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我国刷新最大纠缠态制备世界纪录

多量子比特的操纵和纠缠是量子计算研究的核心指标。近日，我国科学家潘建伟及其同事通过调控6个光子的偏振、路径和轨道角动量3个自由度，在国际上首次实现了18个光量子比特的纠缠，刷新了所有物理体系中最大纠缠态制备的世界纪录。国际权威学术期刊《物理评论快报》日前发表了该成果。

多个量子比特的相干操纵和纠缠态制备是发展可扩展量子信息技术，特别是量子计算的最核心指标。量子计算的速度将随着可操纵的纠缠比特数目的增加而实现指数级的提升。但要实现多个量子比特的纠缠，需要进行高精度、高效率的量子态制备和独立量子比特之间相互作用的精确调控。同时随着量子比特数目的增加，操纵时所带来的噪声、串扰和错误也随之增加。这对量子体系的设计、加工和调控要求极高，成为量子纠缠和量子计算发展的巨大挑战。

作为国际前沿的量子信息科研团队之一，潘建伟团队此前已多次刷新量子纠缠数量的世界纪录。据介绍，该成果将进一步应用于大尺度、高效率的量子信息技术，这表明在多体纠缠的研究上，我国在国际上仍继续处于引领地位。

我国首次获得国际核天体物理大会举办权

从在意大利刚刚闭幕的第15届国际核天体物理大会（NIC2018）传来消息：下一届国际核天体物理大会（NIC2020）将由中国举办。这是我国首次获得这一重要国际会议的举办权，中国原子能科学研究院将承办此次会议。

国际核天体物理大会每两年召开一次，自1990年在奥地利举行第一次会议以来，已成为核天体物理领域最重要的国际会议。获得第16届国际核天体物理大会举办权标志着我国核天体物理研究取得的长足发展在国际上得到进一步认可。

中国锦屏深地核天体物理重大项目首席科学家、原子能院副院长柳卫平表示，我国核天体物理研究，目前已形成了从深地到地面实验、从核反应测量到天文观测、从实验到网络计算的多学科交叉研究的可喜局面。举办国际核天体物理大会将对拓展我国核天体物理对外交流、巩固并提升我国在国际核天体物理界的影響力、吸引国际一流学者来我国开展合作研究等方面产生重要影响。

中国建成新型光学量子行走实验系统

中国科学家提出基于时间复用的新型量子行走方案，建成了50步的光学量子行走实验系统，并基于该系统首次直接测量具有手征对称性的量子行走中的体拓扑不变量。该成果已于6月26日发表在《物理评论快报》上。

量子行走是量子信息领域的重要研究方向，理论上已经证明基于该模型可以实现普适的量子计算。尽管目前已有多种实现量子行走的物理系统，但如何提高其行走规模一直是个重大难题。来自中国的科研团队通过多年尝试，成功建成可以进行大规模量子行走的量子光学实验系统。该系统基于时间复用的共线干涉框架，使用共线切割的双折射晶体实现自旋一轨道耦合，避免了额外的光子损耗。这种新型的设计使得该系统非常稳定，特别适合实现基于光子的大规模量子行走。研究组以0.945的高保真度演示了基于可预报单光子的50步的量子行走。

建成了50步的光学量子行走实验系统后，科研团队还基于该系统首次直接测量了具有手征对称性的量子行走中的体拓扑不变量。拓扑物态是由量子效应导致的与某些拓扑性质相联系的新物态，是近几十年物理学领域的研究热点。拓扑物态天然具有抵抗局域退相干的能力，所以在实现量子信息任务中也具有潜在应用价值。拓扑物态在凝聚态和冷原子等系统中已有大量的实验研究。近来，量子行走系统越来越多地被用于研究具有自旋一轨道耦合的物理系统的拓扑性质。通常的方法是基于体一边界对应原理，通过对边界态的研究反推物理系统的体拓扑性质。直接观测系统的体拓扑性质是拓扑物态研究中的热点和难点，其困难在于需要完全测定系统的基态波函数。

该研究组通过巧妙设计，成功实现了对光学量子行走系统末态波函数的完整重构，进而直接读取具有手征对称的量子行走的体拓扑不变量。该光学量子行走实验平台对于进一步研究拓扑物态具有重要的应用价值。

科学家攻克G蛋白偶联受体信号转导重大科学难题

由中国科学家领衔，包括美国、加拿大等多家科研机构在内组成的交叉团队，合作利用冷冻电镜技术成功解析视紫红质与抑制型G蛋白（Gi）复合物的近原子分辨率结构，攻克了细胞信号转导领域的重大科学难题。近日，相关研究成果已在线发表于《自然》杂志上。

GPCR是最大的一类细胞跨膜信号转导受体家族和最重要的药物靶标，其通过偶联下游G蛋白和阻遏蛋白等多种效应蛋白转导胞外信号。在多种GPCR效应蛋白中，抑制型G蛋白可选择性偶联五羟色胺受体和多巴胺受体等GPCR，以发挥调节情绪、食欲、动机、认知和奖励等功能。

科研团队在研究中获得了视紫红质和Gi蛋白复合物的近原子分辨率冷冻电镜结构。该结构首次展示了GPCR与Gi蛋白相互作用界面的结构细节，完善了人们对GPCR-Gi下游转导选择性分子机制的理解，也为设计高效低毒的GPCR靶向药物提供了结构基础。

这项工作是该交叉团队在GPCR研究领域的又一重要突破。2015年，该团队曾利用X射线自由电子激光技术，在《自然》杂志发表了rhodopsin与阻遏蛋白复合物的晶体结构，攻克了细胞信号转导领域的重大科学难题。之后，在2017年，该团队再次破解了GPCR招募阻遏蛋白的磷酸化密码，相关研究成果曾以封面文章形式发表在《细胞》杂志上。

专家表示，这些研究成果深入系统地对GPCR与下游多种效应蛋白相互作用进行了研究，阐述了GPCR信号通路转导的分子机制，具有非常重大的理论意义和实际应用价值。

保护大熊猫的收益远高于成本

中国科研人员领导的一个国际团队发现，通过建立自然保护区保护大熊猫所得收益是成本的10～27倍。该团队发表在最新一期美国《当代生物学》杂志上的研究显示：2010年，大熊猫自然保护区的生态系统服务价值达26亿～69亿美元；同年，大熊猫保护总投入成本约2.55亿美元，即便按照保守算法，也只有总收益的约十分之一。

有批评者认为把资源投在大熊猫身上是浪费，该研究不支持这种观点，保护大熊猫在生态系统服务等方面具有巨大价值。按国际生态系统服务分类框架定义，生态系统服务产生3种价值，分别是：供给服务价值，如供当地人口种植、放牧、汲水和伐木等；调节服务价值，如管控降水、碳封存等；文化服务价值，如娱乐和文化收益等。

研究人员对已有文献进行分析，计算得出2010年大熊猫自然保护区森林的供给服务与调节服务价值为18.99亿美元。仅考虑中国人口和经济合作与发展组织成员国来华旅游人数，2010年文化服务总价值为7.09亿美元，3种价值收益合计约26亿美元。如果文化服务价值扩大到全球人口，则当年的生态系统服务总价值可达69亿美元。

据介绍，截至2014年，中国已建立大熊猫自然保护区67个，面积超过3.3万平方公里，覆盖一半以上的大熊猫宜居区。研究人员认为，如果扩大15%的自然保护区面积，并提高15%的供给服务和调节服务水平，投入成本将增加到2.92亿美元，而总收益将增加到32.2亿美元，收益相对成本的比例会更高。