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前瞻技術脈動：光子與量子技術（202402）

關鍵字：量子運算；稀土元素；光子晶體；奈米製造(nanofabrication)；聲學超表面(acoustic metasurface)；赫姆霍茲腔共振器(Helmholtz resonators)；低頻隔音材料；
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科技產業資訊室 - 技術發展藍圖研析團隊 發表於 2024年2月7日
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圖、前瞻技術脈動：光子與量子技術（202402）

物理學家創造強大的磁鐵以解凍量子運算
量子運算需要在極低溫下運行，導致需要高昂的冷卻成本。德州大學艾爾帕索分校開發了一種高磁性的量子運算材料，比純鐵還要強100倍，且可在常溫下運作。此一發現有望解決量子運算的一個關鍵問題，即需在極低溫度下操作，這將可以節省大量冷卻成本。

這種量子運算材料為氨基二茂鐵和石墨烯的混合，不需使用稀土元素，有助於解決稀有材料的供應問題。這項研究為推動量子運算技術的發展提供了重要支持，有望在未來的科學和醫學研究中發揮關鍵作用，研究成果已發表在《Applied Physics Letters》期刊上。
參考資料：Physicists create powerful magnets to de-freeze quantum computing. phys.org, 2023/09/11.

科學家們發現在埋在古羅馬玻璃下的光子晶體的奈米製造方式
美國塔夫茲大學研究了古羅馬時代的玻璃片，發現其表面存在高度有序的奈米結構，形成了虹彩效應。研究團隊透過高解析度的電子顯微鏡和元素分析，確認了這些奈米結構的形成，係源自於矽奈米粒子的重新排列和礦物質的重組。

這項研究不僅有考古學上的獨特價值，也為現代技術中的光子晶體設計帶來了啟發，這些光子晶體可以用於光通訊、濾光片、雷射和反射器等應用，相關研究已發表於美國國家科學院院刊。
參考資料：Scientists discover nanofabrication of photonic crystals on buried ancient Roman glass. phys.org, 2023/09/18.

乒乓球作為低頻噪音的吸收器
長期暴露於低頻噪音可能導致健康問題，但傳統的隔音方法往往過於昂貴。法國里爾大學和希臘雅典理工大學的研究團隊合作，使用經修改的乒乓球創建了一種聲學超表面，以表現充滿小孔的乒乓球作為赫姆霍茲腔共振器，創造出成本低廉但有效的低頻隔音材料。這種新型材料可以幫助吸收城市中的低頻噪音，這對於改善城市生活環境和降低長期低頻噪音對健康的影響具有潛在價值，相關研究已發表於《Journal of Applied Physics》期刊中。（653字；圖1）
參考資料：Ping-pong balls as sound absorbers for low-frequency noise. TechXplore, 2023/10/10.


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