罗曼太空望远镜的日冕仪将有助于增加天文学研究中直接成像的遥远行星的种类

摘要：美国国家航空航天局（NASA）南希-格蕾丝-罗曼太空望远镜（Nancy Grace Roman Space Telescope）上的罗曼日冕仪（Roman Coronagraph Instrument）将通过测试阻挡星光的新工具，揭示被母星强光掩盖的行星，从而为寻找太阳系外的宜居世界铺平道路。 罗曼号任务的日冕仪旨在展示日益先进的技术的威力。当它直接捕捉来自大型气态系外行星以及其他恒星周围的尘埃和气体盘的光线时，它将为未来指明方向：与地球大小相当的岩质行星的单像素"图像"。然后，光线可以扩散成彩虹光谱，揭示行星大气中存在的气体--可能是氧气、甲烷、二氧化碳，甚至可能是生命迹象。资料来源：美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心该技术演示最近从美国国家航空航天局位于南加州的喷气推进实验室（JPL）运往该局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心，在那里与太空观测站的其他部分一起准备于 2027 年 5 月发射。在进行跨国旅行之前，罗曼日冕仪对其阻挡星光的能力进行了最全面的测试--工程师称之为"挖暗洞"。在太空中，这一过程将使天文学家能够直接观测其他恒星周围行星或系外行星的光线。一旦在"罗曼号"上得到验证，未来任务中的类似技术就能让天文学家利用这些光线来识别系外行星大气中的化学物质，包括那些可能预示着生命存在的化学物质。美国宇航局南希-格蕾丝-罗曼太空望远镜上的罗曼日冕仪将提高科学家直接为其他恒星周围的行星成像的能力。作为有史以来在太空中飞行的最强大的日冕仪，它将展示未来任务可能使用的新技术，如美国宇航局提议的宜居世界观测站。资料来源：NASA/JPL-Caltech/GSFC在暗洞测试中，研究小组将日冕仪放置在一个密封舱中，以模拟太空中寒冷、黑暗的真空环境。他们利用激光和特殊光学仪器，复制了一颗恒星发出的光，就像罗马望远镜观测到的那样。当光线到达日冕仪时，仪器会使用被称为遮罩的小圆形遮挡物来有效遮挡恒星，就像汽车遮阳板遮挡太阳或日全食时月亮遮挡太阳一样。这使得恒星附近较暗的物体更容易被看到。带面罩的日冕仪已经在太空中飞行，但它们无法探测到类似地球的系外行星。从另一个恒星系统中看，我们的母星会比太阳暗大约 100 亿倍，而且两者距离相对较近。因此，试图直接拍摄地球的图像，就好比试图从 3000 英里（约 5000 公里）外看到灯塔旁的一粒生物发光藻类。使用以前的日冕仪技术，即使是遮蔽恒星的眩光也会淹没类地行星。5 月 17 日，在 JPL，Roman Coronagraph 仪器小组的成员用起重机吊起了仪器存放的运输集装箱的上半部分，以便运往 NASA 的戈达德太空飞行中心。图片来源：NASA/JPL-Caltech罗曼日冕仪将展示一些技术，这些技术通过使用几个可移动部件，能够比以往的空间日冕仪去除更多不必要的星光。这些活动部件将使它成为第一个在太空中飞行的"主动"日冕仪。它的主要工具是两面可变形的镜子，每面镜子的直径只有 2 英寸（5 厘米），由 2000 多个可上下移动的微小活塞支撑。这些活塞共同作用，改变可变形反射镜的形状，从而对罩边缘溢出的不需要的杂散光进行补偿。