摘要 - 空中客车公司的基于地面的晚期超导和低温实验式动力列车演示器(Ascend),旨在证明在未来电动飞机上作为突破性和超导性动力总成作为突破性电气推进解决方案的潜在和可行性。在推进链中使用直接电流分配网络将500 kW的电源从源传递到电转换器,这将电源转换为交替的电压/电流以驱动超导电动机。通过在相对较低的电压下操作,为安全和安装原因选择了1,700 A和300 V的工作点。直流电流(DC)的升线将由一对高温超导的CORC电缆形成,该电缆插入了10米长的狭窄低温恒温器中,从而产生紧凑而轻量级的溶液。逆变器和电动机之间的2米长的电流(AC)总线由三相CORC电缆形成。将概述与500 Hz操作相关的挑战,在500 Hz操作中,将概述电缆中的交流损耗与系统的大小和质量之间的平衡。AC和DC总线包括几种将液氮冷却电缆与其他系统组件连接起来的设备,这些设备在室温发生器的情况下以明显更高的温度运行。因此,这些设备包括传导冷却的电流导线,这些导线尺寸为最小化,以最大程度地减少从温暖环境到寒冷环境的热水。将提供AC和DC总线以及连接设备的设计的概述,并将概述一些设计和操作挑战。
AI的进步以令人难以置信的速度移动,但是以某种方式,我只提醒我,真正的智能似乎并没有到来。我在NIST上花了近12年的时间从第一原则思考什么使生物学聪明的人聪明,以及如何最好地捕获硬件中的这些属性。我相信神经科学为达到AI的全部潜力提供了一条途径,但是当前的硬件不适合实施关键的神经原理。要进一步,必须添加新的物理属性。通过使用光进行通信,我们可以克服限制当前AI系统缩放的瓶颈。并且,通过使用超导体进行计算,我们可以通过局部,分布式记忆和学习实施高速,节能,模拟操作,就像大脑中的突触一样。在NIST期间,我将这项工作成长为12人,我们共同开发了一个用于神经计算的详细体系结构。我们为现在称为超导的光电网络奠定了理论基础,我们展示了关键的原型,这些原型显示了这种方法对神经系统的可行性和实用性。我们在学术研究环境中尽可能降低了技术,我们准备大规模建设。在2024年10月,我创立了Great Sky,这是一家公司,其任务是在汇合处为AI建造硬件,半导体,超导体和Photonics汇聚。物理学和神经科学的第一原理使我们开发了综合的光电技术,即接近认知和智力的物理限制。结果将是一个变革性的计算范式,导致像人类一样思考的机器,来自宽阔的信息池中的理由,不断从最新信息中学习,并提供有关我们行动以告知个人决策,公司路线图,国家政策和全球增长结果的宝贵见解。
Majorana零模式(MZM)的成功实现 - 不代表大约的凝结物类似物[2,3],为拓扑量子构成[4-7]的有前途的平台[4-7],依赖于拓扑阶段的强大超级超级超级阶段[4-7],这些阶段是他们[8-8]的固有阶段[8]。在没有天然发生的一维拓扑超导体的情况下,该研究集中在杂化结构[15-17]上,尤其是半导体(SM)电线,在存在磁性纤维相似的情况下,与S-波超导体(SCS)接近耦合,并耦合。即使在存在一些弱 /中度系统不均匀性的情况下,即使在存在某些弱 /中度系统的情况下,也可以确保出现拓扑超导阶段的出现。然而,除了抑制母体超导体的间隙外,轨道效应起着重要作用[25],并且严重限制了可靠的拓扑超导性的实现,应用的磁性磁场对基于Majorana基于Majorana topolication Quological Qubits的可能的设备布局构成了严重的限制[26]。可能的解决方案是通过将半导体耦合到磁性内硫酸[16,27]来创建所需的Zeeman场。最近,使用INAS纳米线进行了实验性探索,具有超导Al和铁磁EUS的外延层[28-30]。关键的发现是1 t命令的有效Zeeman Field SC EFF(〜0。这些特征在没有重叠的Al和EUS覆盖的小面的杂化结构中不存在[28]。05 MeV)在没有施加的磁场的情况下出现在超导体中,但仅在具有超导体和铁磁绝缘子的壳壳中壳壳[28]。与超导体中有效的Zeeman场的出现相关的是,观察到零偏置电导峰,用于电荷隧穿到半导体线的末端,这与拓扑超导的存在一致。
