二己酸

美国明尼苏达大学双城分校科学家开发出一种新型超导二极管，该器件更节能，可一次处理多个电信号，还包含一系列控制能量流动的门，而此前的超导二极管不具备这一功能。新型超导二极管有助扩大量子计算机的规模，提高人工智能（AI）系统的性能。相关论文发表于最新一期《自然通讯》杂志。新型超导二极管。图片来源：明尼苏达大学双城分校论文资深作者、物理与天文学院副教授弗拉德普瑞比格指出，科学家希望使计算机变得更强大，但目前的材料和制造方法很快会出现一些硬件上的瓶颈，因此需要新方法来开发计算机，目前提高计算能力的最大挑战之一是其耗能太高。二极管通常由半导体制成，但科学家一直希望用超导体制造二极管，因为超导体能在不损失能量的情况下工作。在最新研究中，普瑞比格团队使用3个约瑟夫逊结制造出了新超导二极管。这些约瑟夫逊结通过将非超导材料夹在超导体之间制成，随后他们让超导体与半导体层相连，这一独特设计使他们能用电压控制设备的行为。结果显示，该设备能够处理多个信号输入，而典型的二极管只能处理一个输入和一个输出。这一功能可应用于神经形态计算，这种计算通过模仿神经元在大脑中的功能来提高AI系统的性能。研究团队表示，该设备接近有史以来最高能效，而且他们首次证明了可添加门并施加电场来获得这些特性。新设计不仅所用材料更适合工业生产制造，还提供了新功能，原则上适用于任何类型的超导体，并有助于促进量子计算机的开发。

2018年8月9日-11日，在这个酷暑的季节，炎热的天气也没有挡住学术人交流学习的脚步。就在金城兰州，“第二次全国计算毒理学学术会议暨中国毒理学会第一届计算毒理专业委员会第二次会议”盛大召开。此次会议中心议题为“计算/预测毒理学：现状与展望”，旨在邀请知名领域专家就计算毒理学自身理论与方法学的发展及其在毒物鉴定和效应评估中的应用前景进行广泛而深入的学术交流，进行专场学术报告和展板交流，促进我国计算毒理学科的健康发展，为计算毒理新思路、新方法与新技术及其在污染与健康研究中的应用进展提供交流平台。为加强与客户之间的联系，同时提供更优质的服务，推进更先进的实验室技术，北京普立泰科仪器有限公司积极参加了这次技术交流会。 普立泰科总经理田莉娟女士与各位专家合影 在会上，普立泰科公司技术服务工程师郝开拓先生从全二维色谱技术的用途出发，详细的阐述了技术相关的原理、特点及应用解决方案。全二维气相技术作为近年来颇受关注的一项新兴色谱分离技术，越来越受到实验室老师的关注。 普立泰科郝开拓先生在会议上介绍全二维色谱技术 “全二维气相色谱技术”被誉为最高灵敏度、最高峰容量以及最高分辨率的分离手段，被广大科研工作者所认可。全球生产出第一套全二维气相色谱产品的美国ZOEX公司，拥有着最顶尖的全二维技术支持。全二维色谱是传统色谱技术的一大突破，发展到今天已经有几十年的历史，对于复杂成份的分析大家经常感觉到一根色谱柱的峰容量不能满足需求，全二维色谱将两根不同极性，不同长度的色谱柱通过调制解调器串联起来，从而大大提高了色谱的分辨率和灵敏度，在石油化工、天然产物、环境化学等领域都得到非常广泛的应用。 全二维气相色谱飞行质谱联用仪 全二维三维谱图普立泰科工作人员展台合影关于普立泰科：北京普立泰科仪器有限公司是一家集生产、研发、代理、销售及售后服务于一身的高新技术企业。公司总部设在北京，在上海、广州、安徽设有分支机构。早年取得美国J2Scientific公司样品前处理仪器中国地区总代理，将全自动前处理概念引入中国，并一直在样品前处理领域保持技术领先地位。此外，普立泰科自主研发的消解仪、全自动固相萃取、氮吹、二噁英处理系统、土壤干燥箱等产品，通过了ISO体系认证，目前有多条自主产品生产线。从2017年开始，普立泰科成为FLIR公司Griffin系列产品在中国市场的总代理商。

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电子器件中信息的传输和处理是通过对电子的操控完成的，但是电子移动所产生的焦耳热限制了电子器件向小型化和低功耗方向的发展。于是科学家不断寻找电子的替代品，例如光子或磁振子。 /p p style=" margin-bottom: 0.5em text-indent: 2em line-height: 1.5 font-family: 宋体 font-size: 12pt " 在量子力学的等效波图中，磁振子可以被看作是量化的自旋波。利用磁振子开发磁控器件组件，包括逻辑门、晶体管和非布尔计算单元，已经获得成功。但作为电路组成部分的磁定向耦合器，由于其毫米尺寸和多模频谱始终无法实用。 /p p style=" margin-bottom: 0.5em text-indent: 2em line-height: 1.5 font-family: 宋体 font-size: 12pt " 现在，德国凯泽斯劳滕工业大学和奥地利维也纳大学的科学家成功开发出一款亚微米尺寸的磁定向耦合器，并通过波的非线性效应设计了一个易于加工的基于二维平面的半加器，实现了用自旋波来传播和处理信息。 /p p style=" margin-bottom: 0.5em text-indent: 2em line-height: 1.5 font-family: 宋体 font-size: 12pt " 科学家们开发的这个集成磁振子电路尺寸极小，采用了极简的二维设计，所需的能量比目前最先进的电子芯片要少约10倍。相关成果发表在《自然· 电子学》上。 /p p style=" margin-bottom: 0.5em text-indent: 2em line-height: 1.5 font-family: 宋体 font-size: 12pt " span style=" font-weight: bold " 充分利用自旋波的波动性 /span /p p style=" margin-bottom: 0.5em text-indent: 2em line-height: 1.5 font-family: 宋体 font-size: 12pt " 研究负责人、维也纳大学的安德列· 丘马克教授说：“最初计划的磁振子电路非常复杂，现在的版本比最初的设计至少好了100倍。”他把这归因于论文的第一作者，来自中国的王棋。 /p p style=" margin-bottom: 0.5em text-indent: 2em line-height: 1.5 font-family: 宋体 font-size: 12pt " 博士毕业于德国凯泽斯劳滕工业大学，目前在维也纳大学从事博士后研究的王棋介绍说：“该研究源自我博士期间的一个项目，从概念提出、理论计算、仿真设计以及实验制备和测试，整个工作持续了近4年时间，光是仿真设计就重复了几百次，现在这个设计已经是第四个版本。” /p p style=" margin-bottom: 0.5em text-indent: 2em line-height: 1.5 font-family: 宋体 font-size: 12pt " 接受科技日报记者采访时，王棋介绍说：“目前的电子设备，信息都是用电子携带的，但是电子的定向移动会导致焦耳热，功耗高。我们现在用自旋波（磁振子）来携带信息，进行计算，可以大幅降低功耗。而且由于磁振子是一种波，波的一些特性可用来简化设计，从而降低器件的尺寸。简单地说，波的基本量有振幅和相位，我们的研究中主要用波的振幅来携带信号，即振幅大，信号为1；振幅小，信号为0。” /p p style=" margin-bottom: 0.5em text-indent: 2em line-height: 1.5 font-family: 宋体 font-size: 12pt " 王棋说：“起初我们的思路是模仿电子设备，通过构造14磁振子晶体管实现半加器，后来发现结构太复杂而且不容易实现。我们意识到还没有充分利用自旋波的波动性。因此，在最新的设计中我们利用了波的干涉，使用了自旋波导之间偶极作用与自旋波能量相关这个非线性效应来实现了半加器的设计。不过出于成本的考虑，整个半加器是在一个二维平面上加工的。目前这个设计只是功耗更低，速度还没有电子芯片快。” /p p style=" margin-bottom: 0.5em text-indent: 2em line-height: 1.5 font-family: 宋体 font-size: 12pt " span style=" font-weight: bold " 自旋波研究有重要意义 /span /p p style=" margin-bottom: 0.5em text-indent: 2em line-height: 1.5 font-family: 宋体 font-size: 12pt " 王棋表示，这种磁振子电路的特殊之处在于，其信息由自旋波携带，信息的传播和处理过程中没有电子的参与，因此没有焦耳热，极大地降低了能量损耗。另一方面，通过利用波的干涉、衍射和非线性效应，又极大地简化了器件的设计。王棋说：“典型的半加器在电子芯片中需要14个晶体管，而我们的设计中只需要3根彼此靠近的纳米线。” /p p style=" margin-bottom: 0.5em text-indent: 2em line-height: 1.5 font-family: 宋体 font-size: 12pt " 王棋说：“目前的计算机都是建立在布尔体系（逻辑运算）之下的，我们的研究让人们看到了波的波动性的潜力，对于非布尔体系的计算，波比电子有很大的优势。目前的研究思路还是在和布尔体系下的电子计算机相比，这种情况下波的优势没有完全显现出来，将来我们要跳出布尔体系。” /p p style=" line-height: 1.5 text-indent: 2em font-family: 宋体 font-size: 12pt margin-bottom: 0.5em " 丘马克教授认为，磁振子电路在量子计算和类脑的神经网络计算等方面有广阔的应用前景。自旋波无热耗散、容易实现室温玻色-爱因斯坦凝聚等宏观量子效应的优点正在得到越来越多的关注。基于自旋波的信息传输、逻辑计算有可能成为后摩尔时代信息传输、处理的重要方式之一。因此，自旋波研究具有重要的科学意义和应用潜力。 /p /div /div /div /div link href=" http://www.stdaily.com/index/xhtml/images/ico/icon.ico" rel=" icon" type=" image/x-icon" / link href=" http://www.stdaily.com/index/xhtml/images/ico/icon.ico" rel=" shortcut icon" type=" image/x-icon" / 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Percival: 计算机程序化使研究气候变化更加简单 2008.9.29 (Perry, IA,USA) 位于美国明尼苏达州农业调查服务站（ARS）和其他同做着共同发明了一个计算机程序，这一程序能够通过计算机远程登陆联系各地区的植物培养箱，从而自动模拟或者再造远距离之外的生长环境。 这一叫作WeatherEzeTM的程序，包括一个在线的全球地图，它是由土壤科学家Kurt Spokas和农艺学家Frank Forcella以及Percival（位于美国Perry, Iowa.）公司共同合作研发的。Kurt Spokas是农业调查服务站土壤和水管理部门成员，而Frank Forcella是农业调查服务站的北部研究中心土壤保持实验室的成员。 ARS通过培养箱设置不同的实验目的进行植物研究，包括模拟全球环境的变化。像这样的研究中心，ARS不仅在明尼苏达州有，在其他的州，如弗罗里达、马里兰、北卡罗来纳和俄亥俄州都有。 这一还未商业化的程序，已经在Percival的植物培养箱和生化培养箱中使用，只要和装有微软Windows TM.操作系统的电脑连接就可以使用。 WeatherEzeTM程序通过METAR气象资料每小时使培养箱与世界各地的机场气象站实现连接。ARS的科学家将计算机统计模型应用于收集到的天气、经度、纬度数据用来估计天气随着阳光辐射剂量和质量的不同而发生的变化，从而自动的重现这一天气状况。 如果没有WeatherEzeTM程序，当气候发生变化，研究人员如果还想模拟世界不同地区每日的天气状况，就不得不手动调节箱体的参数，使其与不同地区的天气预报一致，然而他们是没有时间去估计任何来自其他地区的没有明显变化的数据的，如每日阳光的辐射剂量的变化。就在这时WeatherEzeTM程序诞生了。 在全球变暖的研究中，WeatherEzeTM程序应用过去30年的数据，可以模拟和连续控制过去某一气候情景。它还可以控制CO2的浓度（在植物培养箱中提供），模拟全球任何一点的气候状况。 ARS和percival公司在产品的研究和开发中达成了一致合作的意见。 ARS是美国农业部的一个科学研究中心。 美国Percival培养箱全国独家代理商 ---北京五洲东方科技发展有限公司

