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2025-08-31 12:12:02

威尼斯集团-“微波大脑”芯片创建—新闻—科学网

科技日报北京8月14日电（记者张梦然）美国康奈尔年夜学研究团队开发出一种低功耗微芯片，被称为“微波年夜脑”，这是首个可以或许使用微波物理道理同时处置惩罚超快数据旌旗灯号及无线通讯旌旗灯号的处置惩罚器。相干结果发表于最新一期《天然电子学》上。

该芯片可于功耗低在200毫瓦的环境下，及时履行频域计较，合用在无线电旌旗灯号解码、雷达方针跟踪以和高速数字数据处置惩罚等使命。芯片重要开发者暗示，因为其具有于宽频带上以可编程方式瞬时调控微波旌旗灯号的能力，是以可以矫捷运用在多种计较场景。这一设计跳过了传统数字计较机于处置惩罚近似使命时所需的年夜量旌旗灯号预处置惩罚及转换步调，从而年夜幅晋升了效率。

这一冲破机能力源在芯片自己的神经收集架构。受年夜脑开导，该神经收集经由威尼斯集团-过程可调谐波导构建出繁杂的互连模式，具有辨认模式及从数据中进修的能力。与依靠时钟同步及逐级履行数字指令的传统神经收集差别，该芯片于微波频段下以模仿方式运行，使用非线性物理举动直接处置惩罚旌旗灯号，可以或许应答高达数十千兆赫兹的数据流，速率远超年夜大都现有数字芯片。

为了实现这一方针，这次设计中摒弃了很多传统电路设计原则。团队没有试图复制数字神经收集的布局，而是设计出一种更像受控频率“浑沌体系”的布局，终极却能实现高机能的计较功效。

该芯片既能履行基本逻辑运算，也能完成繁杂使命，例如辨认特定的比特序列或者计较高速数据流中的二进制值。于多种触及无线旌旗灯号类型的分类使命中，其正确率到达88%以上，与传统数字神经收集相称，但所耗损的功率及占用的空间仅为后者的极小一部门。

团队夸大，于传统数字体系中，跟着使命繁杂度上升，必需增长电路范围、功耗及纠错机制来维持精度。而新要领基在几率性计较，可以或许于不增长体系开消的条件下，于简朴及繁杂使命中都连结高正确率。
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2025-08-31 12:12:02

威尼斯集团-长距离光纤时间传递系统研究获关键突破—新闻—科学网

近日，中国科学院国度授时中央的科研团队于长间隔光纤时间通报体系研究方面实现要害冲破。

于天文地球动力学丈量、全世界定位导航、长基线干预干与丈量等浩繁前沿范畴，精准的时间通报至关主要。然而跟着光纤传输间隔的不停增长，光旌旗灯号于长间隔传输历程中会因光纤链路孕育发生的损耗而削弱，双向掺铒光纤放年夜器（Bi-EDFAs）虽能赔偿光旌旗灯号损耗，却也会引入噪声，从而致使信噪比（SNR）降落，严峻影响时间通报机能。怎样优化Bi-EDFAs的光增益以晋升信噪比，成为亟待解决的难题。

图1 基在多个Bi-EDFAs的长间隔双向光纤时间通报体系示用意

本研究团队提出了一种基在改良遗传算法（Improved Genetic Algorithm，IGA）的优化要领，可以或许于线优化光纤链路中双向掺铒光纤放年夜器（Bi-EDFAs）的光增益。该要领依据光纤链路噪声对于主光旌旗灯号的影响构威尼斯集团-建方针优化函数，再借助IGA算法求解Bi-EDFAs的最优增益系数。详细而言，IGA于初始化种群时会参考光纤链路参数，确保初始种群更具针对于性。于进化历程中，它采用自顺应遗传算子履行选择、交织及变异操作，能按照种群的及时环境矫捷调解进化计谋。同时，IGA还有引入了灾变操作，这一操作有用防止了算法堕入局部最优解的问题，使患上算法可以或许快速找到让体系信噪比最年夜化的Bi-EDFAs最优光增益组合。

