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12月17日，美国物理学会（APS）公布了今年国际物理学十大进展（简称“年度进展”），回顾了2018年具有代表性的科研故事，从创造性研究到诗人为量子物理写诗。其中，中国潘建伟团队的首个洲际量子通信项目也入围。
石墨烯：超导家族的新成员
2018年凝聚态物理学最引人注目的发现之一是双层石墨烯的超导性。
美国和日本的研究人员报告称，他们在两层相对扭曲的石墨烯中发现了超导性。他们观察到的超导性与高温超导体相似，而扭曲的石墨烯可能是研究超导性的有希望的候选材料。研究小组在美国物理学会年会上公布这一成果时引起了极大的轰动。这一成果也引发了一系列理论研究，研究人员试图解释这种非常规现象。其中，有一种假设是，扭曲石墨烯的超导性可能也具有量子计算机所需的拓扑特性。
探测到希格斯玻色子与最重夸克的相互作用
希格斯玻色子于 2012 年首次被欧洲核子研究中心探测到，但简单的探测并没有揭示出太多信息。
之后，研究的重点转向探测希格斯玻色子的行为方式，CERN 进行了两项相关实验——CMS 和 ATLAS，探测到了最重夸克与希格斯玻色子的相互作用，达到了 CMS 和 ATLAS 实验确定了顶夸克在生成希格斯玻色子过程中具有非常强大的作用力，这决定了顶夸克与希格斯玻色子相互作用的强度。
此外，他们还报告了首次观测到希格斯玻色子衰变成底夸克的现象。这种衰变是希格斯玻色子最有可能的命运，但在经典实验中很难观察到。所有测试都符合粒子物理学的标准模型，但存在不确定性物理单位背后的物理学家，随着实验不确定性的降低，可能会出现更多惊喜。
暗物质场中的湍流
2018年暗物质领域“风波”不少物理单位背后的物理学家，WIMP（弱相互作用大质量粒子）是最受关注的暗物质候选者，但其他候选者近来也逐渐受到关注，其中，LIGO-Virgo联合探测到双黑洞并合产生引力波后，原初黑洞受到广泛关注。
然而，对超新星的统计分析，以及没有一颗超新星被隐藏黑洞的“引力透镜”放大或增亮的事实表明，黑洞可能不是暗物质的主要成分。此后，人们对原始黑洞的兴趣下降了。对于这些现象，理论家们假设气体在与暗物质相互作用后会冷却。一种可能性是暗物质粒子携带非常小的电荷。
首次洲际量子通信：量子加密
中国潘建伟团队通过“墨子号”中继卫星链路，与奥地利团队实现了首次采用量子加密方式的洲际视频会议，数据安全通过量子密钥分发（QKD）保证。
此次洲际会议持续了75分钟，共传输2GB数据，采用千赫兹密钥交换频率。长距离QKD已经在陆地光纤网络中进行了尝试，但光纤中的光学故障限制了数据的传输，通信距离只能在几百公里以内。然而，利用地对空链路，相距7600公里的站点之间实现了通信。这些成果对于那些设想“量子互联网”的人来说无疑是个好消息。
中微子之谜变得更加复杂
费米实验室的研究人员进行了实验，发现了与已知的三种中微子（电子、μ 子和 τ 子）不匹配的信号。
实验发现μ子中微子可以在极短的距离内转变为电子中微子，这在传统中微子振荡中是不可能的，这一结果也进一步验证了液体闪烁体中微子LSND实验的早期结果。
LSND实验的结果可以用第四类中微子“惰性中微子”的理论来解释，由于加速器和核反应堆中产生的中微子的相关研究结果并不一致，因此惰性中微子假说是“惰性中微子的存在也可以解释暗物质和物质-反物质不对称现象”。
600亿转/分：有史以来最快的速度
你能想象每分钟600亿转（RPM）的速度吗？两个研究团队都发表了相关成果，实现了每分钟600亿转的超高速度，创下了世界纪录。
这两支团队是由美国普渡大学、北京大学和清华大学的研究人员组成的合作研究团队，以及苏黎世联邦理工学院的研究团队。两支团队的设计方法类似，都是利用圆偏振光（该旋转频率下的离心力足以使硅转子断裂，因此该技术可用于纳米应力测试设备，也可用于研究难以测量的旋转摩擦的量子形式——扭矩（量子真空中物体与虚粒子相互作用引起的摩擦效应）。
国际单位制（SI）经历了重大变化
纵观历史，测量标准都是基于物理对象，例如一定体积的水或一块金属。然而，这些物理对象可能会随着时间或地点的变化而变化，因此 2018 年 11 月，国际计量大会投票决定采用更通用的标准。国际单位制。国际单位制的四个基本单位——千克、安培、开尔文和摩尔——将分别由普朗克常数、基本电荷常数、玻尔兹曼常数和阿伏伽德罗常数定义。
不过，长度、温度单位等日常测量仪器的量程不用担心，最大的变化是质量单位千克将不再是质量标准。
记录晶体生长过程的“电影”
几十年来，电子显微镜一直提供原子和分子的良好图像。在原子水平上生长的纳米线的视频（如下图所示）在社交媒体上流行了一段时间，可能是因为人们感觉他们正在观察这个世界。为了了解原子在晶体生长过程中如何自组装，法国研究人员使用透射电子显微镜对过饱和金纳米颗粒的液滴进行实时观察。
视频显示，液滴底部的原子首先“落”在液固界面的一个角落，然后从这一点开始向外扩散到整个界面层，随着越来越多的原子从液滴底部落下，就形成了一层由固体颗粒组成的晶体层。
与针织面料相关的数学公式
纱线没有弹性，而针织毛衣却有很好的弹性，这一悖论引起了物理学家的好奇。来自巴黎高等师范学院的物理学家对针织物的拉伸过程进行了研究。
他们发现了一些将尼龙织物拉伸至不同程度的简单公式。这些新公式适用于任何编织图案留学之路，并为拉伸过程提供了定量解释。研究团队希望他们的研究成果能够帮助工程师开发智能织物，例如具有热响应性的特殊形状的织物。
为量子物理学写诗
用正确的语言准确描述量子物体的奇异性及其与逻辑定律的偏离是一个难题和挑战。然而，物理学家和艺术家们一直在努力。一位名叫艾米的诗人认为诗歌可能成为一种……于是她将自己的想法付诸实践，写了一首关于量子计算机的诗，试图解释它们背后的理论。
尽管物理学家是否会将诗歌作为量子物理的语言还有待观察，但这首诗的出现为非物理专业的学生理解复杂的量子概念提供了一种新的方式。