科创快报|光量子计算芯片、人体体感温度提升、新生肝细胞来源
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01 新型可编程光量子计算机芯片研制成功
近日,国防科技大学计算机学院QUANTA团队,联合军事科学院、中山大学等国内外单位,研发出一款新型可编程硅基光量子计算芯片,实现了多种图论问题的量子算法求解,有望未来在大数据处理等领域获得应用。
具有实用价值的量子计算机,是量子计算领域最重要的发展目标。然而,量子比特数目少、有效量子操作深度浅,是现阶段的量子技术水平。在这种受限条件下,如何最大化利用量子资源、设计可编程运行有实用前景量子算法的量子装置,是量子计算领域的重要挑战。
国防科技大学、军事科学院、中山大学等国内外机构研究人员,研发出可编程运行图论问题量子算法的光量子芯片。该芯片有以下几个特点:一是提出可动态编程实现多粒子量子漫步的光量子芯片结构。二是采用硅基集成光学技术,基于所提结构,设计实现了可编程光量子计算芯片。三是通过对所研制光量子计算芯片的编程运行,演示了顶点搜索、图同构等图论问题量子算法的求解。
02 冬奥观赛:新技术提升人体体感温度10℃-15℃
2022年,现场观看一场冬奥会比赛,对很多人来说可谓是初次零距离感受冰雪运动的魅力。然而,如果在现场的观赛体验不佳,这种激励效果可能会大打折扣。
冬季室外观赛,最大的困境是寒冷、风大,人的体感温度非常低,甚至有冻伤的风险。张家口赛区,场馆气温低至-10℃甚至-20℃的情况很常见。为了避免上述问题在2022年冬奥会出现,国家重点研发计划科技冬奥重点专项课题“赛道环境营造及观赛环境保障技术研究”团队课题组在研究中以人体的热调节作为理论基础,使用暖体假人模拟真人的产热和散热过程,将暖体假人置身于不同的气象条件下,通过分析假人各个部位的表面温度和导出指标,判断人的热舒适状况。
据了解,在热舒适保障措施的设计上,研究人员一方面注重应用新型功能材料,包括气凝胶保温隔热材料、柔性石墨烯发热材料、金属氧化物半导体发热材料等;另一方面,充分考虑观赛区的实际场景和观众的观赛行为,对热舒适保障措施的形式进行了有针对性的创新设计。
课题组一系列基础研究和设备研发将在冰雪运动场馆极端寒冷条件下,为广大观众提供较为温暖舒适的观赛保障,从而提升观赛体验。
03 我国科学技术利用新技术发现新生肝细胞来源
肝脏是人体内重要的代谢器官,主要功能细胞是肝细胞。肝脏一旦受损,需要“新生”肝细胞才能完成功能修复。因此,肝脏疾病治疗中寻找新生肝细胞的来源是科学家致力解决的问题。近日,中国科学院分子细胞科学卓越创新中心(生物化学与细胞生物学研究所)周斌研究组开发了一种可以长时间不间断捕捉细胞增殖的新技术——ProTracer,利用该技术他们发现了成体肝脏中新生肝细胞的来源。
肝脏的基本单位是肝小叶,肝小叶中的肝细胞通过自我增殖产生新的肝细胞。每个肝小叶可以分为多个区域,这些区域中的肝细胞“不尽相同”,究竟哪一区域的肝细胞具有较强的增殖能力,科学家还未找到准确答案。
周斌研究组开发了一种能够捕捉细胞增殖的录像机——ProTracer,既可以在长时间内不间断地追踪细胞增殖,又可以精准定位,追踪某一特定细胞类群(如肝细胞)的细胞增殖,让黑夜中只有被锁定目标的“星群”发光,而不是在满天繁星中找寻其中的一两颗。据介绍,这项研究通过全新的视角和技术手段,直观展现了所有肝细胞类群的增殖情况,揭示了成体肝脏在生理稳态和损伤再生过程中肝细胞的来源,为肝脏损伤修复再生研究开辟了新思路,为肝脏疾病的治疗提供了新的理论基础。
内容来源:光明日报、科技日报、中国科学报、首都科创