资讯汇总44期：【科技周报】“机器化学家”采用火星陨石智能创制产氧催化剂

资讯汇总 产业研究中心 2023.11.2244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】“机器化学家”采用火星陨石智能创制产氧催化剂 摘要： 基于器件无关量子随机数信标的零知识证明实现。中国科学技术大学潘建伟院士、张强等与国内研究者合作，搭建了一个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非交互式零知识证明（NIZKP）方案。该研究成果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，大幅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、彩票业和社会公益等领域有着重要的潜在应用。相关研究成果发表 于《ProceedingsoftheNationalAcademyofSciencesoftheUnitedStatesofAmerica》期刊。 往期回顾 【双碳周报】国外碳市场碳配额交易价格总体回落 2023.11.21 【上海产经观察】外资工业总产值下降，再融资项目恢复受理 2023.11.20 【双碳周报】欧美碳市场碳配额交易价格回升 2023.11.15 【科技周报】科学家揭示成瘾药物作用靶点TAAR1的分子识别机制 2023.11.15 【科技周报】超高速光电计算芯片“挣脱”摩尔定律 2023.11.09 华东理工大学让老龄骨组织“返老还童”。华东理工大学刘昌胜院士、袁媛、张琰课题组设计了多层级ROS调控可注射水凝胶PSeR，实现了对衰老细胞内外ROS水平的有效调控。该水凝胶不仅能够维持细胞外氧化水平，清除衰老细胞内过量积累的ROS，还能提高衰老细胞的抗氧化能力，减少ROS持续产生。研究人员还发现，通过多维度调节衰老骨髓间充质干细胞的ROS水平，能有效延缓细胞衰老，保护干细胞在衰老环境中的再生能力。相关研究成果发表于《AdvancedMaterials》期刊。 “机器化学家”采用火星陨石智能创制产氧催化剂。中国科学技术大学罗毅、江俊、尚伟伟团队，与深空探测实验室张哲等合作，采用中国科大“机器化学家”“小来”平台，高效融合人工智能和自动化机器实验，利用火星陨石制备出实用的产氧电催化剂。该工作成功展示了在地外星系上因地制宜创制化学品的智能化全流程，为未来地外文明探索提供了新的技术手段，对我国在未来月球、火星空间站上实现星际资源的原位综合利用创建了独特的方案。相关研究成果发表于《NatureSynthesis》期刊。 宁波材料所等关于钙钛矿/晶硅叠层太阳电池的研究获进展。中国科学院宁波材料技术与工程研究所叶继春团队创新性地将具有隧穿特性的p型多晶硅/n型多晶硅结构引入到叠层电池，用以取代传统ITO中间层，制备出效率高达29.22%的钙钛矿/TOPCon叠层电池。这种叠层器件表现出良好的稳定性。此外，通过详细的有限元仿真，科研人员对这种隧穿叠层电池的载流子传输和复合机制，进行了全面剖析。相关研究成果发表于《NatureEnergy》期刊。 26.1%光电转换效率的钙钛矿电池诞生。中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所、中国科学院光伏与节能材料重点实验室潘旭、田兴友团队与韩国成均馆大学Nam-GyuPark、华北电力大学戴松元合作，首次发现阳离子分布不均匀是影响钙钛矿太阳能电池性能的主要原因，并成功制备出“均匀化”钙钛矿太阳能电池，获得26.1%的光电转换效率，认证效率为25.8%。该研究为进一步提升高效、稳定的钙钛矿太阳电池提供了明确的方向，对推动其走向商业化发展具有重要意义。相关研究成果发表于《Nature》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11月12日到2023年11月18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 指尖大小的高性能超快激光器制成 近日，美国纽约市立大学研究人员利用了一种薄膜铌酸锂（TFLN）新兴材料平台，对其施加外部射频电信号就可有效地整形和精确控制激光脉冲。该团队将III-V族半导体的高激光增益和TFLN纳米级光子波导的高效脉冲整形能力结合起来，研制出一种发射0.5瓦高输出峰值功率的激光器。该激光器除了像指尖般大小的紧凑尺寸，还表现出许多传统激光器无法达到的特 性，例如只要调节泵浦电流，其就能在200兆赫兹的宽范围内精确调谐输出脉冲的重复频率。团队希望通过激光器的强大可重构性，实现芯片级、频率稳定的梳状源，这对于精密传感至关重要。这一成果的实用性包括可使用手机诊断眼部疾病，或分析食物和环境中的大肠杆菌以及危险病毒，并可在GPS受损或不可用时实现导航。相关研究成果发表于《Science》期刊，作为封面文章展示。（科技日报，11/14） 具有千个晶体管的二维半导体问世 近日，瑞士洛桑联邦理工学院研究人员提出了一种基于二硫化钼的内存处理器，新处理器将1024个元件组合到一个一平方厘米的芯片上。每个元件都包含一个2D二硫化钼晶体管以及一个浮动栅极，用于在其存储器中存储电荷，以控制每个晶体管的导电性。以这种方式耦合处理和内存，从根本上改变了处理器执行计算的方式。研究人员指出，通过设置每个晶体管的电导率，他们可向处理器施加电压并测量输出，一步执行模拟矢量矩阵乘法。这种操作在数字信号处理和人工智能模型的实现中无处不在，其效率的提高可为整个信息通信行业节约大量的能源。相关研究成果发表于《NatureElectronics》期刊。（科技日报，11/14） 英伟达H200成为新的最强AI芯片 近日，英伟达推出新的顶级AI芯片HGXH200。对比备受热捧的H100芯片，这款新的GPU（图形处理单元）完成了1.4倍内存带宽和1.8倍内存容量的升级，提高了处理密集生成式人工智能负载的能力。