图2传统与改良的遗传算法求解流程对于比图

科研团队对于该要领举行了体系试验验证。成果注解，IGA的收敛效率年夜幅晋升，仅需百次迭代就能到达最优值，且与抱负化穷举法比拟仅低0.61dB，收敛时间缩短了三个数目级；相较在传统固定增益设置（如17.5dB），IGA使信噪比晋升了15.94dB。研究职员别离于276 km（含3个Bi-EDFAs）及439 km（含5个Bi-EDFAs）的试验室光纤链路长进行测试，成果显示，基在IGA优化增益设置的链路信噪比，相较在传统固定增益设置晋升了跨越15dB，与抱负化穷举法比拟仅低2dB摆布。差别试验室光纤链路下对于信噪比的优化效果如图3所示，此中，图（a）、（b）别离对于应276km光纤链路的3个Bi-EDFAs于差别算法下的最优增益和信噪比成果；图（c）（d）别离对于应439km光纤链路的5个Bi-EDFAs于差别算法下的最优增益和信噪比成果。

图3差别试验室光纤链路下的信噪比优化效果图

此项冲破意义庞大，为构建天下高精度光纤授时收集中继方案提供了要害技能支撑，也有用晋升了我国于全世界高精度时间通报范畴的焦点竞争力。

本研究相干结果以《Online optimization of bidirectional amplifiers in long-haul fiber-optic time transfer systems based on improved genetic algorithm》为题发表在Optical Fiber Technology?(2025年第90卷)。
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2025-08-30 12:13:40

威尼斯集团-澳科学家称观测到迄今最古老快速射电暴—新闻—科学网

快速射电暴（FRBs）是极为短暂但能量巨年夜的射频光发作征象，自2007年初次发明以来一直令天文学家感应困惑。主流理论认为它们由具备极强磁场的非凡中子星——磁星孕育发生。Australia悉尼年夜学的Manisha Caleb和其研究团队近日发明了一个极为遥远的快速射电暴，它源自宇宙降生仅30亿年后就存于的星系，比此前不雅测到的最古老快速射电暴还有要早数十亿年。近日，相干研究宣布在arXiv。
磁星（中子星的一种）多是快速射电暴的来历。图源：Alamy
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2024年3月，Caleb团队起首经由过程南非的MeerKAT射电千里镜发明了编号为20240304B的快速射电暴，随后借助詹姆斯韦伯太空千里镜对于辐射源举行了追踪不雅测。他们发明这道闪光来自一个微小而昏暗的星系，该星系于快速射电暴发作时显患上相对于年青，且恒星形成速率异样迅速。

“这个间隔的确使人难以置信。”荷兰阿姆斯特丹年夜学的Jason Hessels评价道。FRB 20240304B来自宇宙汗青上的“宇宙正午”期间，其时新恒星的形成速度正处在巅峰状况。Hessels指出，联合该星系的年青特性，这一发明可能注解这次快速射电暴源自方才履历超新星发作并坍缩成磁星的年青恒星。

天文学家对于快速射电暴云云感兴致的一个主要缘故原由是：宇宙中布满了因恒星辐射而掉去电子的电离气体。这些气体组成了宇宙物资的绝年夜部门，相识其漫衍对于在展现恒星及星系等更年夜天体形成机制至关主要。但除了非有快速射电暴等光源穿过这些气体，不然它们极难被不雅测到。

“这道敞亮的闪光正于照亮发作源与咱们之间的所有电离物资，是以咱们可以使用它来绘制恒星与星系之间的气体及磁场漫衍图。”Hessels注释道。

剑桥年夜学的Anastasia Fialkov暗示，因为FRB 20240304B活跃在宇宙首批恒星形成并电离周围气体的期间，咱们可以借此构建恒星初次点燃的时间线。而假如咱们能发明更遥远的快速射电暴，这项研究将取患上更猛进展。

相干论文信息：https://doi.org/10.48550/arXiv.2508.01648

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2025-08-30 12:13:39

威尼斯集团-新型三角结构光照明显微镜问世—新闻—科学网

本报北京8月18日电（记者晋浩天）于生命科学摸索微不雅世界的征途上，看清细胞内部那些瞬息万变、标准极小的邃密布局，一直是科学家们孳孳以求的方针。这些极小标准下的动态，犹如生命勾当的基础暗码。如今，北京年夜学将来技能学院席鹏传授团队，从天然界最不变的外形——三角形中得到启示与灵感，研发出一款名为“三角形光束干预干与布局光照较着微镜”（3I-SIM）的引领性技能。该技能以“三角形架构”冲破活细胞不雅测的时空极限，为其超高清、高速成像打开了极新年夜威尼斯集团-门。相干结果日前发表在国际学术期刊《天然光子学》。