罗曼日冕仪是如何工作的？这段视频展示了它如何去除多余的星光，以揭示其他恒星周围的行星。资料来源：美国宇航局戈达德太空飞行中心可变形反射镜还有助于修正罗曼望远镜其他光学系统的缺陷。虽然这些缺陷很小，不会影响罗曼望远镜的其他高精度测量，但它们会将杂散的星光送入暗洞。对每个可变形镜片的形状进行肉眼无法察觉的精确改变，可以弥补这些缺陷。JPL罗曼日冕仪项目副经理赵峰说："瑕疵非常小，影响也很小，我们不得不进行100多次迭代，才能把它做对。这有点像你去看验光师，他们会给你戴上不同的镜片，然后问你'这个更好吗？这个怎么样？'而日冕仪的表现比我们预想的还要好"。在测试过程中，日冕仪相机的读数显示，中心恒星周围有一个甜甜圈状的区域，随着研究小组将更多的星光引离中心恒星，这个区域会慢慢变暗，因此被称为"挖黑洞"。在太空中，当仪器利用其可变形的镜子工作时，潜伏在这个黑暗区域的系外行星就会慢慢显现出来。这幅图显示的是对罗曼日冕仪的测试，工程师称之为"挖黑洞"。左图是只使用固定部件时星光漏入视场的情况。中间和右边的图像显示，当仪器的可移动部件工作时，更多的星光被移走。图片来源：NASA/JPL-Caltech在过去的 30 年里，天文学家已经发现并确认了5000 多颗围绕其他恒星的行星，但大多数都是间接探测到的，这意味着它们的存在是根据它们如何影响母恒星来推断的。探测母恒星的这些相对变化要比看到暗得多的行星信号容易得多。事实上，只有不到 70 颗系外行星被直接成像。迄今为止已经直接成像的行星都不像地球：它们大多更大、更热，通常离恒星更远。这些特点使它们更容易被探测到，但也不那么适合我们所知的生命。为了寻找潜在的宜居世界，科学家们需要对行星进行成像，这些行星不仅比恒星暗数十亿倍，而且要以适当的距离围绕恒星运行，这样行星表面才能存在液态水--这是地球上发现的生命的前身。要开发直接拍摄类地行星图像的能力，还需要像罗曼摄谱仪这样的中间步骤。它的最大能力可以为太阳这样的恒星周围的一颗类似木星的系外行星成像：这是一颗大而冷的行星，位于恒星宜居带之外。5 月 17 日，JPL 的团队成员在将仪器运往 NASA 戈达德太空飞行中心的集装箱外面的一面旗帜（上面有任务标志）上签下了自己的名字，以此向 Roman Coronagraph 仪器道别。图片来源：NASA/JPL-Caltech美国国家航空航天局（NASA）从罗曼日冕仪中学到的知识将有助于为未来的飞行任务开辟一条道路，这些飞行任务旨在直接为在类太阳恒星的宜居带中运行的地球大小的行星成像。关于未来望远镜的构想被称为"宜居世界天文台"（Habitable Worlds Observatory），其目标是利用一台仪器对至少25颗与地球类似的行星进行成像，这台仪器将以罗曼摄谱仪在太空中的演示为基础。JPL的伊利亚-波贝雷茨基（Ilya Poberezhskiy）是罗曼日冕仪的项目系统工程师，他说："要想实现宜居世界天文台这样的任务目标，像可变形反射镜这样的主动组件是必不可少的。罗曼日冕仪的主动性让你可以把普通光学系统提升到一个不同的层次。它使整个系统变得更加复杂，但如果没有它，我们就无法完成这些不可思议的事情。"编译来源：ScitechDaily 原文：罗曼太空望远镜的日冕仪将有助于增加天文学研究中直接成像的遥远行星的种类

