前瞻技術脈動：光子與量子技術（202403）

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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17日

圖、前瞻技術脈動：光子與量子技術（202403）

比以往更精確地測量將原子結合在一起的力
歐洲核子研究中心粒子物理實驗室的科學家們實現了有史以來對「強作用力」最精確的測量，這種力負責將質子和中子內的粒子緊密結合在一起。儘管這是自然界中最強大的基本力之一，但它也是最具不確定性的。

為了解它對於理解宇宙至關重要。在粒子間距離增加時，其他力會減弱，而強力作用力則會增強。研究人員在CERN使用大型強子對撞機上的ATLAS實驗來提高測量精確性，將強力作用力的相對不確定性降低到0.8%。這對於研究粒子物理和甚至宇宙命運至關重要，但儘管有所改進，它在精確性方面仍遠落後於其他基本力。該研究發表在arXiv期刊上。
參考資料：Force that holds atoms together measured more precisely than ever. New Scientist, 2023/10/02.

灰階影片中移動目標分割的量子演算法
傳統的移動目標分割算法在即時分析灰階影片時表現不佳，南京信息工程大學和東南大學的研究人員近期成功開發了一種創新的量子演算法，專為在灰階影片中進行移動目標分割而設計。

該演算法利用了量子運算機制，將像素位置轉換成量子位元，讓影片處於疊加態，經由巧妙的量子運算，讓灰階資訊的量子位元與位置資訊的量子位元相互糾纏，成功實現了快速的影片分割，並在IBM Q量子電腦上成功進行實測，該研究成果已在《arXiv》期刊上發表。
參考資料：A quantum algorithm for the segmentation of a moving target in grayscale videos. TechXplore, 2023/10/14.

一種可能更便宜、更「涼爽」的氫運輸方式
隨著人類應對持續的氣候危機，研究人員關注的一個途徑是向氫等替代能源過渡。許多候選者被認為是可能的氫能載體，例如氨、甲酸和金屬氫化物。不過，最終的能量載體還沒有建立起來。

「因此，我們向大自然尋求線索。有一系列稱為氫化酶的酶，可以將氫催化成質子和電子，並可以儲存該能量以供以後使用，即使在室溫下也是如此，」Ogo 表示：「通過研究這些酶，我們的團隊能夠開發出一種完全可以做到這一點的新化合物。」他們的新化合物不僅能夠在室溫下提取和儲存電子，能量儲存時間長達三個月，更可以作為其自身的催化劑來提取所述電子，這是以前的氫能源載體不可能實現的。
參考資料：A potentially cheaper and 'cooler' way for hydrogen transport. ScienceDaily, 2023/10/26.

量子點表面穩定策略為下一代太陽能電池提供效率和穩定性
鈣鈦礦量子點的優點不僅包括良好的光電性能，還包括使用溶液的簡單製造過程的批量生產性。這就是為什麼許多研究將鈣鈦礦量子點應用於下一代光電器件。為了將鈣鈦礦量子點應用於光電元件，需要進行配體交換過程，從而減少量子點之間的距離，進而提高導電性。

在傳統的配體交換過程中，鈣鈦礦量子點薄膜以溶解在極性溶劑中的離子配體處理。然而在此過程中，極性溶劑會損傷量子點的表面，導致離子配體與量子點之間的鍵結較弱，進而導致量子點表面出現許多缺陷。DGIST能源科學與工程系Jong-min Choi教授領導的研究小組成功開發了一種新方法，以非極性溶劑保護量子點表面，並引入共價配體，大大減少量子點表面的缺陷。它使研究團隊能夠開發出具有高效率和長期穩定性的鈣鈦礦量子點太陽能電池。（1098字；圖1）
參考資料：Quantum dot surface stabilization strategy offers both efficiency and stability in next-gen solar cells. TechXplore, 2023/10/31.

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