2021年5月10日环球科学要闻

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                                2021年5月10日环球科学要闻
                               
                                中科大研制出62比特可编程超导量子计算原型机“祖冲之号”；全球首枚10飞10回的火箭诞生；美国决定暂时放弃新冠疫苗专利，德国表示强烈反对……
                               
                               
· 量子计算 ·
中科大研制出62比特可编程超导量子计算原型机“祖冲之号”


二维超导量子比特芯片示意图，每个橘色十字代表一个量子比特。图片来源：中科大官网

据中科大报道，该校中科院量子信息与量子科技创新研究院潘建伟、朱晓波和彭承志等组成的研究团队，成功研制出包含62比特的二维结构可编程超导量子计算原型机“祖冲之号”，打破了国际上超导量子比特数目的纪录，并实现了可编程的二维量子行走。据称，该成果为在超导量子系统上实现量子优越性展示奠定了技术基础。同时，基于该原型机的二维可编程量子行走在量子搜索算法、通用量子计算等领域具有潜在应用价值。该成果已于近日发表在《科学》杂志上。


· 航天 ·
全球首枚10飞10回的火箭诞生


图片来源：SpaceX

5月9日，SpaceX执行星链第26次发射任务，使用猎鹰9号火箭将60颗“星链”卫星在佛罗里达州卡纳维拉尔角太空军基地发射升空，大约9分钟后，猎鹰9号的芯一级返回地球并降落在SpaceX的无人驾驶船“请阅读说明书”上，这枚火箭的第10次飞行和回收任务顺利完成。今年，SpaceX已进行了11次将星链卫星送入轨道的发射任务，通过1440颗卫星构成了初级网络星座。这次发射前，马斯克在推特上发文表示，猎鹰火箭助推器的重复使用次数将首次达到两位数。在2018年更新的猎鹰9号首飞时，SpaceX公司曾表示该火箭在几乎不需要翻新的条件下，可以完成10次发射任务，翻新后能完成100次发射任务。


· 新冠疫苗 ·
美国决定暂时放弃新冠疫苗专利，德国表示强烈反对

近期，拜登政府发表一项决定，表示美国将暂时豁免与新冠疫苗相关的知识产权保护，通过允许较贫穷国家生产自己的疫苗来增加疫苗供应。美国贸易部部长Katherine Tai表示，政府此举是为了尽快普及安全有效的疫苗，结束新冠肺炎疫情。她还表示，美国政府正在与世界贸易组织（WTO）协商，以取得豁免权。WTO中有近100个成员国对这一决定表示支持，并将于下月对这一问题展开具体讨论。德国于5月7日表示强烈反对这一决定，并表示美国放弃新冠疫苗专利的决定不但不会产生任何好处，反而还会给疫苗的生产带来更严重的麻烦，甚至严重影响疫苗质量。


· 新技术 ·
人工智能让显微镜更强大


图片来源：Tobias Wuestefeld

在生命科学领域，光场显微镜被用于对鱼的心跳等快速变化的动态过程进行成像，但其往往存在成像质量不高且耗时较长的问题。而光片显微镜虽然成像质量高、速度快，但只能对2D画面进行成像。近日，来自欧洲分子生物学实验室的研究团队，利用深度学习算法将两种显微镜技术相结合。他们首先用光片显微镜捕捉的高分辨率的2D画面来训练深度学习算法，再用该算法来重构光场显微镜产生的3D图像。利用该方法，研究者能将成像时间从数天缩短到数秒，并且能确保图像的高分辨率。目前，研究人员正在探索这种技术是否能够用于对哺乳动物等更大的样本进行3D成像。研究论文发表于《自然·方法》。