上图 真菌可能与标准电子设备相连。图片来源：安德鲁阿达马茨基下图 实验室培养的脑细胞可用于计算。图片来源：托马斯哈滕/约翰斯霍普金斯大学细菌和超级计算机有什么区别？区别是细菌更“高级”，因为它有更多的回路和更强的处理能力。所有生命都在“计算”。从响应化学信号的单个细胞，到在特定环境中航行的复杂生物体，信息处理是生命系统的核心。经过数十年的尝试，科学家终于开始收集细胞、分子甚至整个生物体，来为人类自己的目的执行计算任务。从本质上讲，计算机也只是信息处理器，而且人们越来越认识到大自然拥有丰富的这种能力。最明显的例子是复杂生物体的神经系统，它能处理来自环境的大量数据并对各种复杂的行为“下指令”。但即使是最小的细胞，也充满了复杂的生物分子通路，这些通路响应输入信号，打开和关闭基因、产生化学物质或进行自我组织。最终，生命中所有令人难以置信的壮举，都依赖于DNA存储、复制和传递遗传指令的能力。如何构建一台生物计算机？生物系统有自身的独特优势：更紧凑、能源效率更高、可自我维持和自我修复，而且特别擅长处理来自自然界的信号。在过去的20年里，强大的细胞和分子工程工具让人们终于能在构建生物计算机领域迈出一步。美国麻省理工学院生物合成学家克里斯托弗沃伊特说，该方法的核心是“生物电路”，类似于计算机中的电子电路。这些电路涉及各种生物分子相互作用以获取输入，并对其进行处理以产生不同的输出，就像它们的硅对应物一样。通过编辑支撑这些过程的遗传指令，人们现在可以重新连接这些电路以执行自然界从未计划的功能。2019年，瑞士联邦理工学院利用CRISPR技术，构建了相当于计算机中央处理器（CPU）的生物等效物。这个CPU被插入一个细胞，在那里它调节不同基因的活动以响应专门设计的RNA序列，使细胞实现了类似于硅计算机中的逻辑门。印度萨哈核物理研究所在2021年更进一步，诱使一群大肠杆菌计算简单迷宫的解决方案。该电路分布在几个大肠杆菌菌株之间，每个菌株都被设计用来解决部分问题。通过共享信息，该电路成功地实现了如何在多个迷宫中导航。大多数生物系统并不同于经典计算机的二进制逻辑，它们也不会像计算机芯片那样一步步解决问题。它们充满了重复、奇怪的反馈循环和以不同速度并排运行的截然不同的过程。更怪异的是，生物的计算能力还能完全脱离其自然环境。瑞典隆德大学科学家正在试验一种完全不同的生物计算方法，使用由分子马达驱动的微小蛋白质丝围绕迷宫推进。迷宫的结构经过精心设计，而细丝能同时探索所有路线。这意味着解决更大的问题不需要更多的时间，只需要更多的细丝。重新设计生物系统会带来什么？但美国马萨诸塞州塔夫茨大学的迈克尔莱文认为，生命系统已经在生物学的各个层面展示了令人惊叹的计算壮举，人们应该将重点从尝试重新设计生物系统，转移到寻找与现有系统交互的方法。莱文实验室已经证明，他们可以操纵细胞之间的电通信，帮助它们决定如何以及在哪里生长。举个恐怖的例子，这可能让蝌蚪的内脏上长出眼睛，或让青蛙长出额外的腿。它并不等同于计算，但团队认为它代表了如何将自然界预先存在的电路折射为一个“新目标”。类似的方法可用来解决广泛的计算任务。此外，真菌计算的深奥领域也正在显示其应用潜力。英国布里斯托尔西英格兰大学研究显示，真菌在感知pH值、化学物质、光线、重力和机械应力等方面具有的能力令人印象深刻。它们似乎使用电活动的尖峰进行交流，这开辟了将它们与传统电子设备连接的前景。类器官智能有多智能？要探寻生物计算，离不开人们迄今已知的最强大计算设备：大脑。当前组织工程学的进步意味着，科学家们可从干细胞中培育出相当于微型大脑的复杂神经元簇，也就是“大脑类器官”。与此同时，能将信号传输到脑细胞并能解码它们的反应，意味着人们已经开始试验类器官的记忆和学习能力。今年早些时候，美国约翰斯霍普金斯大学团队概述了“类器官智能”这一新领域的愿景。目标与人工智能相反：他们不会让计算机更像大脑，而是试图让脑细胞更像计算机。初创公司Cortical已可训练在硅芯片上培养的人类脑细胞来玩电子乒乓游戏Pong。而在它们的新软件中，任何具有基本编码技能的人都能为“培养皿大脑”编程。不过，所有这些生物计算方法目前都远未成为主流。与设计和制造硅芯片的能力相比，人们操纵生物学的能力仍处于初级阶段。但生物计算的巨大潜力和投入生物技术的数十亿美元，将在未来几年为这个领域带来快速进步。