剑桥科学家在新型二维材料中实现了长期追求的量子态稳定性

摘要：科学家发现了六方氮化硼（hBN）在正常条件下的自旋相干性，为量子技术的应用提供了新的前景。卡文迪什实验室（Cavendish Laboratory）的科学家们发现，六方氮化硼材料中的一个"原子缺陷"能在室温下保持自旋相干性，并能用光进行操纵。 卡文迪什实验室的研究人员在六方氮化硼（hBN）中发现了原子缺陷在环境条件下的自旋相干性，这是量子材料领域的一项罕见成就。这项发表在《自然-材料》（Nature Materials）上的研究强调，这些自旋可以用光来控制，对未来的量子技术（包括传感和安全通信）具有广阔的前景。研究结果还强调了进一步探索提高缺陷可靠性和延长自旋存储时间的必要性，凸显了氢化硼在推进量子技术应用方面的潜力。资料来源：埃莉诺-尼科尔斯，卡文迪什实验室自旋相干性是指电子自旋能够长期保持量子信息。这一发现意义重大，因为能够在环境条件下承载量子特性的材料相当罕见。发表在《自然-材料》（Nature Materials）上的研究结果进一步证实，室温下可获得的自旋相干性比研究人员最初想象的要长。论文共同作者、卡文迪什实验室 Rubicon 博士后研究员 Carmem M. Gilardoni 说："研究结果表明，一旦我们在这些电子的自旋上写入某种量子态，这种信息就能存储约百万分之一秒，从而使这一系统成为一个非常有前景的量子应用平台。""这看起来似乎很短，但有趣的是，这个系统并不需要特殊的条件--它甚至可以在室温下存储自旋量子态，而且不需要大型磁铁"。六方氮化硼（hBN）是一种由一原子厚的层堆叠而成的超薄材料，有点像纸张。这些层通过分子间的作用力固定在一起。但有时，这些层内会出现"原子缺陷"，类似于晶体内部夹杂着分子。这些缺陷可以通过明确的光学转变吸收和发射可见光范围内的光，还可以作为电子的局部陷阱。由于 hBN 中存在这些"原子缺陷"，科学家们现在可以研究这些被困电子的行为方式。他们可以研究电子与磁场相互作用的自旋特性。真正令人兴奋的是，研究人员可以在室温下利用这些缺陷中的光来控制和操纵电子自旋。这一发现为未来的技术应用，尤其是传感技术的应用铺平了道路。不过，由于这是首次有人报告该系统的自旋相干性，因此在其成熟到足以用于技术应用之前，还有很多问题需要研究。科学家们仍在研究如何使这些缺陷变得更好、更可靠。他们目前正在探究我们能在多大程度上延长自旋存储时间，以及我们能否优化对量子技术应用非常重要的系统和材料参数，如缺陷的长期稳定性和该缺陷发出的光的质量。"与这一系统的合作向我们彰显了材料基础研究的力量。至于 hBN 系统，作为一个领域，我们可以在其他新材料平台中利用激发态动力学，用于未来的量子技术。"论文第一作者 Hannah Stern 博士说，她在卡文迪什实验室进行了这项研究，现在是英国皇家学会大学研究员兼曼彻斯特大学讲师。未来，研究人员将进一步开发该系统，探索从量子传感器到安全通信等多个不同方向。"每一个新的有前途的系统都将拓宽可用材料的工具包，而朝着这个方向迈出的每一步都将推动量子技术的可扩展实施。这些成果证实了层状材料有望实现这些目标，"领导该项目的卡文迪什实验室主任梅特-阿塔图雷（Mete Atatüre）教授总结道。编译来源：ScitechDaily 原文：剑桥科学家在新型二维材料中实现了长期追求的量子态稳定性

iOS 18 将允许用户为App图标重新着色并将其放置在任何位置

摘要：iOS 18 将通过人工智能工具和视觉变化获得重大提升。尽管苹果公司在发布这些功能的完成版本方面远远落后于竞争对手，但新增加的功能还是非常受欢迎的。有传言称，该平台将是苹果公司最大的更新，变化也将延伸到主屏幕，而主屏幕现有的排列方式几乎与 iPhone 的存在时间一样长。消息称，在 iOS 18 中，用户将可以对应用程序图标重新着色。 iOS 18 在视觉方面的最大变化之一是可以在主屏幕上任意放置应用程序图标。目前，iPhone 用户只能重新排列应用程序图标，而不能创建空白空间，这在过去几年中引发了用户的反感（尤其是用惯了Android的用户）。不仅如此，在 iOS 18 中，苹果还允许用户更改主屏幕上应用图标的颜色。该公司的这种做法与Android系统，特别是Google Pixel 手机在定制方面的操作方式非常相似。在安装了最新Android更新的Google Pixel 手机上，用户可以自由调整应用程序图标的颜色，使其与壁纸的颜色相匹配。Google还会提供自己认为与壁纸相匹配的推荐。苹果有可能会模仿同样的做法，据古尔曼说，运行苹果即将发布的 iOS 18 更新的 iPhone 机型用户将可以"改变应用程序图标的颜色"。上图仅为自由排列图标的效果图苹果公司正在逐步开放 iPhone 的定制功能，这是自手机发布以来苹果公司一直不愿意做的事情。需要注意的是，用户仍然可以通过快捷方式应用程序更改应用程序图标的颜色，但原生提供该功能是一大优势，而且非常省事。目前，我们还不熟悉苹果计划如何实现这一功能，但这一改变可能会与重新排列应用程序图标的功能一起提供。此外，目前还不清楚该公司是否会允许应用图标更改其应用徽标。该公司还将为其股票应用程序更新新功能，而人工智能是否会在颜色定制选项中发挥作用还有待观察。最近有报道称，iOS 18 最初将把人工智能功能标注为测试版或预览版，这只能说明该公司在人工智能方面与竞争对手的竞争地位。 原文：iOS 18 将允许用户为App图标重新着色并将其放置在任何位置

