“超导”一个物理新发现引发的全球狂欢

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量子计算机、可控核聚变要从科幻走进现实了？

当超导体可以在常温状态下应用，物理界炸开了锅。在当地时间3月7日举行的“静态超导实验”报告会议上，美国罗切斯特大学迪亚兹团队发布了这个“重磅成果”。据介绍，迪亚兹团队此次发布的超导材料可以在室温和相对较低的压力下工作。该超导体由氢、氮和镥三种金属元素材料混合、放置在“金刚石压砧”装置中加压，在约21℃温度下、以及1万个标准大气压的压力下进入超导状态，达到零电阻，而这远低于此前所需要的数百万个标准大气压。同时，3月9日凌晨，《自然》杂志刊发了该研究成果，题目为《N 掺杂氢化镥中近环境超导性的证据》。时间戳显示，这篇论文在2022年8月投出，今年1月18日被Nature接收。消息一经发出，立刻引发了全球热议。国外社交媒体消息显示，报告厅里人满为患，门外也挤满了大批没能进场的物理学者，保安不断地驱散人群以保障现场秩序。诺奖级成果？消息发出当日，超导概念板块大幅高开，永鼎股份、百利电气、法尔胜一字涨停，宝胜股份、西部超导、西部材料涨超5%，东方坦业、联创光电、汉缆股份等跟涨。各方的兴奋是有道理的，因为这项研究成果一旦被证实是可复现的，那将是诺奖级别的革命性研究。意味着未来在常规条件下，这种“超导体”有望应用于医疗器械、电力传输、量子计算机、磁悬浮交通等诸多场景中，去年火爆的可控核聚变技术似乎也因为这个发现迎来了“曙光”。笔者翻看资料发现，要实现超导，主要有温度和高压两个方向。目前市面上使用的多是低温超导材料和高温超导材料，这里的高温也只是相对的高温，实际上还是需要，250K（大约为-23℃）以下的温度。此次的常温超导突破了温度的上限，声称能在21°C下应用，但仍属于高压范畴，不过已经远低于此前所需要的数百万个标准大气压。因为低温相对高压来说可操作性和应用范围更广，所以有学者认为这个发现对于凝聚态物理学的意义大于应用层面。对此，上海市高温超导重点实验室主任、上海大学教授蔡传兵认为，这次迪亚斯展示出的研究成果有一定可靠性，但室温超导所需的1GPa压力仍属于高压范畴，距离实际应用仍非常遥远。而简单回顾下研究者的科研经历，一些问题开始浮出水面。2020年，迪亚兹团队在Nature发文，称他们在260万个大气压下，成功创造出了临界温度约为15℃的室温超导材料。作为当月《自然》的封面文章，这个成果还被评为了2020年度十大科学突破之一。但很快，就有学者称没有办法复现成果，H指数（用于评估研究人员的学术产出数量与学术产出水平）发明者Jorge Hirsch等大量科学家直接质疑Dias团队用多项式曲线拟合数据，是“一场科学骗局”。于是，即使在论文的9名作者都反对的情况下，Nature还是在去年九月决定撤稿，理由是研究人员在数据处理方面存在违规行为，这削弱了编辑们对这些研究结果的信心。仅仅半年之后，迪亚兹团队又发布这一重磅消息，不得不让业界心存疑虑，对这项成果持观望态度。不过面对多方质疑，迪亚兹还是充满信心，声称研究结果在罗彻斯特大学实验室和其他实验室重复过多次，并有第三方观察和独立的工作验证，且已经重新提交了 2020 年的论文供《自然》杂志再次审议。同时他也认为，这种新的室温超导材料将改变整个超导行业，这将是一项重塑 21 世纪的革命性技术。标的不多，但想象空间足够大自发现以来，学界一直没有停止对于超导体这样零电阻、完全抗磁性的优良材料的追逐。随着近些年来量子计算机、核聚变技术进入资本视野，人们不禁对于能在较低压力下大规模应用的室温超导体倾注了更多的期待。在更高的临界温度（Tc）下实现材料的超导性是实现低成本应用的关键，按照临界温度区分，超导材料可以分为低温超导(Tc据东方财富网风口研报，目前国内低温超导材料及应用占超导市场总量的90％以上，已经较为成熟，已实现商业化的低温超导材料主要为铌基超导线材(NbTi和Nb3Sn)。高温超导材料仍处于产业化初期，具备实用价值的高温超导材料主要包括铋系(BSCCO)、钇系(YBCO)、二硼化镁(MgB2)超导材料及铁基超导材料等。相关受益公司包括西部超导、宁波健信、潍坊新力、英纳超导、汉缆股份、永鼎股份等。短期来看，高温超导甚至常温超导材料在医用领域磁共振成像仪用MRI超导线材、电力传输方面都前景广阔；中长期来看，则不禁让大家充满了遐想：量子计算机、可控核聚变要从科幻走进现实了？首先，超导材料可以取代功耗高、易发热的硅基集成电路，为量子计算机解决了一个很大的技术难题，其背后的市场也有很大的想象空间，根据BCG测算，未来3-5年内，量子技术价值有望达50亿-100亿美元；未来15-30年，量子技术有望创造4500亿- 8500亿美元的市场价值。而在可控核聚变领域，超导托卡马克装置可以产生更大的磁场，将巨量的高温离子流悬浮在空中，从而实现持续的可控核聚变。一旦成功，这将是一场超乎想象的能源革命，有望为人类提供近乎无限的清洁能源。去年商业化核聚变领域迎来两笔大额投资。2月，能量奇点宣布完成近4亿元人民币的天使轮融资。6月，星环聚能宣布完成数亿元天使轮融资，是中国首个由风险投资驱动的核聚变商业化探索项目企业。双方背后都囊括多家知名机构，除了红杉中国种子基金、蔚来资本、蓝驰创投、顺为资本、昆仑资本、中科创星等财务投资机构，还出现了米哈游、腾讯等产业方的身影。资本介入撬动了市场，也从另一方面为超导添了把火。梳理下超导相关领域的投融资，其主要集中在高温超导技术，不过作为前沿科技，行业内可供投资的标的数量不是很多。去年六月，苏州八匹马超导完成了新一轮数千万元A+轮融资。智慧芽TFFI科创力评估平台显示，八匹马超导目前共有近20件专利申请，其中发明专利约45%，公司专利布局主要集中于超导磁体、高温超导等相关领域。同年，成立于2022年6月的新兴高温超导技术平台公司翌曦科技完成5000万元种子轮融资，本轮融资由中科创星领投，合力投资、泓昇基金等跟投。其核心成员脱胎于上海交通大学高温超导团队，走在科技前沿，受去年大火的可控核聚变影响，一出现就吸引了资本注意。而对于常温超导的横空出世，中科创星创始合伙人米磊表示：“我们去年开始大力布局高温超导材料方向，现在已经投了三家高温超导材料上下游公司，投资额过亿，没想到这个方向这么快又火了。”

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