News on China's scientific and technological development.

中国科大首次实现设备无关量子密钥分发​

Click to expand...

31日，记者从中国科学技术大学获悉，该校潘建伟及其同事张强、徐飞虎等，通过发展设备无关理论协议和构建高效率的光学量子纠缠系统，首次在国际上实验实现了设备无关量子密钥分发（DI-QKD）的原理性演示，相关研究成果以编辑推荐的形式在线发表于最新一期的《物理评论快报》上。

量子密钥分发（QKD）相比于传统通信协议，可以确保原理上无条件安全通信。然而在现实条件下，设备可能存在着某些不完美的特性。这些特性往往会为攻击者提供威胁系统安全的侧信道，造成现实条件下的潜在安全隐患。目前的主要解决方案是对设备进行检测并制定相关标准，从而确保其在现实条件下的安全性。

设备无关量子密钥分发（DI-QKD）基于无漏洞量子力学基础检验，提供了一套全新的不依赖于设备具体功能和特性的安全成码方案。基于该协议，不需要对设备进行任何标定，通过贝尔不等式的违背便可以保证QKD的现实安全性，一直受到国内外学术界的高度重视和广泛关注。

然而，DI-QKD的实现十分困难。为了实现这一目标，潘建伟团队分别从理论和实验两方面进行探索。理论方面，他们提出原创的随机后选择DI-QKD理论方案。实验方面，他们利用自发参量下转换的原理，通过优化空间光路的参数搭建了高效率的光学纠缠源，并结合高效率的单光子探测器，使系统效率达到87.5%，超过了以往所有报道的相关光学实验。

在此基础上，潘建伟团队首次实现了基于全光学系统的DI-QKD原理演示，成码率达到466bps（比特每秒），并且验证了该系统在光纤长度达到220米时仍然可以产生安全的量子密钥。

这项工作对于揭示量子力学基础检验和量子信息处理之间内在的深刻联系，发展安全的密钥分发、构建未来的量子网络均具有重要的意义。

Click to expand...

Boosting the Rate Performance and Capacity of Sb2S3 Nanorods Cathode by Carbon Coating in All-Solid-State Lithium Batteries​

Click to expand...

Antimony sulfide (Sb2S3) is a promising electrode material. However, its poor electronic/ionic conductivity severely hinders its practical application. Herein, carbon-coated Sb2S3 nanorods (Sb2S3@C) are synthesized to address this issue. The electrochemical performance of the Sb2S3@C is evaluated in all-solid-state lithium batteries (ASSLBs) using InLi anode and Li10Si0.3PS6.7Cl1.8 solid-state electrolytes. The Sb2S3@C cathode delivers the 1st cycle discharge capacity of 711 mAh g-1 and a stable cycling capacity of 431 mAh g-1, which are much higher than the 1st cycle discharge capacity of 125 mAh g-1 and a stable cycling capacity of 320 mAh g-1 for the uncoated Sb2S3 cathode. In situ transmission electron microscopy reveals that the carbon coating layer acts as an electronic/ionic conductive conduit, which boosts the charge transfer in the electrode dramatically. Consequently, the Sb2S3@C electrochemistry quickly evolves from intercalation to conversion to full alloying. However, the Sb2S3 nanorods without carbon coating undergo sluggish intercalation and conversion reactions, and the alloying reaction is almost impeded, severely limiting the capacity. Therefore, the Sb2S3@C electrode is fully utilized thus delivering much higher capacity and rate performance than the non-coated Sb2S3 electrode. These results demonstrate that Sb2S3@C is a promising high-energy-density cathode for ASSLBs.

Click to expand...

我科学家发现碳包覆层可提高硫化锑正极在全固态锂电池中的容量和倍率性能​

Click to expand...

近日，记者从桂林电器科学研究院有限公司获悉，该院朱凌云教授团队和燕山大学黄建宇教授团队联合进行研究，发现碳包覆层可以改善硫化锑(Sb2S3)电极材料在全固态锂电池中的反应动力学，证明硫化锑材料(Sb2S3@C)是一种很有前途的高能量密度全固态锂电池正极。相关成果日前发表在化学与材料领域国际著名期刊《先进功能材料》（《Advanced Functional Materials》）上。

硫化锑作为一种极具发展前景的电极材料，因其高达946 mAh g-1的理论比容量而受到广泛关注。然而，较低的固有电导率和不可避免的体积膨胀导致其电化学性能较差。硫化锑在合金化反应中体积膨胀较大(≈235%)，引起颗粒粉碎和容量衰减，这对硫化锑的实际应用是一个巨大的挑战。

Click to expand...