下一代改良工艺有望加速发挥台积电当前3纳米技术的优势

摘要：台积电已计划在 2024 年下半年量产其性能优化的 N3P 节点。N3X、N2、N2P 和 A16 节点将于 2025 年和 2026 年推出，它们将为市场带来不同的优势，例如台积电在 N2 节点中首次使用了全栅极（GAA）纳米片晶体管。还有上个月才推出的 A16 节点，它将是具有复杂信号路径和密集功率传输网络的高性能计算产品的选择。 生产全球最先进芯片的竞争十分激烈，而台积电的产品路线图承诺，这场争夺战将异常激烈。首先，其性能优化的 N3P 节点即将问世，并将于 2024 年下半年投入量产，这将是该公司一段时间内最先进的节点。明年台积电将推出两个生产节点，它们将于 2025 年下半年进入大批量生产，有望加快 N3P 优势的发挥，这两个节点分别是 3 纳米级工艺 N3X 和 2 纳米级工艺 N2。N3X 专为高性能计算应用而定制，最高电压为 1.2V。根据 AnandTech 的研究，N3X 芯片可将 Vdd 从 1.0V 降至 0.9V，从而将功耗降低 7%，将性能提高 5%，或将晶体管密度提高约 10%。N2 采用全栅极（GAA）纳米片晶体管，这是台积电的首创，具有卓越的低 Vdd 性能，专为移动和可穿戴应用而设计。此外，台积电表示，N2 的超薄堆叠纳米片将 HPC 的节能计算提升到了一个新的水平。还将增加背面电源轨，以进一步提高性能。N2 技术将配备台积电 NanoFlex，这是一种设计-技术协同优化技术，可为设计人员提供 N2 标准单元的灵活性，其中短单元强调小面积和更高的能效，而高单元则最大限度地提高性能。客户可在同一设计块内优化短单元和高单元的组合。2026 年，台积电将再推出两个节点：N2P（2 纳米级）和 A16（1.6 纳米级）。与最初的 N2 相比，N2P 的功率有望降低 5%-10%，性能提升 5%-10%。不过，与之前公布的消息相反，N2P将不会采用背面功率传输网络，而是使用传统的功率传输机制。这意味着这种先进功率传输的集成将转移到包括 A16 在内的新一代节点上。台积公司上月发布了A16。A16 将结合台积公司的超级电源轨架构和纳米片晶体管，通过将前端路由资源专用于信号来提高逻辑密度和性能，使 A16 成为具有复杂信号路由和密集电源传输网络的高性能计算产品的理想选择。与台积电的 N2P 工艺相比，A16 将在相同 Vdd（正电源电压）下提高 8-10% 的速度，在相同速度下降低 15-20% 的功耗，并为数据中心产品提高高达 1.10 倍的芯片密度。 原文：下一代改良工艺有望加速发挥台积电当前3纳米技术的优势