可以根据各种标准(包括物理特性和冷却成本)对超导体进行分类。** I型超导体**:具有一个临界场(HC),并在达到超导状态和正常状态之间突然过渡。** II型超导体**:拥有两个临界场HC1和HC2,它们是下部临界场以下的完美超导体,并返回到上临界场高于上方的正常电导率。包括无法使用BCS理论或相关理论来解释的重费超导体。这些材料具有独特的特性,可以无视传统的理解,并需要进一步的研究以充分理解其行为。超导体根据其临界温度分为三组:低温超导体(LTS)低于77K,高温超导体(HTS)高于77K,而室温超级导体。77K的分界点显着,因为液氮可用于在此温度下实现材料的超导性。大多数基于元素的超导体是I型,但是存在一些例外,例如niobium,Technetium和某些碳同素同素同素。合金等合金具有超导性能。陶瓷,包括丘比特和YBCO家族,也表现出高温超导性。其他材料(如镍和Ruddlesden-popper相似)被发现在较低温度下是超导的。超导体的分类并不详尽,并且正在进行的研究继续发现具有独特特性的新材料。基于铁的超导体,二吡啶镁,palladates和其他化合物的潜力表现出超导性的潜力。超导体的发现,例如HG3NBF6和HG3TAF6,导致了材料科学领域的重大进步。这些化合物在7 K(-266.15°C; -447.07°F)以下表现出超导性,使其对于各种技术应用都很有价值。最近的突破导致了新的超导体的发展,包括无限层镍和五重杆层方形 - 平面镍镍,这表明在绝对零以上的温度下表现出超导性。此外,科学家在理解超导性的基础机制方面取得了重大进展。例如,发现二吡啶镁(MGB2)的发现使人们对高温超导体所需的特性有了更深入的理解。随着研究人员继续探索超导体材料的前沿,他们正在发现其在尖端技术中应用的新可能性。
量子计算领域很年轻:Feynman在1982年介绍了量子计算的概念[3]; Shor提出了第一个实际相关的算法(用于基于整数分解的打破加密协议),该算法可以在1994年在QC上有效地计算[6]。实施实际质量控制花了一段时间。学术界和IBM之间的合作伙伴关系在1998年创建了第一个工作的2量1 QC [7],但该公司花了18年的时间才能在2016年公开访问公众5季度的QC [8]。目前,有一些QC可商购。d-wave在2011年开始出售绝热质量控制(尽管关于绝热质量控制的争论正在进行中,QC正在进行中2 [10]),目前的质量> 5000 Qubits [11]。QC也可以通过完全管理的云服务获得。IBM访问了学术和工业合作伙伴的20和50量子门的超导QC,以探索2017年的实用应用[12](2020年在2020年进行了65 Qubit机器[13])。对于非商业用途,IBM O效率为5 Q QC,通过IBM Q体验在线平台基于IBM Cloud(以及基于本地和云的模拟器)[14]。rigetti在2017年获得了8量超导的质量控制[15]。Google在2018年建立了基于72 QUITAIT GATE的超导QC [16]。IONQ在2019年引入了离子捕获的11 Quit QC [17]。 霍尼韦尔在2020年创建了被捕获的离子捕获的10量QC [18]。 Xanadu在2020年[19,20]中占8量和12克光子QC。 Microsoft通过Microsoft Quantum Development Kit提供了对拓扑QC的模拟器3的访问权限[21](并计划将来访问实际QC)。IONQ在2019年引入了离子捕获的11 Quit QC [17]。霍尼韦尔在2020年创建了被捕获的离子捕获的10量QC [18]。Xanadu在2020年[19,20]中占8量和12克光子QC。Microsoft通过Microsoft Quantum Development Kit提供了对拓扑QC的模拟器3的访问权限[21](并计划将来访问实际QC)。汇总的云服务也开始出现。例如,Amazon Web服务开始通过其2019年的制动器服务从各个供应商那里访问QC [23]。目前,它介绍了D-Wave绝热2048-和5640 Qubit QC,IONQ基于ION的基于ION-ION基于ION-ION的11 Quitit QC和Rigetti 32 Quitti Qubition QC [24]。
量子自旋霍尔绝缘体的特征在于二维 (2D) 内部的带隙和螺旋状一维边缘态 1 – 3。在螺旋边缘态中诱导超导可产生一维拓扑超导体,拓扑超导体是许多拓扑量子计算提案的核心,是一种备受追捧的物质状态 4。在本研究中,我们通过将单层 1T ′ -WTe 2(量子自旋霍尔绝缘体 1 – 3)放置在范德华超导体 NbSe 2 上,报告了范德华异质结构中超导性和量子自旋霍尔边缘态的共存。使用扫描隧道显微镜和光谱 (STM/STS),我们证明 WTe 2 单层由于底层超导体而表现出邻近诱导的超导间隙,并且量子自旋霍尔边缘态的光谱特征保持不变。综上所述,这些观察为 WTe 2 中量子自旋霍尔边缘态的邻近诱导超导提供了确凿证据,这是在这种范德华材料平台上实现一维拓扑超导和马约拉纳束缚态的关键一步。当代人们对拓扑超导体的兴趣是由其无间隙边界激发的潜在应用驱动的,这些激发被认为是具有非阿贝尔统计特性的突发马约拉纳准粒子 5 – 8 。实现拓扑超导的一条途径是实现本征无自旋 p 波超导体 9 。一个强有力的替代方法是使用传统的 s 波超导体通过超导邻近效应在拓扑非平凡状态下诱导库珀配对,从而产生有效的 p 波配对 10 。