资讯汇总24期【科技周报】人类基因“导航图”有了“中国版”

资讯汇总 产业研究中心 2023.06.3024期 作者：赵子健 电话：021-38032292 邮箱：zhaozijian@gtjas.com 资格证书编号：S0880520060003 【科技周报】人类基因“导航图”有了“中国版” 摘要： 我国科学家首次揭示激子拓扑序。由南京大学、北京大学、美国马萨诸塞大学艾姆赫斯特分校研究人员 组成的合作团队关于电子-空穴关联系统中激子拓扑序的研究取得重要进展。理论上，他们提出关联激 往期回顾 【双碳周报】国内外碳配额交易价格普遍下跌 2023.06.27 【科技周报】电信法草案、人工智能法草案等列入国务院2023年度立法工作计划 2023.06.21 【双碳周报】国外碳市场碳配额成交量总体上涨 2023.06.19 【科技周报】我国海上风电无淡化海水直接电解制氢海试成功 2023.06.13 【双碳周报】国外碳市场碳配额交易价格普遍回升 2023.06.11 子由于阻挫效应导致强量子涨落产生玻色子拓扑序的新机制；实验上，他们在电子-空穴浓度不平衡的 InAs/GaSb量子阱中，观察到通过激子形成的、时间反演对称破缺的新型拓扑态。他们将理论与实验相结合，首次揭示了激子拓扑序。相关研究成果发表于《Nature》期刊。 我国科学家创造城际量子密钥率新纪录。北京量子信息科学研究院袁之良团队与南京大学尹华磊合作，基于异步测量设备无关量子密钥分发协议与新型的响应过滤方法，研制出200微秒时间间隔内仍可进行稳定异步双光子干涉的量子密钥分发系统，首次在无需相位跟踪技术且进行了严格的组合安全有限密钥分析的情况下突破了安全码率界限。该实验工作实现了创纪录的双光子干涉距离和城际密钥率，在400公里处其密钥率相比之前提高了6个数量级，201公里与306公里处的安全密钥率分别超过57000比特/秒与5000比特/秒，可满足语音通信等实时加密需求。相关研究成果发表于《PhysicalReviewLetters》期刊。 人类基因“导航图”有了“中国版”。复旦大学、西安交通大学、中国医学科学院等26家单位联合发 布了中国人泛基因组联盟（CPC）一期研究进展。研究团队采集了代表中国36个族群的58个样本，采用最新的第三代高保真基因组测序技术对其进行高深度测序，并结合最新的单倍型基因组组装方法，获取了116个高质量单倍型基因组，以图基因组的方式构建了首个高质量中国人群参考泛基因组。该泛基因组图谱总共包含约3.01Gb的序列信息，其中，约500万个碱基对新序列存在于95%以上的单倍型中，被视为中国人群基因组核心序列。相关研究成果发表于《Nature》期刊。 科学家发现河蚌铰链脆性成分中的抗疲劳结构。中国科学技术大学俞书宏院士团队和吴恒安团队成功揭示了含脆性基元的生物矿物材料在较大形变下的耐疲劳设计新机制，填补了国际上含脆性组元的仿生耐疲劳材料设计的空白，所提出的整合跨尺度结构特征与功能特性的设计策略，能够在不同尺度上充分发挥每种成分的固有特性，从而实现材料整体性能的优化。这种兼顾变形性和耐疲劳性的跨尺度设计原则有望为未来功能材料的仿生设计和创制提供崭新思路。相关研究成果发表于《Science》期刊。 铜锌锡硫硒薄膜太阳能电池研究获新进展。中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心清洁能源实验室孟庆波团队通过更深入科学理解和技术攻关，在铜锌锡硫硒（CZTSSe）薄膜太阳能电池研究领域取得新进展，创造了14.9%的电池认证效率。相关研究成果被美国可再生能源实验室（NREL）最新发布的“BestResearch-CellEfficiencyChart”收录，这是太阳能电池领域国际最权威的效率统计表，只严格审查收录经过独立、公认的测试实验室确认并经过标准化过程报告的电池效率。 导读： 本报告汇编了2023年06月18日到2023年06月24日期间前瞻产业的重要动态，主要涉及未来信息、未来生物、新一代制造、新能源与环保领域中的前沿赛道。 