分析师认为苹果押注庞大的用户群可助力其在人工智能领域取胜

摘要：尽管苹果首批现代人工智能功能不会像竞争对手的产品那样令人印象深刻，但该公司认为其庞大的客户群可以为其带来优势。在下个月举行的苹果开发者大会上，该公司将公布一种不同的人工智能思路，重点关注普通消费者在日常生活中可以使用的工具。这个想法是为了迎合用户的实用性——而把一些更酷炫的功能留给其他公司。 苹果处境艰难。它需要让消费者和投资者相信，它在人工智能领域正在做着令人兴奋的事情。但该公司正在关注微软公司和Alphabet旗下谷歌的OpenAI的重大人工智能声明，这些声明抢走了风头。苹果准备在全球开发者大会上花大量时间介绍其与人工智能相关的功能。新战略的核心是 Project Greymatter ，这是一套人工智能工具，该公司将把它集成到 Safari、Photos 和 Notes 等核心应用中。这项举措还包括增强通知等操作系统功能。该系统的工作原理如下：大部分计算密集程度较低的人工智能功能的处理将完全在设备上运行。但如果某项功能需要更多算力，则工作将被推进到云端完成 。苹果将新的 AI 功能引入 iOS 18 和macOS 15——这两个操作系统都将包含用于确定任务是在设备上还是通过云处理的软件。去年左右发布的 iPhone、iPad 和 Mac 芯片支持大多数的功能。与此同时，正如我之前报道的那样，云组件将由位于数据中心的 M2 Ultra 芯片提供支持。今年有几项新功能正在开发中，包括转录语音备忘录、使用人工智能修改照片以及在 Spotlight 功能中使搜索更快更可靠。它们还将改进 Safari 网页搜索并自动为回复电子邮件和短信提供建议。Siri 个人助理也将得到升级，基于苹果自己的大型语言模型（生成式人工智能背后的核心技术）提供更自然的交互。Apple Watch 还将推出更先进的 Siri，用于处理移动任务。包括Xcode在内的开发者工具也将获得人工智能增强。一项突出的功能将生成式人工智能融入表情符号。该公司正在开发一种软件，可以根据用户发送的短信内容即时创建自定义表情符号。这意味着，除了苹果目前在 iPhone 和其他设备上提供的选项目录之外，你还可以在任何场合使用全新的表情符号。另一项有趣的改进（与 AI 无关）是改版后的 iPhone 主屏幕。这将允许用户更改应用图标的颜色并将它们放在任何他们想要的位置。例如，您可以将所有社交图标设为蓝色，或将与金融相关的图标设为绿色——而且它们不需要放置在自 2007 年第一天以来就存在的标准网格中。这项工作的很大一部分是创建智能摘要。该技术将能够为用户提供他们错过的通知和个人短信以及网页、新闻文章、文档、笔记和其他媒体形式的摘要。当然，苹果必须在做到这一切的同时依然向消费者保证其对隐私权的坚定承诺。该公司多年来一直在宣传其设备运行的优势，以及如何更好地保证数据的安全。它甚至批评竞争对手没有采用同样的方法。现在，它不得不辩称，尽管将潜在的敏感信息发送到数据中心，其基于云的人工智能功能仍将保持隐私。为了解释这一转变，该公司可能会强调它不会建立客户档案——谷歌和 Meta Platforms Inc． 曾因这样做而受到批评。苹果可能还会吹嘘其用于进行云处理的 M 系列芯片的安全功能。这可能不足以赢得隐私倡导者的支持，但我认为大多数客户无论如何都不会在意。现在，许多功能将纯粹是追赶。这里没有跨越式发展。谷歌多年来在其 Pixel 设备中拥有许多相同的 AI 功能。三星电子公司今年理所当然地放弃了开发自己的标志性 AI 功能，转而依赖 Google Gemini。还没有苹果设计的聊天机器人。这意味着该公司将不会参与人工智能最受关注的领域：这个市场在OpenAI于 2022 年底发布ChatGPT后火爆起来。尽管苹果的一些高管从理念上反对内部开发聊天机器人，但不可否认的是，他们确实需要聊天机器人。而苹果自己开发的聊天机器人版本根本达不到标准。他们给出的解决方案建立合作伙伴关系。在这方面，该公司已与谷歌和OpenAI就将他们的聊天机器人集成到 iOS 18 进行了谈判。今年 3 月，苹果和谷歌似乎即将达成协议，双方都觉得 WWDC 可能会达成一些协议。但苹果最终与OpenAI首席执行官 Sam Altman 达成了协议，他们的合作伙伴关系将成为 WWDC 公告的一部分。这一安排有点喜忧参半。一方面，苹果承认自己无法在最热门的人工智能领域竞争。但与OpenAI的合作让苹果拥有了最先进的聊天机器人，而且由于三星设备使用的是 Gemini，因此苹果在与三星设备竞争时也拥有了潜在优势。另一方面， OpenAI也存在风险。早在上周与斯嘉丽·约翰逊发生争执之前，阿尔特曼在人工智能领域的争议就越来越大。OpenAI 的公司结构也不稳定。去年，阿尔特曼曾短暂被罢免首席执行官一职，这给员工和其主要支持者微软带来了危机。换句话说，苹果不会那么放心让OpenAI成为 iOS 一项主要新功能的单一来源供应商。这就是为什么它仍在努力与谷歌达成协议，提供 Gemini 作为一种选择，但不指望它能在 6 月份亮相。如果苹果欢迎其他聊天机器人制造商加入，那么它可能会根据具体情况进行处理。尽管该公司经常向所有第三方开发者开放功能，但预计它在这方面会谨慎行事，并制定单独的安排。无论如何，这些合作伙伴关系将帮助苹果争取一些时间，直到它自己的机器人准备就绪。最大的问题是，苹果在这方面的追赶是否真的很重要？该公司有一个很少有竞争对手能比拟的优势：庞大的用户群。今年晚些时候，全球将有数亿台苹果设备支持这些 AI 功能。这些设备的用户至少会尝试一下这些新功能（该技术可能集成得足够紧密，以至于人们甚至不会注意到他们正在使用这些功能）。这可能会让苹果一夜之间成为最大的 AI 用户。但即便如此，仍有迹象表明该公司的 AI 计划仍在进行中。苹果正在考虑以预览版的形式推广这些功能（至少在 9 月正式发布之前以开发者测试版的形式），这表明该技术尚未完全成熟。这将是一次不祥之举，尤其是当你考虑到苹果的历史时。Siri 于 2011 年作为测试版推出，而且——考虑到它与竞争对手的竞争之激烈——可以说仍然给人一种试验品的感觉。 原文：分析师认为苹果押注庞大的用户群可助力其在人工智能领域取胜