这种方法最近已被用于在超导衬底上生长的外延三维拓扑绝缘体膜中设计二维(2D)拓扑超导11,12,和通过在埋置外延半导体量子阱中接近二维量子自旋霍尔系统设计一维拓扑超导13,14。虽然这些演示标志着重要的里程碑,但在范德华材料平台上探索拓扑超导具有明显的优势。使用分层二维材料可以使二维量子自旋霍尔边缘在垂直异质结构中接近,从而绕过横向接近效应几何的长度限制。此外,表面和边缘易于进行表面探针探测,从而可以检测和基础研究一维拓扑超导态的特征。本征量子自旋霍尔态已在 1T ′ -WTe 2 单层中得到实验证明(参考文献 1 - 3、15 - 17),这与早期的理论预测 18 一致。
[P1] T. M. R. Wolf和C. Huang,“准玻色子近似在2D电子气体中产生准确的相关能量”,《物理评论研究》 6,033296(2024)。[P2] Y. Zeng,T。M. R. Wolf,C。Huang,N。Wei,S。A.A. Ghorashi,A。H。MacDonald和J. Cano,“超晶格调制双层石墨烯中的闸门可调拓扑阶段”,物理评论B 109,195406(2024)。[P3] C.[P4] W. Qin,C。Huang,T。M。R. Wolf,N。Wei,I。Blinov和A. H. MacDonald,“菱形三轮烯石墨烯中超导的功能重新归一化小组研究”,物理评论的物理评论信件130,146001(2023)。[P5] T. M. R. Wolf,M。F. Holst,M。Sigrist和J. L. Lado,“零零件材料中竞争相互作用的非职业多梁超导性”,《物理评论研究4》,L012036(2022)。[P6] T. M. R. Wolf,O。Zilberberg,G。Blatter和J. L. Lado,“磁性封装的扭曲的双层石墨烯中的自发山谷螺旋”,物理。修订版Lett。 126,056803(2021)。 [P7] T. M. R. Wolf,“扭曲层石墨烯系统的电子特性”,10.3929/ethz-b-000475934,博士学位论文(Eth Zurich,2021)。 [P8] T. M. R. Wolf,J。L. Lado,G。Blatter和O. Zilberberg,“扭曲的双层石墨烯中的电气可调式平坦带和磁性”,物理。 修订版 Lett。 123,096802(2019),Arxiv:1905.07651。 修订版 Lett。 122,126802(2019)。 修订版Lett。126,056803(2021)。[P7] T. M. R. Wolf,“扭曲层石墨烯系统的电子特性”,10.3929/ethz-b-000475934,博士学位论文(Eth Zurich,2021)。[P8] T. M. R. Wolf,J。L. Lado,G。Blatter和O. Zilberberg,“扭曲的双层石墨烯中的电气可调式平坦带和磁性”,物理。修订版Lett。 123,096802(2019),Arxiv:1905.07651。 修订版 Lett。 122,126802(2019)。 修订版Lett。123,096802(2019),Arxiv:1905.07651。修订版Lett。 122,126802(2019)。 修订版Lett。122,126802(2019)。修订版[P9] A. Strkalj,M。S。Ferguson,T。M。R. Wolf,I。Levkivskyi和O. Zilberberg,“进入有限的Luttinger液体液体耦合到嘈杂的电容铅的隧道”,Phys。[P10] T. M. R. Wolf,O。Zilberberg,I。Levkivkskyi,G。Blatter,I。Levkivskyi和G. Blatter,“底物诱导的石墨烯中底物诱导的拓扑小键”,Phys。B 98,125408(2018),Arxiv:1805.10670。
来自日本的Yutaka Kamada被任命为ITER ITER副总监,法国科学技术副总监Saint-Paul-Lez-Durance(2023年1月27日)。2023年3月15日,来自日本的Yutaka Kamada将担任ITER组织的科学技术副总监(DDG)。在宣布选择Kamada先生时,ITER总监Pietro Barabaschi强调了他在融合研究方面的数十年有效的领导才能,并与ITER项目有着牢固的历史联系。