致遠(yuǎn)理工科學(xué)術(shù)頭條分享：每周為你精選、總結(jié)近兩周日本院校、教授、研究室有關(guān)計(jì)算機(jī)、電子電氣、機(jī)械學(xué)等專業(yè)的精選新聞，帶你把握各院校研究室的前沿動(dòng)態(tài)，幫助大家更好完成研究計(jì)劃書以及把握備考方向~由于關(guān)注方向有限，難免存在疏漏，歡迎留言補(bǔ)充～

本周院校：

·東京大學(xué)大學(xué)院工學(xué)系研究科

·東京大學(xué)物性研究所

·東京理科大學(xué)先進(jìn)工學(xué)研究科、電子システム工學(xué)科

·京都大學(xué)工學(xué)研究科

·名古屋大學(xué)大學(xué)院工學(xué)研究科

·北陸先端科學(xué)技術(shù)大學(xué)院大學(xué) 人間情報(bào)學(xué)研究領(lǐng)域

·早稲田大學(xué)

01

東京大學(xué)大學(xué)院工學(xué)系研究科

邁向能夠“乘法”的光子計(jì)算機(jī) -通過(guò)靈活且高速的非線性計(jì)算實(shí)現(xiàn)光電場(chǎng)的非線性測(cè)量

由理化學(xué)研究所量子計(jì)算機(jī)研究中心博士后阪口淳史和組長(zhǎng)古澤明（量子計(jì)算機(jī)研究中心副主任、工學(xué)研究科教授）領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際聯(lián)合研究小組提出了一種利用數(shù)字電路進(jìn)行靈活高速電光前饋控制的方法。

并將該方法的控制系統(tǒng)與非線性壓縮光相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了任意量子計(jì)算，成功論證了量子計(jì)算原理非線性測(cè)量，由于所提出的方法允許靈活控制，因此通過(guò)與另一種輔助量子光相結(jié)合，可以將其用于容錯(cuò)通用量子計(jì)算。

測(cè)控系統(tǒng)的輸入輸出信號(hào)均為模擬信號(hào)，需要數(shù)模轉(zhuǎn)換等模擬電路將信號(hào)輸入輸出到數(shù)字電路，總時(shí)延被抑制在26.8ns左右。

這比使用 CPU（中央處理單元）進(jìn)行微秒（μs，其中 1μs 是秒的 1/1,000,000）計(jì)算快約 100 倍。這種靈活而快速的非線性計(jì)算有利于與光學(xué)系統(tǒng)的同步，使得非線性測(cè)量在實(shí)驗(yàn)上成為可能。

這項(xiàng)研究的結(jié)果對(duì)應(yīng)于非線性計(jì)算，使得能夠使用光在量子計(jì)算機(jī)中進(jìn)行通用量子計(jì)算，并有望導(dǎo)致容錯(cuò)通用光學(xué)量子計(jì)算機(jī)的實(shí)現(xiàn)。

非線性測(cè)量是實(shí)現(xiàn)光量子計(jì)算機(jī)“乘法”的基本要素，其實(shí)現(xiàn)一直是一個(gè)長(zhǎng)期存在的挑戰(zhàn)。此次，國(guó)際聯(lián)合研究小組將數(shù)字電路靈活高速的非線性計(jì)算引入電光控制中，構(gòu)建了光電場(chǎng)非線性測(cè)量裝置。

準(zhǔn)備了各種輸入光，從輸入/輸出關(guān)系確認(rèn)了測(cè)量裝置的量子特性，并證明了所制造的測(cè)量裝置可以執(zhí)行所需的非線性測(cè)量。

這項(xiàng)研究發(fā)表在在線科學(xué)雜志《Nature Communications》?（日本時(shí)間7月12日）上。

https://www.t.u-tokyo.ac.jp/press/pr2023-07-13-001

02

東京大學(xué)物性研究所

東京理科大學(xué)先進(jìn)工學(xué)研究科、電子システム工學(xué)科

以前的高溫超導(dǎo)體被發(fā)現(xiàn)是無(wú)序的 -通過(guò)消除無(wú)序，電荷行為發(fā)生巨大變化-

東京大學(xué)物性研究所的黒川輝風(fēng)大學(xué)院生（同大學(xué)大學(xué)院理學(xué)系研究科在籍（當(dāng)時(shí)））、近藤猛準(zhǔn)教授和東京理科大學(xué)先進(jìn)工學(xué)部電子システム工學(xué)科的磯野隼佑大學(xué)院生（當(dāng)時(shí)）、常盤和靖教授的研究組、東京大學(xué)物性研究所的小濱芳允準(zhǔn)教授、東京理科大學(xué)先進(jìn)工學(xué)部物理工學(xué)科的遠(yuǎn)山貴巳教授、理化學(xué)研究所創(chuàng)発物性科學(xué)研究センター的酒井志朗上級(jí)研究員共同協(xié)力闡明了銅酸鹽高溫超導(dǎo)體中相附近的電子態(tài)莫特絕緣體。