研究团队主要针对这一问题，利用水热法在活性物质硫化锑纳米棒表面构筑一层稳定的碳包覆层，制备碳包覆硫化锑材料，进而实现改善材料电导率和缓冲体积变化目的。同时利用负极采用锂铟（LiIn）合金、固态电解质采用桂林电器科学研究院有限公司所制备的锂硅磷硫氯（LiSiPSCl）硫化物电解质（Li10Si0.3PS6.7Cl1.8），正极采用硫化锑材料或硫化锑，组装全固态锂电池对其电化学性能进行评价。实验中硫化锑材料正极的首圈循环放电容量为711 mAh g-1，稳定循环容量为431 mAh g-1，远高于未包覆的硫化锑正极的首圈循环放电容量125 mAh g-1和稳定循环容量320 mAh g-1。团队结合原位透射电镜(TEM)与密度泛函理论(DFT)对硫化锑材料和硫化锑电极材料的锂化与脱锂化反应动力学与机理进行了详细研究，结果表明，碳包覆层作为一个电子/离子导电通道，大大促进了电极材料中的电荷转移。而未包覆碳的硫化锑纳米棒的插层反应和转化反应则非常缓慢，合金化反应几乎受阻，严重限制了容量释放。因此，所合成的硫化锑材料电极具有比未包覆硫化锑电极更高的容量和倍率性能。

该研究结果表明，碳包覆层可以改善硫化锑电极材料在全固态锂电池中的反应动力学，其结构的相变路径研究将为锂离子在电极材料中的扩散机制提供了重要的见解，这对设计新型具有良好的电化学性能的金属硫化物电极具有指导意义。同时该研究也证明了LiIn/LiSiPSCl/Sb2S3@C- LiSiPSCl -C全固态锂电池是一种很有前途的、有望应用于消费电子和电动汽车高能量存储系统。

Click to expand...

3月2日，中国科学院在北京召开新闻发布会，正式公布“中国科学院科技支撑碳达峰碳中和战略行动计划”（以下简称“行动计划”），详细介绍了科技战略研究、基础前沿交叉创新、关键核心技术突破、新技术综合示范、人才支持培育、国际合作支撑、创新体系能力提升、“双碳”科普等八大行动，以及面向“双碳”战略重大科技需求具体实施的18项重点任务。

Click to expand...

不久前，中科院发布科技支撑“双碳”战略行动计划，先进核能技术是重点攻关的关键技术之一。

在各类减少碳排放的清洁能源中，核能是令人又爱又惧的存在。作为清洁能源，核能可以有效减少碳排放，成为替代化石能源的希望，但它也是悬在人们头顶的达摩克利斯之剑，美国三英里岛核事故、苏联切尔诺贝利核事故、日本福岛核泄漏，一次次核事故给核电发展蒙上阴影。

怎样在助力“双碳”目标实现的同时，让核电技术更安全可靠、更可持续？这是中科院的科学家们一直在探索的问题。

核裂变能技术：榨净核废料，丰富核燃料

2016年，中科院院士詹文龙曾前往美国华盛顿州哥伦比亚河畔的汉福德镇参观。那里是美国发展核武器后最大的放射性核废料处理厂区。那里存放着含强化学腐蚀、强放射性核废液的锈迹斑斑的大罐子。

詹文龙至今记得当时触目惊心之感：“美国现在一年要用20亿美元去维持那里的安全。”这让他更加坚定了一个想法：在我国发展一种能够更安全、更经济地处理核废料的技术。

在科学家眼中，核废料并不是“废料”，而是可以继续利用的“乏燃料”。早在2011年，中科院就启动了“未来先进核裂变能—ADS嬗变系统”战略性先导科技专项（简称ADS先导专项），目标是利用加速器产生高能质子，驱动乏燃料继续“燃烧”。由于加速器停止运行时，燃料就能停止“燃烧”，这一技术也被国际公认为最有前景的利用嬗变安全处置长寿命核废料的技术途径。

到2016年詹文龙赴美参观时，科学家们已经突破了一些ADS的关键核心技术，并且完成了一种新方案的设计，即一种能把乏燃料“吃干榨净”的、具有更高性价比的“加速器驱动先进核能系统”（ADANES）。

新方案由两部分组成，一是将已有的ADS技术工业化，二是研制乏燃料再生循环利用系统（ADRUF）。前者相当于“造炉子”，后者相当于“造燃料”。

詹文龙介绍，根据这一方案，铀资源的利用率将由目前的不到1% 提高到超过95%，最终只需处置少于5%的核废料，其放射性寿命将由数十万年缩短到五百年内，还可燃烧30%的钍资源，这将支撑核电发展成千上万年。在实现碳中和目标的同时，还能产生可用于精准靶向放疗及核移动电源的珍贵同位素。

Click to expand...