如今，量子计算研究已成为全球科技发展的一大热点，各主要国家高度关注量子计算的发展，启动国家级量子战略行动计划，大幅增加研发投入，同时开展顶层规划以及研究应用布局。同时，国际产业界也纷纷投资量子计算，如谷歌、IBM、英特尔、微软等巨头企业更是积极推动量子计算产业的发展，其中以谷歌公司在 2019 年首次实现量子霸权，为产业界在量子计算方面发展的标志。据波士顿咨询公司（Boston Consulting Group）预测，量子计算机将很快开始解决许多今天的计算机无法解决的工业问题。那么量子计算机离我们还有多远呢？从当前硬件、算法和计算机架构上来说，量子计算机还不是很成熟。在 20 多年前，澳大利亚的量子计算机专家 Bruce Kane 在《自然》上发表了名为“A silicon-based nuclear spin quantum computer”论述了搭建硅基量子计算机的问题，并指出之中的关键是要将量子比特放置在间距 10—20nm 时所能够实现的一种两比特门。众所周知，我们的电脑是由很多具有特定功能的复杂电路组成，其中就有很多逻辑门电路。这些逻辑门电路及其有序组合就是电脑中形形色色的功能的基础，进而成就了人类数字社会的今天，而逻辑门操作的稳定性和开关特性决定了电脑的很多关键性能，例如计算速度等。这种特殊的两比特门就像是我们通向通用硅基单原子量子计算机的最后一道门一样，来自南方科技大学的贺煜副研究员也许就是开启这扇通向单原子级别硅基量子计算大门的开门人。他和团队成员一起，利用高精度微纳加工方式，将两个磷原子构成的量子点分别放置在相距 13nm（也就是130）的位置上，实现了第一个适用于量子计算机的高速两比特门。图 | 《麻省理工科技评论》中国区“35 岁以下科技创新 35 人”榜单入选者贺煜贺煜现在是南方科技大学量子科学与工程研究院的副研究员、独立 PI、硅量子器件和量子计算方向团队带头人。多年来，他在量子计算和量子网络方面取得了系列开创性成果，利用前沿量子技术操纵单个原子、电子和光子，在微观世界构建未来信息技术。突破关键量子门，推进量子计算机构建从硬件的角度来说，如果能基于硅制作量子计算机无疑是最方便的，因为从材料上来说，硅在地球上的含量是十分富足的。再者，如今的半导体工艺大都基于硅材料，那么与传统半导体工艺的兼容性也能使得量子计算机的构建变得更加方便。在 2019 年，贺煜带领团队证明了硅基磷原子体系第一个两比特门，是满足通用量子计算判据的最后一条，也正是 Bruce Kane 提出的量子计算方案中关键的一环。来自南方科技大学的俞大鹏院士以此推荐贺煜博士入选“35 岁以下科技创新 35 人”榜单，并表示：“这个工作为大规模量子计算芯片奠定了坚实基础，是一个里程碑式的工作。”该成果以封面文章发表在《自然》上，贺煜为第一作者，且该工作被列为“2019 年量子计算实验十大进展”。图 | 贺煜发表在《自然》的论文贺煜创造性地采用扫描隧道显微镜技术（STM）实现纳米尺度芯片加工，成功地以单原子级别的精度将两个磷原子构成的量子点放置在 13 纳米间距上，在硅基量子芯片上实现了第一个高速两比特门——800 皮秒的根号交换门，并实现了利用全统计计数方法对比特读出保真度的优化、参与构建比特读出保真度分析的理论工作等。这是一种高精度的微纳加工方式，可用于制备单原子、单电子量子器件以及人工量子材料，并能够实现单原子尺度的量子计算，为大规模可扩展的硅基量子计算奠定了坚实基础。师从潘建伟院士和陆朝阳教授多年来，贺煜在量子计算和量子网络方面取得了系列开创性成果，用前沿量子技术操纵单个原子、电子和光子，在微观世界构建未来量子信息技术平台。回顾他的求学之路，用“根正苗红”来形容再合适不过。自本科起，贺煜就在中科大这片量子的土壤中成长，并以优异的成绩保送本校硕博连读。期间在导师潘建伟院士和陆朝阳教授的指导下，贺煜主要研究砷化镓自组装量子点，核心成果包括一系列单光子源方面开创性工作，以及首次观察到自发辐射谱线擦除效应——实现量子光学的实验突破，以及单光子向单电子自旋的量子传态等。谈及选择量子技术作为研究方向的原因，他告诉 DeepTech：“之所以一直选择量子物理、量子计算的方向，首先是兴趣爱好，是自己对于微观世界的好奇心和对量子世界的喜爱所驱动，其次是因为量子计算是一个将改变人类未来的前沿科技，尤其是硅量子计算芯片具有很大的产业潜力，希望通过自己的耕耘为社会贡献一份力量，为科学发展做一份努力。”图 | 贺煜发表在《自然-光子学》的论文2015 年以后，贺煜继续在陆朝阳教授团队做了半年的博后研究，结合博士期间的工作，实现了当时世界最高光子数玻色抽样——证明了量子计算机对于第一台电子管计算机 ENIAC 的超越和第一台晶体管计算机 TRADIC 的超越，研究成果以论文形式发表于 2017 年的《自然-光子学》上，并入选“2017 年中国十大科技进展新闻”。论文指出，为完成高性能玻色抽样实验，研究团队克服的技术难点有两个：一是基于砷化镓量子点，研究团队设计了稳定的高亮度单光子源；二是设计并使用了性能卓越的多光子干涉仪（multiphoton interferometers），其传输效率高达 99%。研究团队完成并实现了 3 光子、4 光子以及 5 光子玻色抽样实验，采样率分别为 4.96kHz、151Hz 和 4Hz，都达到之前实验的 24000 倍以上。图 | 贺煜团队开发的高性能玻色抽样实验平台这是一项十分惊人的突破，是首次量子计算机超越传统计算机的案例。火车刚刚出现时比马车还慢，飞机刚刚问世时只能在空中短暂停留，如今都是改变生活的重要科技成果。量子计算机从理论上来说，会比传统计算机快很多，是基于量子比特运行的计算机。通过量子物理学中的两个奇异的原理——“纠缠（entanglement）”和“叠加（superposition）”，量子计算机能以指数形式扩展计算机的处理速度。着眼未来，布局固态量子网络从根本上来说，量子计算机目前仍处在产业发展的初期阶段，但军工、金融、石油化工、材料科学、生物医疗、航空航天、汽车交通等行业都已注意到其巨大的发展潜力。随着时间的推移，预计 2050 年左右将达到每年 3000 亿美元的营业收入，将成为改变世界的下一代技术革命关键领域之一。回顾计算机的发展历史，世界上的第一台计算机是 ENIAC，它生于第二次世界大战，主要任务是计算弹道，是一台军用计算机。而计算机的全面普及其实与商业计算机的出现和网络的构建息息相关。那么量子计算机会不会也沿着这一条“老路”发展呢？这也是一个值得思考的问题。贺煜认为，量子计算机要走向应用，量子网络和通信是十分关键的技术，必须做以突破。如今他任教于南方科技大学，除了量子计算之外，主要研究方向还有量子网络。2017 年，他和团队实现了单光子到单电子的量子传态，开发了一整套全新的单光子频率比特控制和测量方案，验证了单个光子和电子之间的纠缠，并且把光子的量子信息传递到 5 米远的电子自旋上去，为固态量子网络研究的重要突破。图 | 贺煜及研究团队完成的“单光子-单电子”量子传态而谈及接下来的研究方向，贺煜表示：“根据硅量子计算的发展趋势，在南方科技大学量子科学与工程研究院，我将带领硅量子计算团队，研究硅基量子计算芯片和量子计算，从根本问题入手，解决目前的一些技术瓶颈：进行硅基单原子量子器件的基本物理研究；研究新型的硅基原子比特和研究比特耦合技术；利用低温扫描隧道显微镜直写技术构建新型芯片等。并将研发的新工艺和半导体芯片产业化进行对接，为将来的广阔商业前景奠定基础。”