· 细胞生物学 ·
线粒体具备两种分裂方式

近日，发表于《自然》的一项研究发现，线粒体具备两种功能截然不同的分裂机制：一种分裂方式使线粒体数量增长，另一种则能帮助它去除损坏部分。借助特制的纳米级超分辨率显微镜，研究人员在活细胞中观察了数千个线粒体，并仔细测量了分裂发生的时间和位置。一种情况下，健康的线粒体会从中间断裂，一分为二，以增加线粒体的数量；另一种情况下，线粒体则会从末端进行分裂，产生一大一小两段，其中较小的那部分显现出很多不健康的迹象，随后会被降解。研究认为，理解线粒体分裂如何受到调节，对于开发靶向线粒体的新疗法十分重要。


· 光学 ·
能在空中移动的真实图像


视频来源：Brigham Young University

一项《科学报告》上的研究介绍了光学陷阱显示器（optical trap displays，OTD）的最新突破。该技术用激光束捕捉并移动单个粒子，用被激光照亮的粒子在空中的移动路径，描绘出类似全息的三维图像。不过，因为显示范围的限制，在模拟月亮等远景时，透视关系不正确，为模拟虚拟场景带来了困难。为此，研究者利用透视投影，在视角移动时同时移动投影位置，成功模拟了远景。未来，研究人员打算改进该技术的各向异性散射，在双目视觉中实现较为真实的远景、遮挡、失焦等模拟。该技术有望在未来模拟出可互动的三维虚拟图像。


· 天文学 ·
棒旋星系的核区模型


图片来源：NASA

棒旋星系的核区由棒状分布的恒星构成。在旋转时，星系内部引力不断变化，导致大量气体流入核区。然而，核区活动由于观测限制尚未明确。近日，发表于《天文学与天体物理学》杂志的一项研究从赫歇尔天文台和ALMA亚毫米波阵列采集数据、以红外光谱分析了ESO320-G030棒旋星系核的水蒸气，建构了三层核区模型：温度约50开尔文、半径约450光年的外层；半径约130光年的盘状中层；以及温度约100开尔文、半径约40光年的炽热内核。研究者认为，核区每年产生18个太阳质量的恒星，由此产生的星暴产生了全星系70%的亮度。此外，研究者利用此模型分析了远红外光谱中其他分子，发现核区含有多种强电离宇宙射线，且化学性质复杂。


· 健康 ·
受过欺凌的年轻人更容易幻想实施暴力行为

在一项发表于《攻击行为》的研究中，研究人员对瑞士1465名年轻人的暴力幻想和欺凌状况进行了追踪研究。研究发现，在17岁时，未遭受欺凌的男孩产生暴力幻想的可能性为56％，而遭受多达10种形式欺凌的男孩，产生暴力幻想的可能性会上升到97％。在两种情况下，女孩产生暴力幻想的可能性分别是23%和73%。而到20岁时，遭受欺凌仍然会增加他们产生暴力幻想的可能性。研究显示了在青春期末期和成年初期遭受欺凌和虐待，或与出现暴力幻想的可能性增加有关。遭受欺凌的人产生暴力幻想可能是一种应对未来可能出现的暴力的心理预防机制。


· 新冠疫情 ·

截至北京时间5月10日10时，据约翰·霍普金斯大学最新统计，全球累计新冠确诊病例157 946 278例，死亡病例3 288 638例。

5月7日，世卫组织总干事谭德塞宣布，将中国国药集团中国生物北京生物制品研究所研发的新冠疫苗列入“紧急使用清单”。谭德塞表示，这是世卫组织认证的第六种安全有效的高质量疫苗，这将扩大“新冠肺炎疫苗实施计划”可以购买的疫苗范围，同时让各国有信心加速其批准过程，以便进口该疫苗并进行接种。

5月9日0—24时，31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团报告新增确诊病例11例，均为境外输入病例（上海4例，广东2例，陕西2例，浙江1例，四川1例，云南1例）；无新增死亡病例；无新增疑似病例。

31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团报告新增无症状感染者18例（均为境外输入）；当日无转为确诊病例；当日解除医学观察7例（境外输入6例）；尚在医学观察的无症状感染者319例（境外输入313例）。

文：杨心舟、石云雷、马一瑗、韩佳桐、谢汝雨
编辑：王昱、洪艺瑞、石云雷