就在ADANES方案如火如荼地推进之时，与ADS先导专项同时启动的“未来先进核裂变能—钍基熔盐堆核能系统”（TMSR）先导专项也初见成效。

“在2011年启动‘未来先进核裂变能’先导专项前已经明确，中科院要做核能领域的科技创新。我们分析形势之后认为有两个切入点，一个针对核废料安全隐患和环境影响的问题，研发核废料安全处理处置技术，将需要地质处置的核废料最少化；另一个针对铀—235核燃料匮乏问题，研发将钍—232用作核燃料的技术，以实现核燃料来源的多样化。”中科院重大任务局材料能源处时任处长、中科院赣江创新研究院纪委书记彭子龙在回忆先导专项立项经过时对《中国科学报》说。

TMSR先导专项计划用20年左右的时间，在国际上首先实现钍基熔盐堆的应用，同时建立钍基熔盐堆产业链和相应的科技队伍。2017年11月，中科院与甘肃省签署四代先进核能钍基熔盐堆战略合作框架协议。至2021年5月，TMSR主体工程已基本完工。

Click to expand...

核聚变能技术：东方超环与神光

在发展核裂变能的同时，中科院还有一批科研人员在探索另一类未来先进核能技术——可控的核聚变能技术。

“聚变能是核能发展的最终目标，聚变能可以为碳中和的实现作出重大贡献。”中科院合肥物质科学研究院副院长、等离子体物理研究所所长宋云涛说。

核聚变相当于用力把一堆原子捏到一起，然后释放出能量。核聚变反应条件苛刻，不仅需要达到千万甚至上亿摄氏度的高温，还需要巨大的压力。因此，如何触发反应，是核聚变能技术的一大难点。

彭子龙告诉《中国科学报》，中科院科研人员在核聚变能技术上有两个努力方向，一是磁约束的核聚变，二是惯性约束的核聚变。

磁约束核聚变，是通过托卡马克装置产生强大的磁场，把等离子体约束在尽可能小的范围内并将其持续加热并维持在数千万甚至上亿度的高温，以达到核聚变对温度的要求。

早在上世纪70年代，位于合肥的中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所就开始了核聚变相关研究，并于上世纪90年代启动磁约束的核聚变能技术——超导托卡马克的研究。

2006年，被誉为“人造太阳”的东方超环正式建成，成为我国自行设计研制的国际首个全超导托卡马克装置。同年，以中科院为主导的中国团队加入国际热核聚变实验堆计划，成为全球探索“人造太阳”新能源队伍中的重要一员。

2021年12月30日，东方超环实现7000万摄氏度下长脉冲高参数等离子体持续运行1056秒，这是人类首次实现人造太阳持续脉冲过千秒。

惯性约束核聚变，是将聚变材料制成仅约一两个毫米的靶丸，然后从四面八方均匀射入高能激光束以持续压缩并最终引爆小球，形成微型“氢弹”爆炸，产生热能。为了验证这种原理，美国在2009年建成了国家点火装置（NIF）。

在我国，上世纪60年代，中科院上海光学精密机械研究所开启了我国激光惯性约束核聚变能的研究历程。上世纪80年代，为了追赶国际研究的步伐，上海光机所开始了大型综合性激光装置——“神光”的预研工作，并于1986年建成，1994年装置退役后被称为“神光—I”。2000年和2015年，我国又先后建成神光—II激光装置和神光—III主机激光装置并投入使用。

Click to expand...

