國內(nèi)外最新科技創(chuàng)新技術和發(fā)明

◎ 本刊綜合報道

更小更強的光子芯片取得理論突破

受制于摩爾定律，信息技術載體的存儲密度與運算速度的提升均面臨瓶頸，人類的目光從“電”轉(zhuǎn)向了速度更快的“光”，“光子芯片”的概念應運而生。南京理工大學蔣立勇教授團隊提出一種新方法，實現(xiàn)了表面等離激元空間編碼功能，從理論上為多功能、多自由度調(diào)控的光子芯片的應用開發(fā)助力，讓人們距離光子芯片更近一步。

與電子調(diào)控類似，人們可以通過精確調(diào)控光子行為讓光實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲與運算，目前主流的調(diào)控方法之一是全光相干調(diào)控。其以相干完美吸收效應為理論基礎，采用“面外”對稱入射進行相干調(diào)控，但受制于這一理論基礎固有的局限性，全光相干調(diào)控的模式選擇性、空間選擇性及集成性等性能指標有所欠缺。蔣立勇團隊另辟蹊徑，以表面等離激元模式相干機理為理論基礎，創(chuàng)新性地提出了“面內(nèi)”全光相干調(diào)控方法，該方法突破了“面外”全光相干調(diào)控方法的機理限制，具有獨特的模式選擇性和空間選擇性，更有利于芯片集成。

該方法的提出,也為人工微納結構相干光譜調(diào)控提供了新思路，可拓展到光子晶體等其他微納光子結構的光譜調(diào)控研究上，未來有望啟發(fā)更多集成光通信、微納顯示和傳感等領域的創(chuàng)新應用。相關研究成果已在線發(fā)表在國際光學期刊《光：科學與應用》上。

中醫(yī)藥治療銀屑病獲重要突破

近日從廣東省中醫(yī)院——國家蛋白質(zhì)科學中心（北京）聯(lián)合組建的“中醫(yī)藥蛋白質(zhì)組學研究中心”獲悉，廣東省中醫(yī)院盧傳堅教授和國家蛋白質(zhì)科學中心（北京）于曉波研究員聯(lián)合牽頭的研究團隊，在中醫(yī)藥治療銀屑病的蛋白質(zhì)組學研究領域取得突破，找到與銀屑病嚴重程度指數(shù)和瘙癢指數(shù)密切相關的5 個血清蛋白標志物分子。其中PI3 蛋白標志物分子經(jīng)過獨立臨床血清隊列的驗證，有望用于銀屑病的早期檢測、嚴重程度評估及復發(fā)評估。

為了找到可用于銀屑病診治的標志物分子，于曉波團隊在國際上率先提出基于血液蛋白質(zhì)組的中醫(yī)藥精準醫(yī)學研究策略。通過系統(tǒng)分析銀屑靈優(yōu)化方治療銀屑病前后血液蛋白質(zhì)組的表達數(shù)據(jù)和臨床數(shù)據(jù)，證實了以往研究中發(fā)現(xiàn)的中性粒細胞和性別對于銀屑病的影響，并發(fā)現(xiàn)了前述5 個標志物分子。研究還鑒定出12 個與療效密切相關的蛋白，為進一步揭示中藥復方的作用機制以及指導臨床精準用藥奠定基礎。

據(jù)介紹，銀屑靈優(yōu)化方是盧傳堅教授在國醫(yī)大師禤國維先生的經(jīng)驗方基礎上經(jīng)十余年臨床和現(xiàn)代藥理學研究逐步優(yōu)化而來。該研究成果近日發(fā)表于國際權威期刊《診療學》（《Theranostics》）。

人類成功獲得首張黑洞照片

日前，包括我國上海、美國華盛頓在內(nèi)的全球六地同時召開事件視界望遠鏡（EHT）項目成果發(fā)布會，展示史上首張黑洞照片。該黑洞圖像揭示了室女座星系團中超大質(zhì)量星系M87 中心的黑洞，距離地球5500 萬光年，質(zhì)量為太陽的65億倍。1915 年，愛因斯坦提出廣義相對論，給出了后世皆知的愛因斯坦場方程。1916 年，德國天文學家卡爾·史瓦西通過計算得到了愛因斯坦引力場方程的一個真空解，表明如果將大量物質(zhì)集中于空間一點，其周圍會產(chǎn)生奇異的現(xiàn)象，即在質(zhì)點周圍存在一個界面——事件視界面，一旦進入界面，即使光也無法逃脫。美國物理學家約翰·惠勒將之形象地稱為“黑洞”。之后，人們陸續(xù)發(fā)現(xiàn)大量黑洞，質(zhì)量高于10 個太陽質(zhì)量的黑洞達1 億多個。此次給黑洞拍照具有重要意義，不僅驗證了廣義相對論關于黑洞“暗影”存在和形狀的預言，還可以幫助科學家們更好地重構黑洞吞噬物質(zhì)的物理過程，理解噴流的產(chǎn)生和方向。

美新型成像技術有助早期發(fā)現(xiàn)腫瘤

美國麻省理工學院團隊研究出一種新型成像技術，即使小到僅由幾百個細胞組成的腫瘤也可被識別，有助于及早發(fā)現(xiàn)癌癥。

麻省理工學院研究人員在新一期英國《科學報告》期刊上發(fā)表報告說，他們發(fā)現(xiàn)，波長900 至1700 納米的近紅外光非常適合對身體組織成像，因為波長較長的光在碰到物體時不容易散射，能更深地穿透身體組織。根據(jù)這一原理，他們采用高光譜成像方法，在多個波長的光中同時成像。通過分析高光譜掃描數(shù)據(jù)，可確定不同波長的熒光光源，從而確定探針的位置和深度。

論文作者之一、麻省理工學院生物工程系主任安杰拉·貝爾徹說，研究團隊的目標是以無創(chuàng)的方式發(fā)現(xiàn)微小腫瘤，以便及早發(fā)現(xiàn)和診治癌癥。目前，他們正在運用該成像技術嘗試早期卵巢腫瘤及胰腺癌、腦癌和黑色素瘤等的探測。

時間“倒流”首次在量子計算機上實現(xiàn)

據(jù)英國《獨立報》近日報道，由美國、瑞士和俄羅斯科學家組成的一個國際科研團隊，在《科學報告》雜志撰文稱，他們首次借助一臺量子計算機，逆轉(zhuǎn)了“時間之箭”的方向。研究人員稱，熱力學第二定律告訴我們，時間是線性的，只能沿一個方向運動；系統(tǒng)總是從有序到無序，而非相反。但在最新實驗中，他們使用量子計算機，讓時間“倒退”。

首席研究員、俄羅斯莫斯科物理科學與技術研究所（MIPT）量子信息物理學實驗室負責人戈爾代·勒斯維吉博士說，他們使用的是一臺由電子“量子比特”（qubits構成的量子計算機，在實驗中啟動了一個“進化程序”，該程序使量子比特進入一種逐漸復雜的1 和0 不斷變化的狀態(tài)。研究人員發(fā)現(xiàn)，當使用兩個量子比特時，“時間逆轉(zhuǎn)”的成功率為85%；而當使用3個量子比特時，成功率下跌到50%。他們認為，隨著所用設備的復雜程度不斷提高，錯誤率有望下降。他們同時表示，這項實驗也有望促進量子計算機的開發(fā)。