资讯汇总47期：【科技周报】深圳先进院等提出原位释氢调控衰老微环境促老龄骨修复的策略

资讯汇总 产业研究中心 2023.12.1347期 作者：赵子健 电话：021-38032292 邮箱：zhaozijian@gtjas.com 资格证书编号：S0880520060003 作者：徐淋 电话：021-38677826 邮箱：xulin028941@gtjas.com 资格证书编号：S0880523090005 【科技周报】深圳先进院等提出原位释氢调控衰老微环境促老龄骨修复的策略 摘要： 中国科大等实现基于器件无关量子随机数信标的零知识证明。中国科学技术大学潘建伟院士、张强等，联合上海交通大学、清华大学、南方科技大学等，首次实现了一套以器件无关量子随机数产生器作为熵源，以后量子密码作为身份认证的随机数信标公共服务，将其应用到零知识证明（ZKP）领域中，消除了非交互式零知识证明（NIZKP）中实现真随机数的困难所带来的安全隐患，提高了NIZKP的安全性。相关研究成果发表于《TheProceedingsoftheNationalAcademyofSciences》期刊。 深圳先进院等提出原位释氢调控衰老微环境促老龄骨修复的策略。中国科学院深圳先进技术研究院李 往期回顾 【双碳周报】全国碳市场交易量小幅上涨 2023.12.12 【科技周报】分子“手术”为碳材料家族“添丁” 2023.12.08 【双碳周报】国内外碳市场周交易总量较上周大幅上涨 2023.12.05 【上海产经观察】消费和进出口有所回升，政府性基金和国有资本经营收入承压 2023.12.03 央企多措并举加速布局战略性新兴产业 2023.11.30 光林、唐为团队，联合上海交通大学何前军以及华东理工大学刘昌胜院士提出了原位长效释氢阻止衰老进程、重塑老龄组织修复能效的策略，并探讨了氢分子对老龄骨组织中三类关键细胞（干细胞、巨噬细胞、骨细胞）衰老行为的影响。研究发现，氢分子具有广谱抗衰老效应，并展现出明显的SASP抑制效应以及一定程度的衰老细胞清除效应。相关成果发表于《NatureCommunications》期刊。 超分子弹性蛋白实现多效合一。江南大学生物工程学院吴俊俊课题组联合陈坚院士团队周景文课题组首次创造出超强细胞修复蛋白——超分子弹性蛋白，其促进细胞增殖、细胞修复效果优于目前所有商业化重组蛋白。此次研究创造的超分子弹性蛋白，能够避免超螺旋结构中活性位点相互碾压的弊端，最大程度地发挥蛋白活性位点功能。相关研究成果发表于《AdvancedMaterials》期刊。 合肥研究院高性能锂离子电池负极材料研究获进展。中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所孟国文、韩方明团队在高性能锂离子电池负极材料研究中取得了新进展。该研究以团队创制的三维互连碳管网格膜（3D-CT）为骨架，巧妙地将湿化学法与化学气相沉积法结合，在三维互连碳管网格膜的碳管内壁/腔内负载了存储锂离子的活性材料Mn3O4纳米颗粒和直径更小的碳纳米管CNTs。同时，科研人员在三维碳管网格膜的碳管内壁同时负载了过渡金属氧化物NiO和SnO2纳米颗粒。相关研究成果发表于《Energy&EnvironmentalMaterials》和《ScienceChinaMaterials》期刊。 研究制备出可自然降解的可植入微型超级电容器。中国科学院大连化学物理研究所吴忠帅团队和辽宁省肿瘤医院张鑫丰团队合作，在环境友好和可植入式储能器件开发方面取得新进展，研制出了可自然降解且生物相容的可植入微型超级电容器。由于器件使用的所有高分子材料均具有可降解特性，该微型超级电容器在天然土壤中90天左右实现了顺利降解。此外，高浓盐电解质的应用赋予了该器件优异的耐低温性能，其在-20℃条件下仍可以正常工作。高生物相容性的PCL/淀粉膜的封装使得该器件可以在生物体内稳定存在而不损害周围组织。相关研究成果发表于《ACSNano》期刊。 