面向2060：科学家们的梦想

从2011年至今的10多年里，“未来先进核裂变能”先导专项的发展历程与现状让彭子龙看到了中科院在开展先进核能技术方面的优势。

“当初，我们酝酿研讨先导专项的时候，内心瞄准的是30年以后的事情。”彭子龙说，作为国立科研机构，中科院必须更加前瞻分析需求和挑战，基于科学本源、科学规律思考解决方案。

在明确目标之后，中科院动员起了规模大、学科全的综合创新力量。“每个先导专项都是十几个研究所共同参与的。”彭子龙回忆。

他感慨，作为国家战略科技力量，中科院的使命定位决定着其具有更强的创新能力和欲望。“国家要创新，中科院能创新。”彭子龙说。

面向碳中和目标，科研人员又一次鼓足了干劲。

作为先进核裂变能的研究者，詹文龙有一个梦想：在广袤无人的沙漠戈壁滩上，建一片清洁能源的绿洲，将

Please, Log in or Register to view URLs content!

(8.200, 0.09, 1.11%)、风能与更安全可靠的核能技术整合在一起，源源不断地向千家万户输出清洁无污染的电力能源。

詹文龙介绍，他们已突破ADS关键核心技术，2020~2027年将高标准高质量按计划建成国家重大科技基础设施“加速器驱动嬗变研究装置”（CiADS）；针对ADRUF，同期建成模拟燃料示范的乏燃料干式处理生产线。同时，实现ADANES整体方案优化；突破强辐照下稀有同位素量产关键技术与工艺，开展精准放疗同位素的量产。

按技术进展，到2032年，他们将突破ADRUF关键核心技术，完成热室系统建设并进行再生核燃料研发，并完成基于CiADS的燃烧示范；争取国家重大科技基础设施“高密度能源燃料研究装置”完成立项，建设超强宽谱辐照设施及相关核材料研发平台。

到2035年后，他们将完成ADANES集成优化与工业应用示范，为碳中和提供硬科技支撑，并实现产业化。

作为先进核聚变能的研究者，宋云涛也有一个梦想：10年内建成未来核聚变发电站的示范工程，真正实现聚变堆发电。

“时间紧迫，中国有自己的‘时间路线图’。按照现有技术，用10年时间建成核聚变发电示范工程是完全可以实现的，用不了多久，人类就可以点燃核聚变这个‘大煤球’。”宋云涛说。

无论是过去、现在还是未来，中科院的科研人员一直向着更安全、更可靠、更经济的核能技术努力。正是这些延续了10年、20年、半个多世纪的坚持，让中国先进核能技术的发展前景有望，让中国碳中和目标的实现未来可期。

Click to expand...

Wuhun said:

Last week IJCAI 2022, one of the top-tier AI conference, was held at Vienna. By accepted papers, China > rest of the world.

Top-tier AI conferences are

Machine Learning & Neuroscience - NeurIPS, ICML and ICLR
Computer Vision - ICCV and CVPR
Natural Language Processing - ACL and EMNLP
Data - KDD
Robotics - ICRA
Conferences that include all the above domain - AAAI and IJCAI

View attachment 94933

Click to expand...

Wuhun said:

Last week IJCAI 2022, one of the top-tier AI conference, was held at Vienna. By accepted papers, China > rest of the world.

Top-tier AI conferences are

Machine Learning & Neuroscience - NeurIPS, ICML and ICLR
Computer Vision - ICCV and CVPR
Natural Language Processing - ACL and EMNLP
Data - KDD
Robotics - ICRA
Conferences that include all the above domain - AAAI and IJCAI

View attachment 94933

Click to expand...

Wuhun said:

Last week IJCAI 2022, one of the top-tier AI conference, was held at Vienna. By accepted papers, China > rest of the world.

Click to expand...

1. China (280)
2. US (72)
3. Germany (30)
4. UK (26)
5. France (25)
6. Singapore (16)
7. Italy (15)
8. Australia (13)
9. Korea (12)
10. HK (11)
11. Japan (10)
12. Canada (10)
13. India (9)
14. NL (7)
15. Switzerland (7)
16. Israel (6)
17. Poland (5)
18. Austria (5)
19. NZ (4)
20. Macau (3)

mossen said:

1. China (280)
2. US (72)
3. Germany (30)
4. UK (26)
5. France (25)
6. Singapore (16)
7. Italy (15)
8. Australia (13)
9. Korea (12)
10. HK (11)
11. Japan (10)
12. Canada (10)
13. India (9)
14. NL (7)
15. Switzerland (7)
16. Israel (6)
17. Poland (5)
18. Austria (5)
19. NZ (4)
20. Macau (3)

If you add HK and Macau to China's total then you get almost 300 papers.

Notice the total lack of Taiwan. India gets less than HK alone! I'm also surprised that Spain is missing.

Click to expand...