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2015中国十大“黑科技”

实现多自由度量子隐形传态——现实版“星际穿越”

量子隐形传态在概念上非常类似于科幻小说中的“星际旅行”,可以利用量子纠缠把量子态传输到遥远地点,而无需传输载体本身。中国科学技术大学的研究小组在国际上首次成功实现多自由度量子体系的隐形传态,成果以封面标题形式发表于《自然》杂志。

这是科学家们在量子信息实验研究领域取得的又一重大突破,为发展可扩展的量子计算和量子网络技术奠定了坚实的基础。这一成果的应用,可以从根本上解决国防、金融、政务等领域的信息安全问题,并有望为密码分析、大数据处理和药物设计等大规模计算难题提供解决方案。

找到外尔费米子——手机电池一年只充一次电

2015年7月,中国科学院物理研究所宣布成功捕捉到困扰物理学家近一个世纪的“幽灵粒子”——外尔费米子。这是国际上物理学研究的一项重要科学突破,对“拓扑电子学”和“量子计算机”等颠覆性技术的突破具有非常重要的意义。

具有“手性”的外尔费米子的半金属能实现低能耗的电子传输,有望解决当前电子器件小型化和多功能化所面临的能耗问题。同时,它还可用来制造比现在的超级计算机运行速度更快的量子计算机。

那么,这个“高大上”的发现对普通人来说具体有什么用呢——它可以解决手机待机时间短的问题,比如,实现手机电池一年充一次电。

揭示埃博拉病毒演化及遗传多样性——力战疫情消解恐慌

中国军事医学科学院及中科院的最新合作研究,揭示出埃博拉病毒演化及遗传多样性,加深了对病毒进化特点及传播动力学的理解,消除了国际社会对埃博拉病毒快速变异的担忧,将有助于对埃博拉病毒疫苗和治疗方案的研发。

首次测量到反物质间相互作用力——“就像一对恋人一样”

2015年11月,由包括中国在内的12个国家的52家科研单位组成的STAR合作组首次测量到反质子-反质子间的相互作用力,这种作用力“就像一对恋人一样”。这一发现标志着人们对反物质的研究进入了新的篇章。

揭示人类原始生殖细胞基因表达与表观遗传调控特征——解开生命延续密码

在妈妈肚子里,胎儿必须形成原始生殖细胞并进行性腺发育,才能保证性成熟后形成正常的精子和卵子。那么,这类原始生殖细胞与其他细胞有何不同?对此,北京大学研究者的最新研究揭示了原始生殖细胞基因表达调控的一系列关键特征,解开了生命延续的密码。

发现东亚最早现代人化石——早期现代人至少8万年前已出现

中国科学院与英国María Martinón-Torres合作报告了对中国南部湖南省道县福岩洞的最新发掘资料。他们先后发现了47枚人类牙齿化石以及大量动物化石。研究显示,具有完全现代形态的人类至少8万年前已在华南局部地区出现。

发现宇宙早期最亮、中心黑洞质量最大天体——探秘宇宙诞生之初

北京大学的研究组与合作者发现一个距地球128亿光年(红移6.3)、发光强度是太阳的430万亿倍、中心黑洞质量约为120亿太阳质量的超亮类星体。这是目前发现的宇宙早期最亮的一个类星体。该发现证实在宇宙年龄只有9亿年时,就已形成质量为120亿太阳质量的黑洞。

解析细胞炎性坏死的关键分子机制——抓获细胞焦亡的“凶手”

北京生命科学研究所邵峰研究组与合作者研究发现细胞炎性坏死的“杀手”——GSDMD蛋白。这是20年来首次揭示细胞焦亡的关键分子机制,这一研究重新定义了细胞焦亡的概念并开辟了细胞程序性坏死和天然免疫研究的新领域。

碳基高效光解水催化剂——清洁能源的未来之路

苏州大学的研究组设计构建出一种非金属碳纳米点—氮化碳纳米复合材料高效光解水催化剂,实现了可见光下高效的全分解水。该催化剂具有较高的稳定性及转换效率,资源丰富且价廉环保。相关研究论文发表在2015年2月27日的《科学》上。

实现对单个蛋白质分子的磁共振探测——灵敏度推进到纳米级别

中国科学技术大学杜江峰团队使用最新量子操控技术,在国际上首次获取到单个蛋白质分子(直径约5纳米)的顺磁共振谱。该新技术在物理、化学及生命科学等多个领域有广泛应用前景,是通往活体细胞中单蛋白分子实时成像的重要里程碑。(编辑/余风)

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