iOS 18 将带来AI生成自定义表情符号的功能

摘要：随着 WWDC 日期的临近，苹果公司终于准备好在人工智能方面大放异彩，并展示其计划在 iOS 18 中带来的新集成。虽然生成工具将扩展到所有应用程序，但一份新的报告揭示了一项由人工智能驱动的突出定制功能。苹果打算带来的新工具有一个独特的重点，那就是将用户可以在日常工作和互动中使用的工具纳入其中。在测试的众多新功能中，创建自定义表情符号的功能"脱颖而出"。 除了苹果设备上现有的表情符号外，该公司现在还增加了一个新的人工智能生成工具，用于定制更逼真的表情符号，从而加强了其表情符号游戏。根据马克-古尔曼（Mark Gurman）最近发布的《Power On》报告，在 iOS 18 和 macOS 15 中，除了改进主屏幕定制、升级便笺应用和通知智能复盖外，科技巨头还将重点放在为移动设备带来量身定制的表情符号体验上。这些表情符号将根据文字语气和特定场合创建。古尔曼在通讯中提到，这家科技巨头打算超越既定的表情符号集，为信息增添个人色彩。他说："一项突出的功能将为表情符号带来人工智能生成功能。该公司正在开发一款软件，可以根据用户发短信的内容即时创建自定义表情符号。这意味着，除了苹果公司目前在 iPhone 和其他设备上提供的选择目录之外，你将突然拥有一个全新的表情符号来应对任何场合。虽然苹果每年都会通过 iOS 更新为设备带来一组新的表情符号，比如 iOS 17.4，但人工智能生成的图形图标不需要用户等待每年一次的升级，而且使升级过程更加持续和无缝。用户可以继续使用新工具创建表情符号，更贴切地表达自己的情感。就规模而言，该功能可能并不是什么大问题，但像这样的自定义表情工具往往会导致创建出不合适的图形。Meta 在首次推出人工智能生成的贴纸时就遇到过这种情况。因此，鉴于这些人工智能工具有时会失控，我们希望苹果公司能实施必要的限制或阻止措施，以确保它不会为任何攻击性表情符号铺平道路，也不会被滥用。与此同时，Siri 也将进行语音升级，并进行更人性化的交互，而 Xcode 等开发者工具也将获得人工智能方面的进步。相关文章:iOS 18 中的人工智能功能将以测试版预览的形式推出 原文：iOS 18 将带来AI生成自定义表情符号的功能