1986年高溫超導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)是20世紀(jì)下半葉物理學(xué)最重要的發(fā)現(xiàn)之一。該晶體具有CuO2面和電荷供給層層疊的結(jié)構(gòu)。如果沒(méi)有電荷從電荷供給層注入，它就變成莫特絕緣體。

自高溫超導(dǎo)性發(fā)現(xiàn)以來(lái)，經(jīng)過(guò)37年的研究而建立的電子相圖表明，除非通過(guò)電荷注入完全消除反鐵磁序，否則電流無(wú)法流動(dòng)。

在這項(xiàng)研究中，采用了多層銅酸鹽高溫超導(dǎo)體，使用激光光電子能譜對(duì)電子結(jié)構(gòu)的精確測(cè)量和使用強(qiáng)磁場(chǎng)的量子振動(dòng)測(cè)量表明，注入的電荷遠(yuǎn)未達(dá)到反鐵磁序消失。

研究發(fā)現(xiàn)即使是無(wú)限小的量也可以像金屬一樣自由移動(dòng)。這一結(jié)果表明，先前認(rèn)為建立的銅酸鹽高溫超導(dǎo)體的電子相圖是特定于CuO 2 平面無(wú)序情況的。

這項(xiàng)研究的結(jié)果預(yù)計(jì)將在高溫超導(dǎo)研究方面取得新進(jìn)展，提出更本質(zhì)和真實(shí)的電子相圖。

該成果發(fā)表在《Nature Communications》（日本時(shí)間7月14日下午6點(diǎn)）上。

https://www.issp.u-tokyo.ac.jp/maincontents/news2.html?pid=19450

03

京都大學(xué)工學(xué)研究科

實(shí)現(xiàn)全球二氧化碳零排放的新方案 -利用直接空氣回收和氫氣的合成燃料（電子燃料）的利用

為了將氣溫上升限制在1.5℃以內(nèi)，政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）最新報(bào)告提出了2050年左右二氧化碳全球幾種代表性情景。

它們要求生物質(zhì)和二氧化碳捕集與封存（CCS）的負(fù)排放、住宅和交通等能源需求部門的快速需求減少以及技術(shù)的電氣化向。

在本研究中，作為不依賴這些的新零排放情景，提出了利用碳捕獲和利用（ CCU ）的情景。它利用了直接從大氣中捕獲CO 2的技術(shù)( DAC )?和使用可再生能源中的氫的合成燃料，即所謂的電子燃料。

這項(xiàng)研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在這種情況下，合成燃料將達(dá)到世界能源需求的30 %左右，并且有可能實(shí)現(xiàn)CO 2零排放，同時(shí)避免電氣化等快速需求轉(zhuǎn)變。

另一方面，隨著直接空氣捕獲以及太陽(yáng)能和風(fēng)力發(fā)電的快速擴(kuò)張，所需的額外成本約為電氣化場(chǎng)景的2 %。這樣，CCU場(chǎng)景可以作為需求轉(zhuǎn)移延遲時(shí)的替代方案，但也面臨諸多挑戰(zhàn)。

該成果于日本時(shí)間2023年7月14日午夜在線發(fā)表在Cell Press出版的國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《 One Earth 》上。

https://www.t.kyoto-u.ac.jp/ja/research/topics/20230714

04

名古屋大學(xué)大學(xué)院工學(xué)研究科

早稲田大學(xué)

首次成功合成高熵合金介孔材料 -通過(guò)多種金屬原子結(jié)合實(shí)現(xiàn)高性能

國(guó)立大學(xué)法人東海國(guó)立大學(xué)機(jī)構(gòu)名古屋大學(xué)大學(xué)院工學(xué)研究科的山內(nèi)悠輔卓越教授（JST-ERATO山內(nèi)物質(zhì)空間テクトニクスプロジェクト研究総括、及びクイーズランド大學(xué)教授兼任）、カンユンチンERATO研究員（物質(zhì)?材料研究機(jī)構(gòu)ERATO拠點(diǎn)內(nèi)）らは、早稲田大學(xué)的江口美陽(yáng)準(zhǔn)教授、奈良洋希研究院準(zhǔn)教授、朝日透教授一起的共同研究合作開(kāi)發(fā)了一種合成由五種金屬組成的多孔骨架的新方法。