“ Yutaka Kamada领导了多个大型融合研发计划,包括JT-60SA Tokamak项目(他指导了13年的JT-60SA TOKAMAK项目,一直到建设完成,以及Naka Fusion Institute(Naka Fusion Institute)(Naka Fusion Energy Institute,National Institate,National of Quantum Science and Institutes for Quantum Science and Technology,QST,QST,QST,QST)是目前的代表总监。多年来,他一直通过参加国际Tokamak物理活动(ITPA),作为ITER理事会科学和技术咨询委员会(STAC)的主席,并作为日本代表团成员授予ITER委员会。让他加入ITER领导团队感觉很自然。”在跨越四十年的职业生涯中,卡马达先生在管理和指导大型Tokamak项目的所有阶段以及与政府代表,利益相关者,行业,核监管机构以及世界各地的科学和技术合作者互动方面发展了专业知识。在东京大学获得核工程博士学位后,Kamada先生加入了Naka Fusion Institute,是JT-60中Tokamak等离子体实验的研究科学家。这种经验将为他提供很好的服务,因为他确保了ITER的科学和技术部门的战略指导和整体协调,并与负责设计,建筑,安装,测试调试和机器以及所有相关工厂系统的人员和实体合作。作为一个特定的重点领域,他将负责确保综合技术计划的正确实施,以标记任何可能危及主要建筑和运营目标的问题,并确保在所有科学和技术活动中确保“一个项目 - 一个团队”的方法。他在整个职业生涯中都与该研究所保持了隶属关系,并获得了不断发展的责任的职位 - 首席科学家,小组负责人,部门负责人,高级等离子体研究主任,最后是副局长(2018年至今)。他是日本项目经理和项目负责人,因为该研究所的JT-60U Tokamak被修改为成为超导的Tokamak计划JT-60SA,这是由联合欧洲 - 日本团队实施的重大升级,旨在支持ITER运营计划。作为ITPA的主要参与者已有20多年的历史,并且是许多融合计划咨询委员会的贡献者,他在全球融合社区建立了牢固的关系。他是日本众多研究奖的获得者,也是31篇发表论文(另外251的合着者)的作者。
西里斯技术大学(1),卢布林技术大学(2)OrcID:1。0000-0002-4279-0472; 2。0000-0003-0850-7108 doi:10.15199/48.2024.05.43在电气和能量公路图摘要中开发超导率应用的波动性。基于电流领域独特特性和磁场影响的材料的超导技术在电流和能源应用领域具有广泛发展的机会。超导性虽然已有110多年的历史,但仍需要一种战略性且长期的方法来实施这种先进但对操作条件,技术的敏感。文章概述了电气工程领域的超导性发展的路线图,这是波兰科学院电气工程委员会材料和电力技术部门的一部分。摘要。超导技术基于在运输电流范围内具有独特特性的材料,并且与磁场的交互式具有在电气和能源应用领域进行视频开发的机会。超导性虽然已有110多年的历史,但仍需要一种战略性和长期的方法来实施这一先进的,但对操作条件,技术也敏感。本文概述了电气工程领域发展超导性的路线图,这是波兰科学院电气技术委员会电子技术材料和技术部门工作的一部分。(超导在电力和动力工程中的应用的观点 - 路线图)。关键字:超导性,路线图,电力技术应用,可持续发展。关键字:超导性,路线图,电力技术应用,可持续发展。20世纪初在科学领域的历史概述有一系列重要的发现和科学成就。在1908年,HEL首次凝结了,1911年,在Kriogeniki地区的研究中,发现了汞中超导的现象[1]。这种现象虽然很有趣,但由于在极低的温度下仅在一小组材料中发生材料,因此在技术中很难使用。超导性领域的进一步发现相对较少。在发现后的20年中,观察到了另一个重要的特性,即理想的Diamagnetism。这种现象已经扩大了过量应用的潜在应用范围,以全新的磁相互作用领域。超导性的里程碑是1962年的发现,即在遵守现象的半个多世纪之后,约瑟夫森的隧道效应,后来不久,基于它的鱿鱼量子检测器。这一发现为电子,量子技术和计量学方面开辟了广泛的超导应用[2]。通过引入历史大纲,不可能不提到超导材料开发的进展。材料技术的突破发生在1986年,当时发现了HTS高温超导性。已有70多年的历史了,这种现象仅在某些金属(主要是水星,铅和NIOB)以及金属脚上才知道,在该金属中,最广泛的应用区域在其中发现了Niobu的脚,并带有锡和钛。这从已经在液氮的沸点上实现的超导电工的发展产生了冲动。在21世纪初,Diborek镁加入了密集型材料测试的区域,尽管超导性温度相当低(39 K),但其特征是有利的操作特性。最新研究涉及基于铁和在非常高压下(数百GPA的顺序)的材料的超导体,但这些材料尚未发现实际应用。
分别为5.9±0.9 µ f或83±13 µ f/cm 2; n = 3),尽管阳离子的尺寸非常不同