风险提示：前沿科技发展进程在规制边界、演进路径、商业落地、外部环境等方面不及预期。 导读： 本报告汇编了2023年12月03日到2023年12月09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 AI仅用17天独自创建41种新材料 近日，深度思维团队提出了一个计算模型，能够通过大规模主动学习，提高材料发现的效率。这个程序使用现有文献训练，生成多样的潜在化合物候选结构，然后通过一系列学习不断改进这些结构。材料探索图形网络（GNoME）发现了超过220万个稳定结构，将结构稳定预测的精确性提高到80%以上，在预测成分时，每100次试验的精确度提高到33%，相比之下，此前工作中该数字仅为1%。此外，美国加州大学伯克利分校团队开发了一种自动实验室（A-Lab）系统。这种A-Lab根据现存科学文献训练，随后结合主动学习，可对拟定化合物创造最多5个初始合成配方。随后它可以用机器臂执行实验，合成粉末形态的化合物。如果一个配方产量低于50%，A-Lab会调整配方继续实验，在成功达到目标或穷尽所有可能配方后结束。经过17天的连续实验，A-Lab进行了355次实验，产生了58个拟定化合物中的41个（71%）。相比之下，人类研究员需要花费数月去猜测和实验。两项研究所展示的对AI的训练，结合了计算力的飞速发展和现有文献，其证明使用学习算法辅助发现和合成无机化合物有着极其广阔的前景，未来的自主实验室将能够以最少的人力、最快的速度去发掘新材料。相关研究成果均发表于 《Nature》期刊。（科技日报，12/04） 多校联合在铁电基神经形态视觉系统领域取得进展 近日，山西师范大学许小红、薛武红与复旦大学周鹏、南方科技大学周菲迟合作，构建全范德华二硫化硒/六方氮化硼/铜铟二磷六硫基铁电场效应晶体管，将高性能非易失存储器和感存算“全在一”神经形态视觉系统集成到单个铁电场效应晶体管中。该器件具有105的高开关比、超过10年的存储保持时间和128个（7位编码）非易失存储态。同时，基于光诱导铁电极化翻转成功模拟了突触可塑性和联想学习等；并利用非线性光学响应和多态存储特性构建储备池计算系统，手写字母识别准确率高达93.62%，成功实现了感存算“全在一”神经形态视觉系统。这项工作为新兴的紧凑型神经形态光电混合系统提供了一种策略，有望应用于智能机器人、无人驾驶技术和其他人工智能等领域。相关研究成果发表于《AdvancedScience》期刊。（中国科学报，12/04） 半导体所在仿生覆盖式神经元模型及学习方法研究中获进展 近日，中国科学院半导体研究所李卫军团队设计了具有高度柔性与可塑性的超香肠覆盖式神经元模型（HSCFneuron）。该研究定义了新的交叉熵和体积覆盖率损失函数。该损失函数可最大限度地压缩超香肠的体积，从而确保样本的类内紧凑性。该团队引入了一种分裂迭代方法，即将每个神经元模型视为一个弱分类器，并迭代增加弱分类器的数量。这一迭代方法可自适应地确定HSCF神经元的最优数量，形成了端到端的学习框架。该研究在模式识别领域的八个经典数据集上进行的对比实验和消融实验证明了这一方法的有效性。超香肠覆盖式神经元模型可应用于经典的DNN中以解决多种模式识别问题，颇具应用价值与学术价值。此外，该研究提出的方法证明了利用神经元可塑性增强DNN性能的可行性，为DNN的进一步发展提供了新视角。相关研究成果发表于《PatternRecognition》期刊。（中国科学院半导体研究所，12/04） IBM发布首款1000量子比特芯片 近日，美国国际商业机器公司（IBM）推出了第一台拥有1000多个量子比特的量子计算机，这相当于一台普通计算机中的数字比特。量子计算机有望执行某些经典计算机无法完成的计算。它利用独特的量子现象，如纠缠和叠加，使得多个量子比特可以同时存在于多个集体状态中。但这些量子态却是变化无常的，且容易出错。研究团队试图通过诱导几个物理量子比特一起工作来代表一个量子比特的信息，即“逻辑量子比特”，从而解决这个问题。