“已往，科学家们使用布局光照较着微镜（2D-SIM）技能来冲破传统显微镜的极限分辩率，看清更小的细节。但这类要领有点像是‘迟缓拼图’：它先要用一束光形成明暗相间的条纹，照射样本一次，只能晋升一个标的目的的分辩率；为了看清整个平面，需要把这类条纹扭转三个差别的角度（凡是是正负60度），别离照射及照相，末了再把这三组信息拼合起来。”席鹏告诉记者，这个历程不仅耗时，更要害的是，屡次强光照射会对于懦弱的活细胞造成危险，加快样本中荧光旌旗灯号的衰减（即光漂白），难以永劫间不雅察高速及邃密的生命勾当。

对于此，席鹏团队从三角形简便高效、布局不变的特征中罗致聪明，完全转变了研究思绪。他们立异性地采用三束激光举行三角干预干与，一步到位直接于样本上干预干与出二维的六角晶格图案。这一巧妙设计象征着，单次暴光就能同时收罗到物体于程度及垂直标的目的上的高分辩率信息，完成一张超分辩图象的重修仅需7帧原始图象。这年夜年夜缩短了暴光时间，有用减轻了收罗历程中的光漂白影响。这类设计还有消弭了图象重修时啰嗦的图案标的目的匹配历程，使体系能以最高每一秒1697帧的速率举行单帧滚动重修，让那些以往难以捕获的高速生命动态没法逃过镜头的追踪。

为了确保新技能的成像质量，研究团队于光的“姿态”——偏振上做足了文章。他们冲破通例，没有利用常见的角向偏振光，而是立异性地采用了径向偏振计谋，将对于微小细节（高频信息）的捕获能力晋升到与传统2D-SIM相称的程度。同时，团队自立研发了一套AI重修算法，犹如为体系装上了强盛的降噪“滤镜”，显著加强了于滋扰情况下提取清楚图象的稳健性。

3I-SIM的威力于试验中获得了周全揭示。席鹏先容，面临神经元生长锥这种极其敏感、极易被强光毁伤的布局，新技能实现了长达13小时、持续拍摄超10万帧的超分辩成像，犹如为生命勾当拍摄了一部不间断的微不雅高清纪录片。对于在细胞内那些转眼即逝的微弱旌旗灯号，好比内质网四周肌动卵白的刹时勾当，3I-SIM揭示出了精彩的高速捕获能力。当切换到高速模式时，其高达1697帧每一秒的拍摄能力，甚至能清楚定格内质网环状布局闭合历程中的瞬时颠簸。

席鹏团队将这项冲破性技能同步开源，公然了涵盖硬件设计、软件节制、重修算法以和深度进修模子于内的完备资源包，并配套提供了名贵的试验数据集。席鹏说：“这类开放同享的设计理念，使全世界科研团队能以较低的成本及门坎举行搭建与进级，轻松迈入新一代活细胞超分辩成像的研究范畴。”
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2025-08-30 12:13:38

威尼斯集团-水星半径累计“缩水”2.7—5.6公里—新闻—科学网

水星上的“企业绝壁”等断层，可能因为水星于冷却历程中紧缩造成。图片来历：NASA/约翰斯霍普金斯年夜学
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科技日报讯（记者刘霞）美国佐治亚年夜学开展的研究注解，就像烘焙食物冷却时会紧缩同样，水星这颗太阳系最内侧的行星，自45亿年前降生以来，也因热量流掉于不停“缩水”，其半径已经累计缩短2.7—5.6千米。研究结果发表在最新一期《美国地球物理学会进展》杂志。

犹如冷却后的芝士蛋糕外貌会皲裂，水星岩石外壳也充满“皱纹”，科学家称之为冲断层。这些因地壳紧缩形成的褶皱，成为丈量行星“缩水”水平的自然标尺。此前研究认为，水星半径紧缩幅度于1—7千米之间，但差别断层数据集患上出的结论差异显著。

研究团队立异性地采用“以点带面”的研究计谋。他们再也不统计全数断层数目，转而聚焦最年夜断层的紧缩效应，进而推演总体变化。经由过程对于5934条、653条和100条断层三个差别范围数据集的阐发，新要领均患上出水星半径缩短2—3.5千米的不变估值。综合其他冷却效应后，他们终极将紧缩规模切确锁定于2.7—5.6千米。

团队暗示，这项研究不仅为解读水星热演化史提供新线索，其研究要领更可推广至火星威尼斯集团-等具备近似地质特性的类地行星研究中。
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