1.未来信息领域 1.1.技术资讯 上海微系统所等在硅基胶体量子点片上发光研究中获进展 近日，中国科学院上海微系统与信息技术研究所武爱民团队与浙江大学金毅团队合作，将BIC引入到PbSCQDs发光应用，提出了支持对称保护BIC的硅超表面通过激发相邻的高Q泄露导波模式来增强室温下PbSCQDs的自发辐射的方案，实现了硅基量子点近红外片上发光。该团队提出的基于BIC超表面增强PbSCQDs近红外发射的新方法，是一种普适、高效、功能广泛的方法，证明了BIC系统在荧光增强方面的有效性，是提高PbS胶体量子点在光源和荧光传感器等各种应用中的最好选择之一。通过提高制造精度或者合并的BIC可进一步提高增强效果，并可以通过改变几何尺寸来调节工作波长。这种无源超表面结构可以在商用CMOS平台上以简单的工艺制造，因而它可以结合到硅光子集成中，用于硅基片上光源以及荧光传感器，在多通道通信、近场传感和红外成像等领域均有广阔的应用前景。相关研究成果发表于《Nanophotonics》期刊。(中国科学院上海微系统与信息技术研究所，06/19) 科学家观测到单体量子系统中最强量子互文性 近日，中国科学技术大学郭光灿院士团队李传锋、许金时与南开大学陈景灵、西班牙塞维利亚大学AdánCabello等合作，实验研究了单体高维量子系统中对应于多体非定域性的量子关联，观测到迄今为止单体量子系统中最强的量子互文性。研究团队从量子关联的图论方法入手，将非定域性关联中所使用的测量之间的对易关系抽象为一类图，并在单体高维系统中寻找对易关系与该图同构的另一组测量，从而用图的参数完全量化了量子关联的非经典特性。在实验上，研究团队发展空间光调制技术，在一个基于光子空间模式编码的7维量子系统中实现了高保真度的量子态制备和测量，从而在保证前后测量间无扰动的基础上，观测到对于从三体MABK不等式转化得到的非互文性不等式超过68个标准差的违背，并且量子违背值与经典极限的比值达到0.274，创下了单体系统互文性实验中该比值的最高纪录。这一发现不仅为更多奇异量子关联的观测打下了基础，而且有望推进通用量子计算在各物理体系中的最终实现。相关研究成果发表于《PhysicalReviewLetters》期刊。(中国科学报，06/19) 我国科学家首次揭示激子拓扑序 近日，由南京大学、北京大学、美国马萨诸塞大学艾姆赫斯特分校研究人员组成的合作团队关于电子—空穴关联系统中激子拓扑序的研究取得重要进展。该研究团队研究了电子—空穴耦合的双层系统，发现当电子和空穴浓度不平衡时，系统所产生的激子具有moat型能带。激子moat型能带的阻挫效应使得激子不发生玻色凝聚，进而产生一类具有长程量子纠缠的拓扑序，其物理图像等价于激子形成的分数量子霍尔态。相比传统的平均场理论结果，该工作发现量子涨落会导致在传统激子凝聚相图中出现一个新的激子拓扑序区域。在零磁场下，电子和空穴携带相反的电荷，产生类螺旋型边缘态输运。与量子自旋霍尔效应不同，激子拓扑序无须时间反演对称的保护，在垂直磁场下这一对边缘态不会打开能隙，而是在实空间分离，从而导致边缘态输运信号从类螺旋型向类手征型转变。上述理论和实验的相互印证揭示了在电子—空穴双层系统中由阻挫和关联效应所产生的激子拓扑序。相关研究成果发表于《Nature》期刊。(中国科学报，06/20) 我国科学家创造城际量子密钥率新纪录 近日，北京量子信息科学研究院袁之良团队与南京大学尹华磊合作，首次在实验上实现了打破安全码率—距离界限的异步测量设备无关量子密钥分发，成功实现508公里光纤量子通信，以及破纪录的城际密钥率和双光子干涉距离。该团队基于异步 测量设备无关量子密钥分发协议与新型的响应过滤方法，研制出200微秒时间间隔内仍可进行稳定异步双光子干涉的量子密钥分发系统，首次在无需相位跟踪技术且进行了严格的组合安全有限密钥分析的情况下突破了安全码率界限。