是基于4D-STEM数据集的相干衍射成像技术。依托这一技术，近年来在配备单电子敏感的像素化探测器的电子显微镜上，通过叠层成像技术可实现深亚埃（< 0.5 Å）分辨成像，这也是物质微观结构分析的前沿。但是，传统的叠层成像方法用二维像素矩阵表示电子束和物函数，并不适合离散的原子世界，限制了分辨率的进一步提高。

近日，清华大学材料学院于荣团队提出并实现了一种新的叠层成像方法，他们用空间局域的类原子轨道函数来描述物体，用像差函数来描述电子束，从而充分利用原子世界的离散特征，显著提高了显微成像的分辨率和精度。局域轨道叠层成像方法不仅实现了破纪录的显微成像分辨率，达到14 pm（0.14 Å），还具有更高的电子剂量效率和信噪比，在低剂量成像条件下也能实现深亚埃分辨，或将在金属、陶瓷、芯片和敏感物质的原子分辨率成像中得到广泛应用。

此外，研究团队还揭示了不同原子对显微成像信息极限的影响。通过实验他们发现，信息极限与元素种类有关。金属原子（Dy和Sc）表现出比氧原子更高的信息极限。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41565-023-01595-w

4、这所高校多项科研成果获虚拟现实领域顶级会议接收

上中下图分别为：Swift-Eye、面向认知障碍人群的多模态脑机交互系统、NeRF-NQA实验场景

近日，山东大学软件学院和山东大学-南洋理工大学人工智能联合研究院师生的“Swift-Eye：基于事件相机的高频鲁棒的眼动追踪研究”“面向认知障碍人群的多模态脑机交互机制研究”“NeRF-NQA：无参考的神经辐射场生成场景质量评估”等多项研究成果被虚拟现实领域顶级会议IEEE VR接收。

沈益冉团队提出眼动追踪系统Swift-Eye并进行实验验证。他们利用神经拟态相机进行高时空分辨率眼动追踪，同时其通过使用旋转目标检测方法，基于深度学习的数据集扩充方法，及时间域特征融合模块来应对眨眼动作对瞳孔检测进行的干扰。相比于其他瞳孔检测方法，其在眨眼过程中抗干扰能力更强，检测结果更准确，填补了现有眼动追踪方法的空白。

卜令国团队研究开发了一种基于VR的认知训练系统，用于轻度认知障碍人群（MCI）的康复干预，通过模拟现实情境，提升用户的认知能力。通过两个月的纵向追踪实验，验证多模态交互反馈方法，探讨了训练周期对康复效果的影响。结果表明，该VR系统对MCI康复有显著效果。该研究强调了通过脑机交互技术获得的定量及纵向评估数据在康复疗效研究中的重要性，为VR系统的优化设计提供了实证数据支撑。

沈益冉团队还和悉尼大学合作提出NeRF-NQA，这是第一个专门针对神经视图合成及NeRF变体所产生的密集场景进行质量评估的无参考方法。较之传统评估工具，NeRF-NQA无须对照视图即可有效评估NVS场景的空间和角度质量，适用范围更广。它采用了结合视图和点评估的双重策略，克服了现有方法在无参考NVS场景评估上的局限。

5、《Physical Review Letters》丨首次合成锇-160、钨-156，我国新核素研究冲进新核区！

新核素锇-160和钨-156在核素图上的位置

不同数量的质子和中子，构成了具有不同性质的原子核。拥有相同质子数、中子数的原子则被归类为一种核素。合成和研究新核素，不仅对认识物质结构具有重要意义，还能为理解天体环境的演化提供重要信息，是探索自然奥秘的重要手段。然而，每一种新原子核的合成都异常困难，科研人员需要利用大型的重离子加速器和先进的实验测量装置，对反应靶材料进行长时间的束流辐照，才能成功合成有限的几个目标原子核。

依托兰州重离子加速器，中国科学院近代物理研究所研究团队利用充气反冲核谱仪SHANS，通过熔合蒸发反应合成新核素锇-160和钨-156。锇-160（中子数为84）具有α放射性，而钨-156（中子数为82）具有β+衰变的放射性。研究团队还测量了锇-160的α衰变粒子能量、半衰期及钨-156的半衰期等性质。这项研究首次明确给出中子数为82的中子壳在缺中子核素一侧的演化情况，也使我国的新核素研究进入一个新的核区。（专栏作者 李潇潇）