量子计算机前段时间着实在朋友圈火了一把，这主要得益于中国科学技术大学陆朝阳教授和潘建伟教授领导的科学团队研发出10个比特的超导量子计算机的重要成果。经过各大新闻的争相播报，它现在不仅是“人尽皆知”，更让我国在量子领域步入国际行列。那么，量子计算机究竟是什么样的呢？ 简单来说量子计算机是一个计算速度非常快的计算机，如果将现代的计算机比做自行车，那量子计算机就是飞机。但是对于它的长相，我们现在无法想象，就好比处在晶体管和电子管时代的人不能想象出超大规模集成电路的计算机长什么样。谁曾想过智能手机芯片已经“完爆”了占地上千平方米的初期计算机呢！ 话不多说，今天就带你看看现在的量子计算机长啥样。目前初阶段的量子计算机还真说不上高颜值，跟早期计算机一样，它的“身躯”遍布在实验室的各处。但是谈到关键部分，也就是量子计算机的“心脏”，那可就是“高大上”了。与现在计算机的cpu不同，量子计算机的核心部分是参与运算的量子比特，通常来说是相干光子或离子。产生这些相干光子或离子的方法通常有超导环和离子阱两种方法。其中超导环在多量子比特拓展方面还有一些困难，从而离子阱成为目前较为优势的手段。而无论是超导环还是离子阱，这些器件的稳定运行都需要端苛刻的外界条件，那就是超高真空和低温，也就是说他们要冻在抽真空的“冰箱”里...... advanced microfabricated ion traps. left: high-optical access (hoa) trap from sandia national laboratories (image courtesy of duke university). right: ball-grid array (bga) trap from gtri/honeywell (image courtesy of honeywell). 上图中的器件就是典型的芯片式离子阱，用于产生量子比特的原子就在该芯片的中心位置被激发并被电磁场和库伦相互作用所束缚。而下图是为芯片提供超高真空和超低温环境的montana超精细光学恒温器。该恒温器具有超低温（3k）、超高真空的特点，并且提供多路自由光学通道和光线通道以及多可达100根电学引线，是量子计算机的“心脏”所在。（做为离子阱的标准装置，图片来源于christopher monroe发表在《nature》旗下《量子信息》杂志上的综述文章）。说完“心脏”的外观，那这个心脏的能力如何呢？采用传统离子阱式的量子计算机方案能做到多少比特呢？预计是50个！不要小看这个数字哦，如果能够完全利用它们的相干性，那就是250个数据量，并且信息处理速度可以达到ghz。经过改进的新型离子阱预计可以达到1000个量子比特甚至更多，计算能力和信息量也会大大增加，这会给以后的计算机带来天翻地覆的变化。 compact cryogenic uhv enclosure for trapped ions. (a) on-package vacuum enclosure, sealed in a uhv environment, that contains the ion trap, getter pumps and the atomic source. (b) upon installation and cooling in a compact cryostat, the uhv environment is established. (c) the optical components can be arranged in a compact volume around the cryostat to support the ion trap operation. 后再次祝贺quantum design的用户陆朝阳教授和潘建伟教授在量子计算机领域取得的惊人成就，希望祖国科研再上新台阶。相关参考文献：co-designing a scalable quantum computer with trapped atomic ions. npj quantum information (2016) 2, 16034相关产品链接：美国montana无液氦超低振动低温光学恒温器 http://www.instrument.com.cn/netshow/c122418.htm无液氦低温强磁场共聚焦显微镜 http://www.instrument.com.cn/netshow/c159541.htm低温纳米位移台-attocube http://www.instrument.com.cn/netshow/c80795.htm

为了提高电器设备和各行业产品能源利用效率，提升显著的经济和环境效益，澳大利亚颁发了温室和能源最低标准法规(简称GEMS)并于2012年10月1日起生效，新的GEMS法规涵盖了以往的主要政策工作，包括强制性的最低能效标准(简称MEPS)和能源星级标签要求(简称ERLs)，其主要目的是提高管制产品的能效，确保消费者能够做出选择，以提高能源、利用效率，降低能源消耗、能源成本和温室气体排放。GEMS法规规定凡是涵盖的产品，无论是在澳大利亚制造或出口至澳大利亚，在GEMS决定生效日期之后，必须满足决定的相关能效要求。 　　2013年6月12日，澳大利亚发布了G/TBT/N/AUS/75号通报，GMES法规中关于计算机和显示器的决定草案。 　　温室和能源最低标准(计算机)决定2013草案中规定了计算机产品的最低能效和产品性能要求，并给出了相关的测试方法，该决定拟于2013年10月1日起生效。其涵盖的主要设备包括台式计算机、一体式台式机、笔记本电脑、平板电脑(同时支持物理键盘和触摸屏)、小型服务器，不包括手持式计算设备(如PDA、掌上电脑或智能手机等)、游戏机、手持游戏设备、刀片式个人电脑、工作站、移动式工作站、不在小型服务器范围中的服务器设备、平板电脑(只支持触摸屏)、瘦客户机式计算机、高端的D类计算机。其中台式机、一体式台式机、笔记本电脑、平板电脑(同时支持物理键盘和触摸屏)须满足AS/NZS 5813.3: 2012中的年度典型能耗要求，小型服务器产品需要满足AS/NZS 5813.3: 2012中空闲状态和待机状态下的功耗要求。 　　其依据的主要标准： 　　AS/NZS 4665.1: 2005 外部电源性能要求第1部分：测试方法和能效标签 　　AS/NZS 5813.1: 2012 信息技术设备-计算机能效要求第1部分：能效测试方法 　　AS/NZS 5813.3: 2012 信息技术设备-计算机能效要求第2部分：计算机最低能效要求 　　AS/NZS 5814.1: 2012 信息技术设备-内部电源能效要求第1部分：能效测试方法 　　温室和能源最低标准(计算机显示器)决定2013草案中规定了计算机显示器产品的最低能效和能效标签要求，并给出了相关的测试方法。该决定拟于2013年10月1日起生效。其涵盖的主要设备包括对角尺寸不大于60英寸的计算机显示器，不包括专门用来显示数字信号或数字图片的电子显示器、专门用于显示广告的电子显示器、高性能电子显示器、专用电子显示器以及类似组合产品、电视机用显示器等类似装置。根据其显示器尺寸和分辨率，显示器应满足按照公式计算出的相应能效要求，显示器还应按照星级指数计算公式标识出相应的星级标签。 　　AS/NZS 4665.1: 2005 外部电源性能要求第1部分：测试方法和能效标签 　　AS/NZS 5815.1: 2012 信息技术设备-计算机显示器能效要求第1部分：能效测试方法

美国每日科学网站12月22日报道题：更强大的超级计算机?新装置或可传输光信息。 　　研究人员们已经研制出一种新型光学装置，其体积极小，一个计算机芯片就足以安装数百万个这种装置。该装置可提高信息处理速度和能力，让超级计算机变得更快、更强大。 　　这种“无源光学二极管”是由两个微小的硅质环状物制成的，环状物的直径仅有10微米，大约是人的一根头发直径的1/10。与其他光学二极管不同，这种“无源光学二极管”无需外部能源就能传播信号，还很容易被集成到计算机芯片上。 　　珀杜大学电子和计算机工程学副教授齐明豪说，这种二极管可进行“非交互性传输”，即单向信号传输，由此可具备信息处理能力。 　　齐明豪解释说：“这种单向传输是逻辑电路的最基本要素。因此，我们研制的这种二极管为实现光信息处理敞开了大门。” 　　虽然光缆可用于跨洋和跨大洲传输海量数据，但其信息处理速度会变慢，传输数据也容易遭到网络攻击，因为光学信号须转换成电子信号才能在计算机上使用，反之亦然。 　　研究人员说：“进行这种转换需要十分昂贵的设备。而你希望能做到的是，将这种光纤直接插入计算机而无需进行转换，那样的话，你就可以获得大量带宽，安全方面也会大有保障了。” 　　研究人员樊丽(音)说：“这些二极管非常小，它们身上还有一些特性也很有吸引力。这些二极管或可成为未来光子信息处理芯片的零部件。” 　　用这种新型光学二极管就无需进行光学-电子信号的转换了，因此有可能提高信息处理速度和安全度。这种装置现已接近投入商业生产。使用这种新型光学二极管将多个处理器连接起来，还有可能提高超级计算机的信息处理速度和能力。 　　研究人员利奥瓦尔盖塞说：“当今导致超级计算机受限的一个主要因素就是，系统内各种独立的超级芯片进行信息传输的速度和带宽。我们研制的这种光学二极管或可成为光互联通信系统的一个组成部分，而该系统或许就可以解决这样的瓶颈问题了。” 　　激光器以通信用波长发出的红外线通过光导纤维，并由被称为“波导管”的微结构进行控制。红外线会按顺序通过两个硅质环状物，并在微型环状物内进行“非线性相互作用”。根据先进入哪个环状物，光束要么向前通过，要么向后耗散，从而完成单向传输。环状物还可通过“微加热器”加热的方式进行调整。微加热器会改变传输波长，因此可对范围广泛的波段加以处理。