在世界上首次成功合成了由高熵合金（HEA）組成的介孔材料。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，此次獲得的HEA介孔材料（金屬種類：PtPdRhRuCu）是一種電催化劑，在較寬的pH范圍內(nèi)對(duì)析氫反應(yīng)（HER）表現(xiàn)出優(yōu)異的活性和穩(wěn)定性。

HER的催化活性大大超過(guò)現(xiàn)有的電催化劑，并且豐富的介孔 6促進(jìn)電極中反應(yīng)物和產(chǎn)物的有效傳輸。此外，通過(guò)了解合成過(guò)程中的金屬沉積行為以及相關(guān)的膠束自組織，將有可能了解孔結(jié)構(gòu)的形成機(jī)制以及每種金屬的作用。

因此，這一發(fā)現(xiàn)對(duì)于開(kāi)發(fā)其他 HEA 介孔材料極為重要。這項(xiàng)工作預(yù)計(jì)將有助于電催化劑的進(jìn)步，并為開(kāi)發(fā)用于能量轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)應(yīng)用的高效穩(wěn)定的催化劑鋪平道路。

該研究結(jié)果于2023年7月13日發(fā)表在《自然通訊》上。

https://www.nagoya-u.ac.jp/researchinfo/result/upload_images/20230718_engg.pdf

05

北陸先端科學(xué)技術(shù)大學(xué)院大學(xué) 人間情報(bào)學(xué)研究領(lǐng)域

“ROSE”手：以玫瑰為靈感，開(kāi)發(fā)出可纏繞、抓取的機(jī)械手

北陸先端科學(xué)技術(shù)大學(xué)院大學(xué)（學(xué)長(zhǎng)?寺野稔、石川県能美市）人間情報(bào)學(xué)研究領(lǐng)域的ホアン ヴァン（Ho Anh Van）準(zhǔn)教授受到玫瑰花的啟發(fā)，抓住它就像包裹它一樣，開(kāi)發(fā)了具有出色多功能性的軟機(jī)器人手。

所開(kāi)發(fā)的機(jī)器人具有簡(jiǎn)化的控制功能和出色的耐用性，預(yù)計(jì)它將不僅作為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的收割機(jī)器人，而且將廣泛應(yīng)用于廣泛的領(lǐng)域。

近年來(lái)，軟手機(jī)器人已被引入各個(gè)領(lǐng)域。特別是在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，機(jī)器人手收割作業(yè)的自動(dòng)化正在不斷進(jìn)步，作為“在不損壞農(nóng)作物的情況下收割農(nóng)作物”的有用手段而受到關(guān)注。

可以抓取嬌嫩作物的農(nóng)業(yè)機(jī)器人手已經(jīng)被開(kāi)發(fā)出來(lái)，但抓取草莓、桃子等特別嬌嫩作物的效果并不好。而且，機(jī)器人手沒(méi)有廣泛普及的原因之一就是機(jī)器人價(jià)格昂貴。

包括軟機(jī)器人在內(nèi)的傳統(tǒng)機(jī)器人手已被開(kāi)發(fā)為專門針對(duì)物體的專用機(jī)器人手，除此之外，還需要先進(jìn)的傳感和控制。因此，人們認(rèn)為，由于開(kāi)發(fā)成本的增加，機(jī)械手的價(jià)格上漲，從而影響了引進(jìn)成本。

在本研究中，為了解決這些問(wèn)題，研究的目標(biāo)是開(kāi)發(fā)一種新型農(nóng)業(yè)機(jī)器人手，其理念是“成本低、抓取輕柔、不損害收成、強(qiáng)度足夠”。

此外，研究目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)一種可以抓住任何物體而不損壞物體及其周圍環(huán)境的機(jī)器人手，不僅將其用于農(nóng)業(yè)，而且可以用于其他領(lǐng)域。

該研究成果于2023年7月10日至14日在韓國(guó)舉行的機(jī)器人學(xué)：科學(xué)與系統(tǒng)國(guó)際會(huì)議（RSS2023）上公布。

這項(xiàng)研究是日本科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)?(JST)?戰(zhàn)略基礎(chǔ)研究促進(jìn)計(jì)劃 PRESTO“物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)啟未來(lái)”研究領(lǐng)域?(JPMJPR2038)?的一部分。（研究課題“傳感發(fā)射器和接收器的開(kāi)發(fā)”）。

https://www.jaist.ac.jp/whatsnew/press/2023/07/14-1.html

以上就是今天給大家整理翻譯的在7月10日-7月14日期間的日本理工研究相關(guān)新聞動(dòng)態(tài)，希望可以幫助小伙伴們快速了解日本理工研究的最新動(dòng)態(tài)，我們下期見(jiàn)！