在处理Meta的大语言模型Llama2（700亿参数）时，H200的推理速度比H100提高了2倍。从外观上看，H200似乎与H100基本相同。内存方面，该芯片是第一款采用HBM3e（新型超高速高带宽内存）的GPU。HBM3e可加速生成式AI和大语言模型工作负载，将GPU的内存带宽提高到每秒4.8TB，而H100为每秒3.35TB，同时将其总内存容量提高到141GB，而其前身为80GB。与再前一代的A100相比，其容量翻倍，带宽增加2.4倍。对于高性能计算（HPC），显存带宽也至关重要，其可以实现更快的数据传输，减少复杂任务的处理瓶颈。对于模拟、科学研究和人工智能等显存密集型HPC应用，H200更高的显存带宽可确保高效地访问和操作数据。相较于H100，H200在处理高性能计算的应用程序上有20%以上的提升。（科学网，11/14） 基于器件无关量子随机数信标的零知识证明实现 近日，中国科学技术大学潘建伟院士、张强等与国内研究者合作，在前期工作基础上，搭建了一个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非交互式零知识证明（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，研究团队采用了可以抵御量子攻击的量子安全签名算法。随后，研究团队利用接收到的来自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。该研究成果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，大幅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、彩票业和社会公益等领域有着重要的潜在应用。相关研究成果发表于《ProceedingsoftheNationalAcademyofSciencesoftheUnitedStatesofAmerica》期刊。（科技日报，11/15） 芯片上实现光学诱导超导性 近日，德国马克斯·普朗克物质结构与动力学研究所研究人员利用芯片上的非线性太赫兹光谱学开辟了皮秒传输测量的领域。他们通过共面波导将K3C60薄膜连接到光导开关上，使用可见的激光脉冲触发开关，向材料发送仅持续一皮秒的强电流脉冲，在以大约一半光速穿过固体材料后，电流脉冲到达另一个开关，该开关充当探测器，以揭示重要信息，如超导特性的电学特征。同时通过将K3C60薄膜暴露在中红外光下，研究人员能够观察到这种光激发材料中的非线性电流变化。这种所谓的临界电流行为和迈斯纳效应是超导体的两个关键特征。此前，这两者都没有被测量到，因此，此次激发固体中的临界电流行为的演示具有特别重要的意义。此外，研究小组发现，K3C60的光驱动状态类似于所谓的颗粒超导体，由弱连接的超导岛组成。相关研究成果发表于《NatureCommunications》期刊。（科技日报，11/15） 迄今最高效量子安全加密算法出现 近日，澳大利亚莫纳什大学和澳大利亚联邦科学与工业研究组织的科学家，创建了迄今最高效的量子安全加密算法“LaV”。该算法使用端—端加密来抵御量子计算机的强大攻击，因此有望加强在线交易、即时消息服务、数据隐私、加密货币和区块链等系统的安全性。端—端加密是一种使用加密密钥确保发送方和接收方之间数字通信安全的方法。许多流行的移动消息服务使用端—端加密，这种加密方法使任何人，包括通信系统提供商、电信提供商、互联网提供商或黑客，都无法访问发送者和接收者之间传输的信息。新加密工具将有助于提高端—端加密的安全性，可应用于使用端—端加密的各种移动应用程序和在线交易， 是一种可用于增强现有系统对抗量子计算机攻击的实用算法。相关论文已提交在美国圣巴巴拉举行的第43届国际密码学会议。 （科技日报，11/16） 2.未来生物领域 2.1.技术资讯 多囊卵巢综合征或增加心血管病风险 近日，复旦大学附属妇产科医院生殖与发育研究院黄荷凤院士团队结合临床多囊卵巢综合征（PCOS）患者的队列研究结果，创新性地提出PCOS患者心血管病（CVD）高风险发生机制中以慢性炎症为特征的非代谢依赖机制，并据此提出“多囊卵巢综合征可能存在慢性炎症状态而增加心血管疾病风险”的假说。该研究成果将为年轻女性心血管病的创新干预措施制定提供重要理论依据，有望推动不同于传统心血管保护策略的开发，助力年轻女性患者心血管病的防控。相关研究成果发表于 《Circulation》期刊。（中国科学报，11/12） 研究揭示哺乳动物SID-1跨膜家族蛋白低pH核酸转运的潜在分子机制 近日，中国科学院生物物理研究所孙飞课题组联合南京大学生命科学学院籍晓云课题组、张辰宇课题组利用冷冻电镜单颗粒技术，首次同时解析了人源SIDT1和SIDT2蛋白质的同源二聚体三维结构。本研究首次发现，SIDT1和SIDT2可以以pH依赖的方式结合miRNA，并诱发SIDT1和SIDT2的进一步寡聚化。该成果从分子层面揭示了酸性环境促进小RNA吸收的分子机理，剖析了SIDT1和SIDT2介导核酸转运的潜在分子机制，对探究SIDT1和SIDT2在酸性微环境中的功能调控以及RNA递送系统的开发具有潜在意义。该成果为SID-1跨膜家族蛋白在核酸转运方面奠定了分子基础，并为“基因跨界调控”现象提供了直接的理论分子依据。相关研究成果发表于《CellResearch》期刊。（中国科学院生物物理研究所，11/13） 微流控—磁学检测肿瘤外泌体研究取得进展 近日，中国科学院上海微系统与信息技术研究所第八研究室宓现强课题组与上海科技大学叶朝锋课题组共同开发了一套基于新型磁学检测体系的肿瘤外泌体检测系统。该工作构建了由芯片模块、流控模块和磁检测器组成的磁学检测体系（microfluidicMagneticDetectionsystem，μFMS）。该研究利用这一系统监测了