中国科学技术大学中科院量子信息与量子科技创新研究院潘建伟、朱晓波、彭承志等组成的研究团队与中科院上海技术物理研究所合作，构建了66比特可编程超导量子计算原型机“祖冲之二号”，实现了对“量子随机线路取样”任务的快速求解。根据现有理论，“祖冲之二号”处理的量子随机线路取样问题的速度比目前最快的超级计算机快7个数量级，计算复杂度比谷歌公开报道的53比特超导量子计算原型机“悬铃木”提高了6个数量级（“悬铃木”处理“量子随机线路取样”问题比经典超算快2个数量级），这一成果是我国继光量子计算原型机“九章”后在超导量子比特体系首次达到“量子计算优越性”里程碑，使得我国成为目前唯一同时在两种物理体系都达到这一里程碑的国家。相关论文发表在《物理评论快报》和《科学通报》上。图一：祖冲之二号量子处理器图量子计算机对特定问题的求解超越超级计算机，即量子计算优越性，是量子计算发展的第一个里程碑，达到该里程碑需要相干操纵50个以上量子比特。超导量子比特是国际公认的有望实现可扩展量子计算的物理体系之一。潘建伟、朱晓波、彭承志等长期瞄准超导量子计算领域，于2021年5月构建了当时国际上量子比特数目最多的62比特超导量子计算原型机“祖冲之号”，并实现了可编程的二维量子行走 [Science 372, 948 (2021)]。团队在“祖冲之号”的基础上，采用全新的倒装焊3D封装工艺，解决了大规模比特集成的问题，研制成功“祖冲之二号”，实现了66个数据比特、110个耦合比特、11路读取的高密度集成，最大态空间维度达到了1019。“祖冲之二号”采用可调耦合架构，实现了比特间耦合强度的快速、精确可调，显著提高了并行量子门操作的保真度。通过量子编程的方式，研究人员实现了对量子随机线路取样，演示了“祖冲之二号”可用于执行任意量子算法的编程能力。根据目前已公开的最优化经典算法，“祖冲之二号”处理量子随机线路取样问题的速度比目前最快的超级计算机快7个数量级，计算复杂度较谷歌“悬铃木”提高了6个数量级。量子计算优越性的成功演示标志着量子计算研究进入到发展的第二阶段，开始量子纠错和近期应用的探索。“祖冲之二号”采用二维网格比特排布芯片架构，直接兼容表面码量子纠错算法，为量子纠错并进一步实现通用量子计算奠定了基础。同时，“祖冲之二号”的并行高保真度量子门操控能力和完全可编程能力，有望在特定领域找到有实用价值的应用，预期应用包括量子机器学习、量子化学、量子近似优化等。图二：量子随机线路取样保真度随线路深度的变化及目前最快的超级计算机“富岳”完成相同任务需要的时间。上述项目受到了安徽省、上海市、科技部和中科院的支持。论文链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.127.180501https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2095927321006733

2020年8月26日，上海大学理学院量子人工智能科学技术研究中心（Quantum Artificial Intelligence for Science and Technology, QuArtist）依托国仪量子金刚石量子计算教学机开启第一堂量子计算实验课。1. 量子技术发展背景&现状2014年，英国《自然》杂志吹响“第二次量子革命”的号角。以量子信息技术为代表的量子调控，是量子力学的最新发展，其带来了“第二次量子革命”。人类对量子世界的探索已从单纯“探测时代”走向主动“调控时代”，成为解决人类对能源、环境、信息等需求的重要新手段、新技术。2018年9月，美国发布了量子信息发展国家战略书，特别强调了量子技术和量子科技在国家战略中的重要性。欧盟从2018年开始，投入10亿欧元实施“量子旗舰”计划。英国早在2014年就发布了量子科技发展蓝图并在牛津大学等高校建立量子研究中心，投入约2.5亿美元培养人才。2016年，我国发布了《“十三五”国家科技创新规划》，其中强调了量子技术发展的重要性，量子通信与量子计算被列为“十三五”科技规划100项重大技术与工程项目的前三位。谷歌量子技术团队2019年10月谷歌公司发布论文宣称已成功演示“量子霸权”，引来中外媒体纷纷报道，其研发的量子系统只用了约200秒就完成了经典计算机大约需要1万年才能完成的计算任务，这一划时代的技术进展是量子计算研究也是量子技术应用的一个重要里程碑。IBM亦成功研制50多比特的量子计算机原型，虽然技术离真正付诸实用尚需时日，但美国已经在考虑对量子计算等技术领域设置出口禁令，我们不禁要问中国如何在未来的量子技术应用领域不被外国“卡脖子”并实现领先？2. 量子教育量子技术应用广泛现阶段，与量子技术快速发展不相适应的是，我国量子技术从业人员严重缺乏，工程技术人员对量子技术的理解不够深入、实操能力不足，这些已严重限制该技术发展和应用。人才的匮乏源于教育的缺失，更源于教育方式的桎梏，虽然目前很多高校开设了量子力学相关课程，但是现有的课程和教材从思维模式和体系结构上，大多侧重讲述物理原理和基础方案的验证性实验，缺乏类似工科专业教学的案例、教材和实验资源。“物理定律不能单靠“思维”来获得，还应致力于观察和实验。—— 普朗克”量子力学的教育，离不开量子理论和实验的紧密结合。推进量子力学学科建设，完善和创新学科教学内容、教学方法、教学手段，不仅符合我国建设量子技术科技强国的国家需求，还能解决高校量子技术相关应用型人才培养的实际问题。3. 上海大学理学院QuArtist中心教学机开课上海大学理学院量子人工智能科学技术研究中心（Quantum Artificial Intelligence for Science and Technology, QuArtist）于2019年5月31日正式挂牌成立。QuArtist中心由国际著名物理学家Enrique Solano担任中心主任。上海大学QuArtist中心QuArtist中心致力于量子计算和人工智能的基础和应用的前沿研究，将以21世纪“量子二次革命”为契机，融合量子计算与人工智能，建设量子软件和量子硬件的世界级中心作为发展的核心目标。QuArtist中心的愿景是为颠覆性量子技术创造一个极具影响力和占主导地位的生态系统，将艺术，科学，技术和企业家精神相融合，最大限度地提高创造力和生产力。QuArtist中心将结合高端人才、辛勤工作和原始创新三大要素，为科创中心的建设贡献力量。自从了解到国仪量子的金刚石量子计算教学机设备以来，QuArtist中心积极与我们联系并就量子计算相关课程开设和量子教育发展进行沟通交流。8月26日，国仪量子应用工程师应邀至QuArtis中心的老师及研究生同学开启了第一堂“量子计算实验课”，现场演示了金刚石量子计算教学机进行量子计算基础实验的相关原理和功能。我们详细专业的理论讲解及生动有趣的现场展示受到了QuArtis中心师生一致好评。课后，上海大学理学院陈院长评价道：金刚石量子计算教学机在QuArtist中心现场进行了调试，培训，让平日里退相干，Rabi振荡，Dynamical Decoupling这些理论概念通过量子计算教学机让同学们都有了感性的认识。整合资源，将企业生动教育教学资源引入第一、第二课堂，不断提升学生的学习能力，不仅是为未来服务国家和社会蓄能，更是为攻克国家科技创新和企业发展“卡脖子”技术贡献上大智慧。QuArtis中心开课现场此外，上海大学计划将基于国仪量子金刚石量子计算教学机给研究生及理学院的本科生开设量子计算课程，新学期开学后就会启动开课筹备相关工作，其中包括课程内容选择，课程方案设计等。国仪量子也将依据专业技能和经验积极配合上海大学做好课程开设相关工作，基于其课程定位提供定制服务，一起为我国量子教育发展及量子技术人才培养贡献力量。4. 金刚石量子计算教学机简述金刚石量子计算教学机是国仪量子为了更好地促进量子力学和量子计算相关的教学，推出的全球首款、面向大众的基于金刚石中NV色心，以自旋磁共振为原理的设备，通过控制光、电、磁等基本物理量，实现对NV色心发光缺陷的自旋进行量子操控和读出，从而实现量子计算等功能的教学仪器。该仪器可以在室温大气下运行，无需低温真空环境，使得设备有着几乎为零的运行成本，桌面型的设计让它能适应各种不同的教学环境，无论是课堂还是实验室，都能轻松进行量子力学和量子计算实验教学。不仅如此，金刚石量子计算教学机丰富的硬件模块支持学生动手搭建和调试，多功能的软件支持支持自定义脉冲序列编写。国仪量子金刚石量子计算教学机金刚石量子计算教学机可以帮助和促进高校、科研机构在开设、优化大学物理实验课、近代物理实验课、量子信息科学专业课程的相关工作，方便教师展示教学，激发学生的兴趣和想象力，提高学科水平和教学质量。基于金刚石量子计算教学机，国仪量子可以提供包括实验室建设、教学讲义、教学视频、教学课件、示范课培训等量子计算教学相关的整体配套解决方案定制服务，让学校和老师们更轻松的开设相关实验课程。QuArtist中心量子计算实验课堂的顺利开启对上海大学在量子教育的发展创新有着重要的意义，未来国仪量子也将与包括上海大学在内的国内各大高校院所共同努力、砥砺前行，为量子教育事业的发展、为量子技术人才的培养、为中国高科技的发展与创新、为量子技术科学强国做出更多贡献！