其中每个物理量子比特都编码在一个超导电路或者单独离子中。该公司表示，现在将转变方向，专注于使量子计算机更具容错性，而不是更大。IBM推出了一款名为“苍鹭”的芯片。该芯片有133个量子比特，但错误率创下了历史新低，仅为之前量子处理器错误率的1/3。（中国科学报，12/06） 科学家在单自旋量子体系中检验贾辛斯基等式 近日，中国科学技术大学中国科学院微观磁共振重点实验室杜江峰院士、荣星课题组与北京理工大学尹璋琦合作，在量子热力学领域取得重要进展。团队通过对单个金刚石氮—空位（NV）色心中氮十四原子核自旋状态实现高保真度投影测量，从而对贾辛斯基等式开展了检验。实验中通过级联两个单次读出，实现了三能级核自旋状态的投影测量。为使每个单次读出的保真度都达98%以上，研究团队通过施加强达7500高斯的沿轴磁场，将核自旋在激光照射条件下的纵向弛豫时间延长至毫秒量级，再使用固态浸没透镜将NV色心的荧光计数率提高至每秒70万次，利用梯度算法设计了高保真度的受控逻辑门等。最终，研究团队能够在不同有效温度、不同绝热程度的非平衡过程中对贾辛斯基等式进行系统性的实验检验，为该等式在真实量子系统中的应用提供了实验依据。相关研究成果发表于《PhysicalReviewLetters》期刊。（中国科学报，12/07） 研究实现量子点激子相干动力学的磁场调控 近日，中国科学院大连化学物理研究所吴凯丰团队在量子点激子相干动力学研究中取得新进展。他们利用磁场调制的量子拍频光谱技术，揭示了通过磁场调控钙钛矿量子点带边激子偏振的原理，实现了近室温下激子相干动力学的定量操控。该工作中，研究团队以CsPbI3量子点为研究对象，在近室温下通过施加磁场，观察到并调控了带边明态激子之间的相干动力学。研究发现，随着磁场增大，交换劈裂产生的线偏振激子态逐渐趋近于由塞曼劈裂产生的圆偏振激子态。在此基础上，圆偏振光激发 产生的激子相干拍频会逐渐被抹除；相反，用线偏振光激发产生的激子相干拍频会越来越显著。这些实验观测的相干动力学过程可以基于Lindblad主方程实现较好的理论模拟。该工作对于将磁场调制的激子本征态和相干态应用于量子信息处理具有启示意义。相关研究成果发表于《AdvancedMaterials》期刊。（中国科学报，12/07） 中国科大等实现基于器件无关量子随机数信标的零知识证明 近日，中国科学技术大学潘建伟院士、张强等，联合上海交通大学、清华大学、南方科技大学等，首次实现了一套以器件无关量子随机数产生器作为熵源，以后量子密码作为身份认证的随机数信标公共服务，将其应用到零知识证明（ZKP）领域中，消除了非交互式零知识证明（NIZKP）中实现真随机数的困难所带来的安全隐患，提高了NIZKP的安全性。该工作搭建了基于器件无关量子随机数（DIQRNG）的信标公共服务系统，并利用该系统设计并实施了一种不依赖于真随机数假设的NIZKP方案。该随机数信标服务可以实时向公众广播生成的随机数。此外，为确保随机数在广播过程中的安全性，该研究采用了可以抵御量子攻击的量子安全签名算法。进一步，研究利用接收到的来自DIQRNG的随机数代替之前的伪随机数，构建并实验验证了更安全的NIZKP协议。该研究首次将量子非局域性、量子安全算法和零知识证明三个不同的领域结合起来，提升了零知识证明的安全性。其中，构建的面向公众的随机数服务在密码学和社会公益等领域具有潜在的应用价值。相关研究成果发表于《TheProceedingsoftheNationalAcademyofSciences》期刊。（中国科学院中国科学技术大学，12/07） 迄今最多逻辑量子比特计算机问世 近日，美国波士顿量子计算初创公司QuEra建造的新型量子计算机拥有迄今数量最多的逻辑量子比特——达到48个，是此前逻辑量子比特数量的10倍多。研究团队使用激光和磁铁的力，将一个真空容器中的数千个铷原子冷却到接近绝对零度， 使原子的量子特性最为突出。随后，他们再次用激光照射原子以精确控制其量子态。他们利用原子创建了280个量子比