该实验工作实现了创纪录的双光子干涉距离和城际密钥率，在400公里处其密钥率相比之前提高了6个数量级，201公里与306公里处的安全密 钥率分别超过57000比特/秒与5000比特/秒，可满足语音通信等实时加密需求。该研究成果对商用化、高安全城际量子密钥分发系统和中国构建经济高效的城际量子安全网络具有重要意义。相关研究成果发表于《PhysicalReviewLetters》期刊。(中国新闻网，06/21) 利用宇宙射线的地下导航系统制成 近日，日本东京大学科学家展示了一种利用宇宙射线碰撞产生的亚原子粒子在建筑物内、地下或水下深处导航的方法。科学家使用μ介子检测传感器作为参考点，当宇宙射线穿过它们时会产生闪光。通过探测器记录这些闪光，科学家可计算粒子的能量和轨迹。构成μ介子定位系统（muPS）基础的系统依赖于地面上的4个μ介子参考站，为μ介子探测接收器提供坐标，其接收器可部署在地下或水下。该系统的最新版本称为测量无线导航系统（MuWNS），为了摆脱笨重的电线，研究人员使用高精度石英钟来解决时滞问题，可在将参考站带入地下之前，将参考站与GPS接收器同步。在建筑物中进行的MuWNS测试显示，定位精度在2到25米之间。该项突破未来可用于采矿、深海勘探和其他GPS无法工作的领域。相关研究成果发表于《iSicence》期刊。(科技日报，06/21) 1.2.政策资讯 工信部：加强电子信息产业标准制定 近日，工信部电子信息司组织标准化技术委员会及有关单位于2022年提出501项推荐性标准建议，推动168项标准发布实施，下一步将聚焦集成电路、先进计算、超高清视频、智能光伏、新型储能、电子材料等重点领域和跨界融合领域，指导有关单位加强相关关键技术标准、基础贡献标准的布局和制定。要从电子信息产业生态整体构建出发，探索建立跨行业、跨领域的标准技术组织，按要求及时开展行业标准化技术委员会的组建工作，提升标准化技术组织的工作能力和水平，严格进行标准制修订的周期管理，优化标准化工作程序，加快审批效率，加强对重点标准实施应用的监督，提升标准对产业高质量发展的支撑力度。今后，我国将瞄准国际最新动态，继续寻求突破，充分发挥技术实力和超大规模的市场优势，进一步将技术优势转化为标准优势，提升国际标准的话语权；加大电子信息领域国际标准转化工作的力度，提高国内外标准的一致性，积极组织开展标准的外文版研制工作，推动我国的先进标准“走出去”。(科技日报，06/19) 2.未来生物领域 2.1.技术资讯 中国首台（套）大孔径磁共振功能创新应用成果发布 近日，中国科学技术大学附属第一医院（安徽省立医院）和安徽省生命健康产业推进组工作专班办公室在安徽合肥联合主办中国首台（套）大孔径磁共振功能创新应用成果发布会，向全国乃至全世界推介“磁共振引导精准微创治疗系统”。这台设备孔径达81厘米，为目前全球最大，比一般磁共振设备孔径增大了15%，机身则缩短了30%。这样的独特设计是为了留下更充足的手术空间，方便医生介入治疗操作。该套设备硬件设计合理、可操作性强，可以满足临床磁共振介入操作需要；软件设计合理，介入磁共振快速成像序列完备，解剖空间定位的显示能满足相关介入操作需求；手术操作创伤小、定位精确、术中可实时评估，无电离辐射，临床应用广泛，适用于经非血管及经血管途径的各种临床介入诊疗操作；该套设备技术成果的创新性和先进性均达到临床软硬件设计要求，成果达到国内领先水平，填补了国产高场强介入型磁共振设备的空白。(中国科学报，06/19) 美国研究用转基因莴苣生产口服胰岛素 近日，美国宾夕法尼亚大学研究人员培育出一种转基因莴苣，长出的叶子含有可转化成胰岛素的物质，制成粉末口服可有效降低糖尿病小鼠的血糖水平。研究人员使用一种名为“基因枪”的技术，将人胰岛素基因植入莴苣细胞的基因组，由此得到的莴苣叶片中，人胰岛素基因表达很活跃，能够产生大量的胰岛素原。胰岛素原是胰岛素的前体分子，能裂解产生胰岛素。研究人员认为，这种口服粉末中的植物细胞壁能保护有效物质免遭胃酸等破坏，进入肠道后，植物细胞壁在微生物作用下分解，释放出的胰岛素通过肝肠相互作用进