p 　　自二代测序的技术问世以来，就一直是研究和临床领域关注的重点。随着整个行业的技术发展，二代测序也带动了整个基因研究的产业链。在二代测序的产业链中，上游做检测，中游做分析，下游做应用。在测序价格持续下降的情况下，中游测序数据的生物信息学分析成为了提高效率最大的瓶颈。 /p p 　　传统的测序数据分析依赖于本地服务器的性能。而可以预见的是不断下降的测序价格将会带来更多海量测序数据的产生，而巨大数量的测序数据无疑会延长获得测序分析结果的时间。目前可能较好的解决方法是通过云计算的方式去做，云计算的优势在于能够通过分布式计算对大数据进行处理，从而极大提升运算效率以及降低成本。 /p p 　　目前国外的云计算平台Seven Bridge已经做的比较成熟，对二代测序数据也能够进行快速分析。缺点是作为典型的pipeline式分析，对用户的要求比较高，对于国内用户群体的使用会有一些障碍。而在国内的云计算平台中，GCBI将于2016年2月底发布新的全基因组测序分析平台，虽然还没有公布具体的信息，但是希望能够体现基本功能的高效率和高可用性。 /p p 　　接下来我们看看在不同的领域，测序的云计算平台可能带来的变革与进步。 /p p 　　 strong 科研领域 /strong /p p 　　科研研究者一直是测序的重要使用群体，由于测序成本的持续降低及更多的测序服务供应商选择，可以预见的是测序数据的产量与规模大幅度提升。而这部分数据是必然需要分析的，在没有大规模数据分析平台之前，分析的效率受限于本地服务器的规模，数据量越大，分析的时间也越久。而测序的云计算平台将有望突破这个瓶颈，100个样本，1000个样本，分析的时间都仅跟1个样本的分析时间类似，这将极大降低用户的时间成本。预计随着数据分析平台化的出现，科研研究的周期将大大缩短。 /p p 　　 strong 临床应用领域 /strong /p p 　　在传统的诊疗模式下，临床医生需要各种检查数据以及查体来对病人进行诊断。一旦分子层面的检测在临床进行开展，云计算平台可以通过对同一种疾病临床数据及分子检测数据的收集和快速分析，对特定的病人给出相应的辅助诊断参考，甚至给予相应的用药方案。临床医生在合理应用的情况下，整个诊断的过程将会变得更快速以及更准确。如果未来疾病的发展演变成依据分子水平的变化进行分类，那么诸如GCBI等云计算平台对临床的帮助会更大。 /p p 　　 strong 个人健康 /strong /p p 　　随着测序技术在医疗领域的应用，市面上已经有不少针对个人健康的检测业务了，检测方法包括个人全基因组测序、定制化基因芯片等等。而这些数据的分析与解读也会随着检测成本的下降变得越来越普遍。当每个人都会去做这样的检测时，云计算平台将有望对这部分数据的快速解读提供可行的解决方案。个人用户将更快速地获取自己的结果报告。 /p p 　　 strong 合作模式 /strong /p p 　　鉴于生物信息云计算平台的强大功能，有望在平台与科研单位、临床研究者甚至企业之间搭建各种各样的合作模式。科研单位与云平台的合作能加快科研成果的输出，云平台可以帮助科研单位进行成果的转化与应用 临床研究者可以借助云平台进行辅助诊断，云平台通过临床数据的输入不断使诊断模型优化 企业通过云平台可以推广自有产品，云平台也可以给用户提供更多样的供应商选择。 /p p 　　可以预见的是，生物信息云计算平台的强大能力不仅仅会体现在其计算能力上，临床应用，合作转化等方面都可以展现其潜力。就让我们拭目以待看看云计算平台的发展吧。 /p

近日，中国科学技术大学潘建伟教授及其同事陆朝阳教授等在量子计算机研究方面取得了里程碑式的突破，相关研究结果被国际权威学术期刊《自然光子学》接收。在光学体系，我国科学家团队次实现利用高品质量子点单光子源构建了量子计算原型机，并且演示了其超越经典电子计算机（ENIAC）与晶体管计算机（TRADIC）的计算能力，向真正的“量子计算霸权”时代迈出了重要的一步。图1 玻色子抽样量子计算实验示意图。实验主要由单光子器件，多路解编器，低损耗光子电路（9模干涉仪），探测器等部分组成 “我们发现了两个关键的方法来达到高效的玻色子抽样：超低损耗的多光子干涉计与高效率，高纯度，不可分辨的多路解编的量子点单光子源。我们实施了3个，4个和5个玻色子抽样，计算速度比所有之前实验展示的高出了至少2,4000倍，大约比于人类历史上台电子计算机（ENIAC）与晶体管计算机（TRADIC）快10-100倍。这是单光子的量子机器次超越早期经典计算机。我们的工作是光学量子计算技术领域的一个崭新的开始，不仅仅是原理证明，此次搭建的量子机器实质性地超越了两代计算机原型机。”--中国科学技术大学上海研究院教授 陆朝阳 教授 图2 高效率与不可分辨的单光子源：(a)单光子器件计速率达9MHz，(b)单光子不可分辨率达到0.939。低损耗的多光子干涉计：多路解编器输入与9模干涉仪输出后的模式振幅(c)与相位(d)结果图3 3-，4-和5-玻色子抽样计算实验结果，工作频率分别为4.96kHz, 151Hz, 4Hz。实验证实量子光学计算机工作速度超过台电子计算机ENIAC与晶体管计算机TRADIC 在此之前，陆朝阳教授在2016年6月被《自然》评选为十位在科学界做出了巨大贡献的科学家之一，称为“中国科学之星”。“九层之台起于垒土”，从2016年到2017年的现在，该科研团队连续发表了一系列的量子计算相关文章，本次的量子计算实验结果是建立在扎实的基础之上的。 此次量子计算实验中的单光子器件（高效率与不可分辨的单光子源），陆老师课题组使用的是德国attocube公司生产的attoDRY低温恒温器，低温位移台与扫描台，低温物镜等设备。我们也相信两位老师定能在量子领域再次攀登科研高峰。中科大科研团队近期相关发表文献：次实验量子计算论文：High-efficiency multiphoton boson sampling (Nature Photonics, 2017)次实现10光子纠缠论文：Experimental ten-photon entanglement, arXiv:1605.08547, Phys. Rev. Lett. (2016)单光子器件论文：Time-bin-encoded sampling with a single-photon device (PRL, 2017)高不可分辨率单光子源论文：On-Demand Single Photons with High Extraction Efficiency and Near-Unity Indistinguishability from a Resonantly Driven Quantum Dot in a Micropillar (PRL, 2016)相关产品链接：高精度纳米位移台http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C168197.htm无液氦低温强磁场共聚焦显微镜 http://www.instrument.com.cn/netshow/C159541.htm低温强磁场纳米精度位移台http://www.instrument.com.cn/netshow/C80795.htm

药品生产中清洗过程的主要目的之一，是去除产品或洗涤剂残留，以防止潜在污染转移到生产的下一产品中。确保不会出现这种情况的一个必要程序，是建立经科学证明的合格标准限值。本文专为使用TOC建立合格标准进行逐步讲解。合格标准的Sievers® 推导合格标准的Sievers推导是一个多步计算，并将碳和API贡献系数应用到最终的合格标准结果上。每一步骤的说明如下：1每日容许摄入量每日容许摄入量（ADI）被认为是安全水平，通常与毒性水平一起用于合格标准计算，以减少各批次之间的残留风险。根据生产的产品，通过应用安全系数，从未观察到作用剂量NOEL（Non-observed Effect Level）值计算至ADI 值。2后续产品中的最大残留限值（MCL, MaximumCarryover Limit）可计算MCL以显示后续产品B中产品A浓度的绝对量。此计算中的大多数系数可在法规档案、产品标签和公司规定的验证文件（如主计划、协议、认证或步骤）中非常容易找到。以下修正的公式（原来由Foreman和Mullen开发）给出允许的最大残留浓度。其中：MCL = 最大残留限值（mg）ADI = 每日允许摄入量（mg）B batch = 后续产品B的批量（mg）B max dose = 产品B的最大剂量（mg）3单位表面积的绝对限值计算MCL之后，下一步是确定共用生产设备的表面积上可能污染含量的残留限值。其中：MCL = 最大残留限值（mg）SSA = 用于生产产品A和B的设备的共用表面积（cm2）有时无法确定MCL计算中的某些系数。例如，在开发阶段，确定产品A和B的剂量规定可能太早。因此建议使用体积计算以确定正常运行时设备的处理容量。其中：MCL = 最大残留限值（mg）ADI = 每日允许摄入量（mg）矩形设备的容积＝长 x 宽 x 深（cm3）圆柱形设备的容积＝圆形面积 x 深（cm3）圆锥形设备（如V型混合器）的容积＝圆形面积 x深/3（cm3）SSA = 用于生产产品A和B的设备的共用表面积（cm2）务必认识到此系数的推导，是假设所有产品残留体积均匀分布在设备的共用表面积。推导的下一步提供一种解决方案，通过验证的TOC分析方法确定所分析的擦拭或漂洗样品中的限值。4每个样品分析响应的绝对限值当为通过直接（擦拭）和间接（漂洗）样品的分析响应计算清洁验证样品中的绝对限值时，有两种选择。其中：SSA的限值 = 根据设备的共用表面积计算的MAC限值（mg/cm2）SA = 如果使用棉签，所擦拭的面积（cm2）V = 用于脱附棉签的体积，（从棉签顶部提取化合物）或漂洗的样品体积（mL）5API和碳贡献回收系数（专用于TOC分析）API和碳贡献回收系数可使用化合物的分子量进行计算。碳百分比（％C）从化合物的经验公式推导。其中：产品API% = 产品中API的浓度mg C = 分子式中的碳的量乘以12MW = 化合物的分子量每个样品的限值 = 样品中的浓度（mg/L，ppm）考虑到TOC是专用于测定溶液中碳浓度的分析方法，此步骤对于确定使用TOC清洁验证的合格标准至关重要。使用TOC合格标准进行产品分组在评测多个产品以及被认为是“最恶劣组份”的潜在化合物的合格标准之后，产品分组表和TOC一起使用，以确定适当的合适水平。在合格标准计算时，更改产品、批次、API和碳贡献，很容易实现。在计算出以不同的顺序分批的各产品组的结果后，应通过科学判断选择合格标准。表1显示在批次产品B之后的产品D，导致最恶劣的情况。因此，提倡基于最恶劣的情况，选择的合格限值。进一步说明科学地说，MCL定义为在最后批次产品“B”中产品“A”的总浓度。这只是假定产品“A”的所有残留将在产品“B”的指定批次均匀混合。最重要的是，产品知识、工艺、清洗剂、清洗过程和分析方法，为建立最好地显示清洗过程能力的标准，提供有力的支持，并确保后续的产品不会受到污染。使用包含碳百分比系数的Sievers推导，使得MCL公式可用于计算可量化的TOC限值；没有碳百分比系数时，MCL得到的是可量化的化合物浓度，而不是TOC浓度。参考资料：◆ ◆ ◆联系我们，了解更多！

近日，依托国仪量子金刚石量子计算教学机，天津大学理学院开设的量子计算机实验课程圆满收官！ 金刚石量子计算教学机 天津大学理学院（School of Science, Tianjin University）的前身是北洋大学理学院，创建于1946年，经过七十余年的风雨洗礼，如今的理学院在学校领导下，学院党政围绕培养具有家国情怀、全球视野、创新精神和实践能力的卓越人才，以“创新理科发展道路，提升学科整体水平”为载体，在学科建设、教学工作、科学研究、人才培养、人才队伍建设、学生工作、管理和党建工作等各方面都取得了显著的成绩。 天津大学 天津大学一直非常重视本科生的物理实验教学，鼓励教师拓展实验内容，开发新的实验项目。前期，国仪量子依据专业技能及经验，积极配合天津大学理学院做好课程开设相关工作。 天津大学理学院按照课程设置的内容，将量子计算实验课纳入大学物理实验课程中，面向本科二年级的同学进行授课。课程类型为必修课，共计48学时。课程的开设及完成，获得了师生一致好评。 量子计算教学机光路模块 该课程授课教师认为，这门实验课程涉及到的量子计算是具有前瞻性的应用方向，开设这门课程可以拓宽学生的视野，直观学习量子计算相关的基本概念和基本逻辑。 老师表示，金刚石量子计算教学机是一套集成化高、性能齐备的教学演示设备，设备运行稳定，界面操作人性化，参数设置一目了然；学生可以手动调节光路和各信道的接线连接，将仪器中的通道编辑与信号传输对应起来，建立直观的联系，可以满足不同学时的上课需求。 此外，授课老师还对国仪量子提供的全面细致的技术支持表示感谢。 量子计算教学机实验演示场景 天津大学量子计算机实验课程的顺利完成，对国内高校探索量子教育发展与应用具有十分积极的影响，对天津大学在量子教育的发展创新也都有重要的意义。未来，国仪量子也将继续与包括天津大学在内的国内各大高校院所共同努力、砥砺前行，为量子技术人才的培养与教育、为中国高科技的发展与创新做出更大贡献！关注更多国仪量子欢迎热线咨询

英国《自然》杂志19日连发三篇论文，来自三个团队的科学家们在开发容错量子计算机方面取得重要突破。他们验证了硅双量子位门保真度，超越了容错计算机的阈值（99%）。研究结果证实，硅材料中强大、可靠的量子计算正在成为现实。研究还表明，硅量子计算机与超导和离子阱一样，是实现大规模量子计算机研发的有前途的候选者。　　澳大利亚新南威尔士大学研究团队在磷供体形成的两个核自旋之间创建了双量子位通用量子逻辑运算，通过行业标准的离子注入方法将其引入硅中。他们使用一种被称为“量子门集层析成像（GST）”的方法，对其量子处理器的性能进行了验证，实现了高达99.95%的单量子位保真度和99.37%的双量子位保真度。此外，根据研究结果，电子自旋本身就是一个量子位，可和两个原子核纠缠在一起，形成一个三量子位的量子纠缠态，这一保真度达到了92.5%。这为大型硅基量子处理器在现实世界中的制造和应用铺平了道路。　　荷兰代尔夫特理工大学研究团队使用由硅和硅锗合金堆栈形成的材料创造了一个双量子位系统，其中量子信息被编码在限制于量子点的电子自旋中，最终实现99.87%的单量子位保真度和99.65%的双量子位保真度。　　日本理化学研究所的研究团队采取了类似的路线，使用代尔夫特团队生产的相同材料堆栈，创建了双电子量子位，实现了99.8%的单量子位保真度和99.5%的双量子位保真度。研究结果首次使自旋量子位在通用量子控制性能方面与超导电路和离子陷阱相抗衡。　　来自荷兰和日本的研究团队在合作实验过程中发现，一种名为拉比频率的属性是量子计算机系统性能的关键。他们还发现了一个频率范围，其中单量子位门保真度为99.8%，双量子位门保真度为99.5%，达到了所需的阈值。　　研究人员证明了他们可实现通用运算，这意味着构成量子运算的所有基本运算，包括单量子位运算和双量子位运算，都可在高于纠错阈值的门保真度下执行。　　为了测试新系统的性能，研究人员还采用了双量子位的Deutsch-Jozsa算法和Grover搜索算法。这两种算法都能以96%—97%的高保真度输出正确的结果，表明硅量子计算机可进行高精度的量子计算。

2015年5月26日，CFDA正式发布了2010版GMP法规的新附录之一《计算机化系统》，引起了国内制药行业的广泛讨论和高度关注。其实许多制药企业对它的内容并不陌生，因为这则法规于2013年作为征求意见稿已经添加到新版GMP法规附录中。而现在，它将作为正式的法规于2015年12月1日起执行。这则法规附录将给国内制药企业带来什么新的挑战？从近两年来CFDA的一系列举措（频繁的飞行检查，2014年至今已取消近100家药企的GMP证书）来看，国内GMP的监管力度是显著增强的。所以届时如果企业不能满足《计算机化系统》法规的要求，将可能面临十分严重的后果。 CFDA为何要发布这则法规？ 国内外GMP法规有许多差异，而对计算机化系统的要求差异尤为明显。CFDA所执行的2010版GMP法规内容与国际上其他法规机构的cGMP法规是对等的，如FDA 21 CFR Part 211。但美国的制药企业除了执行 21 CFR Part 211以外，同时还要遵守21 CFR Part 11法规；欧盟国家的制药企业除了执行欧盟GMP以外，还要遵循Annex 11法规。FDA的21 CFR Part 11与欧盟的Annex 11的内容是类似的，都是针对于制药企业使用计算机化系统的法规要求。新颁布的《计算机化系统》法规附录是国内法规与国际接轨的重要一步，将填补国内对于计算机化系统要求的法规空白，是实现与国际法规监管机构之间相互认可的前提条件之一。 法规到底讲了些什么？ 《计算机化系统》法规附录究竟讲了哪些内容？其实，我们发现内容并不多，全文共24条要求、6页，共计2500字。我们尝试对这些法规条文作了初步的解读，把所理解的核心内容概括如下： 1.CFDA明确提出进行计算机化系统验证的要求 以往，法规对于仪器的确认是一直有要求的，但对计算机软件验证的要求不明确。因而，大部分的制药企业不对计算机系统进行验证，或仅进行最简单的确认。真正按照GAMP5指南基于风险评估进行完整验证的企业不多，仅某些企业有国外业务、需要通过FDA或欧盟审计时才会考虑。而这则法规发布以后，明确对所有的国内制药企业提出进行计算机化系统验证的要求，为计算机化系统验证提供了法规依据。这里尤其值得注意的是，法规附录里要求进行基于风险评估的计算机化系统验证，实际上就是指遵循GAMP5的验证方法学，即计算机化系统验证的形式应该是验证（Validation），通常所说的确认（Qualification，IQ/OQ/PQ）是不足够的。 2.数据合规性要求 法规明确了对数据输入的准确性和数据处理过程的正确性要求，以保证数据的合规性。概括来说，对计算机系统合规性的功能要求可以总结为：访问控制、权限分配、审计追踪和电子签名。 访问控制：只有经许可的人员才能进入和使用系统。 权限分配：应当对进入和使用系统制订授权、取消和授权变更的操作规程。 审计追踪：用于记录数据的输入和修改以及系统的使用和变更。 电子签名：明确了直接对电子数据进行电子签名是合规的，但电子签名需要符合相应法规。 其中，电子签名是“可以有”，而不是“必须”，这取决于企业对于主数据的定义是电子数据还是纸质数据。这与21 CFR Part 11和Annex 11是一致的。对于审计追踪记录的要求，是“根据风险评估的结果，考虑在计算机化系统中建立数据审计跟踪系统”，这可能是考虑到很多软件自身功能设计上无法实现的情况。然而，对于色谱数据系统这样的关键原始数据系统来说，审计追踪肯定是必然的要求。 3.电子数据安全性要求 电子数据安全性一般分为逻辑安全性和物理安全性。逻辑安全性即是通过软件自身的权限控制对数据的访问、录入、修改和删除等操作，确保不被人为误操作或有意的篡改行为而影响数据安全。而物理安全性，即是对数据存储的介质（如硬盘、光盘、服务器等）进行保护，确保系统本身不会因为物理介质的损坏或故障造成数据丢失。 4.数据备份要求 关于电子数据的备份要求不算是新的法规要求，GMP法规也一直要求数据备份以保证原始数据的安全性。国内制药企业通常也都制定了数据备份策略，但我们发现通常只是一个月甚至半年才做一次数据备份，真正发生故障时原始数据还是会严重丢失。这样的数据备份归档，其形式意义大过于实际意义；而即使是这样的一个备份频率，企业都已经觉得数据备份的工作任务很重。其根本原因是缺乏良好的解决方案。《计算机化系统》单独列出这条要求，将提高制药企业对数据备份的重视，进而采纳更先进的解决方案。 那么这些新的要求将对国内制药企业带来什么影响？会为实验室工作带来哪些变化？ 预期影响一：单机版色谱软件被网络版软件取代的步伐将加快 目前，国内有些制药企业采用单机版色谱工作站来处理色谱数据，尤其是在规模较小的实验室（少于5套色谱系统），在仪器数量较少时，单机版软件初始成本较低，能满足实验室日常操作需求。当仪器数量超过5台以上，企业就需要考虑单机版和网络版软件的平均成本了。而《计算机化系统》附录对计算机化系统明确提出了验证的要求，如果按照这一要求来做，网络版软件在合规性和成本上的优势将越发显著。 1.成本有效降低 按照以往的认知，网络版软件价格是贵于单套单机版软件的，通常在实验室规模化了之后，企业才会考虑。而现在，《计算机化系统》附录明确要求对每套计算机化系统进行验证，这将大大增加单机版色谱系统的验证成本。比如，如果一家企业的实验室有10套色谱系统，就意味着需要做10次验证，每一台仪器都需要作为独立系统逐一进行计算机系统验证。而一套网络版软件可接入多套仪器，只在第一次部署的时候产生验证成本。未来再接入新仪器时，都只需对仪器硬件进行确认即可，无需再对软件进行全面的重新验证。这样下来，单机版和网络版的验证成本可能相差数十倍。 这种情况下，网络版软件无疑将成为制药企业满足验证要求的同时降低成本的有效途径。沃特世Empower 3网络版软件可控制包括安捷伦、PE、岛津、Thermo等在内的多家色谱系统，最大程度上将实验室的计算机化系统数量和类型减至最低，帮助制药企业摆脱单机版高昂的验证成本，一劳永逸地解决色谱系统的计算机化系统验证问题。 2.数据的合规性与安全性 《计算机化系统》附录明确表示电子数据是可以接受的。其实电子数据相比纸质数据，可以更完整地反应数据的状态，包括：报告、仪器方法、积分方法、样品序列、审计追踪报告等。当电子数据变得越来越重要，它的合规性和安全性需要得到足够的保障。 单机版软件都会面临一个物理安全性的问题，那就是数据都存储于本地电脑，而电脑处于实验室环境中，存在客观的物理损坏、易被获取等风险。普通的电脑硬盘也有一定的工作寿命，一旦硬盘损坏，数据将会丢失。而网络版软件采用服务器将原始数据存储于更为安全的IT机房，并采用服务器的硬件镜像技术，确保了数据的物理安全性。此外，通过服务器可以实现数据的自动备份，并且可以将备份周期从原来的一个月或半年提高到每天，显著提高了便利性和效率。 除了确保电子数据的物理安全性，数据的逻辑安全性也要得到保障。所谓的逻辑安全性，即是通过软件自身的权限控制对数据的访问、录入、修改和删除等操作，确保不被人为误操作或有意的篡改行为而影响数据安全。Empower 3网络版软件基于Oracle数据库而开发，具有严谨详细的权限控制功能，通过权限控制使用户无法对仪器方法、积分方法和原始数据等进行篡改或删除，确保了数据的逻辑安全性。 图1. 通过Empower 3软件指导，管理员可确保该系统配置符合GxP和21 CFR Part 11的规定。 预期影响二：计算机化系统验证需求显著增长 计算机化系统验证比较耗时且操作复杂，需要多领域的专家花费大量时间去完成。沃特世从欧洲ISPE制药工程协会聘请了资深的验证咨询顾问（GAMP5指南的编辑之一），为国内企业提供全套专业的合规性和验证（Computer System Validation, CSV）服务，可协助广大用户顺利完成验证工作，使系统尽快投入运行，并满足法规要求。 非色谱类数据管理 前面提到Empower 3网络版软件可以解决色谱数据的安全性、合规性和备份问题。那么，对于非色谱类仪器，如何解决它们的数据管理问题？ 根据《计算机化系统》附录的要求，除了色谱类（LC和GC）数据，实验室也要确保非色谱类数据的安全性和合规性，比如质谱、红外、核磁等仪器。对于这些无法通过Empower网络版软件控制的系统，沃特世提供另一种数据管理解决方案——NuGenesis SDMS科学数据管理系统，它可以自动采集、编目原始数据和报告数据，将来自任何仪器的原始数据归档至安全、可靠的Oracle数据库中，符合电子记录和电子签名的规定等，最终帮助企业满足法规要求。 1.数据备份、归档 CFDA的《计算机化系统》法规附录里强调了电子数据的备份和归档的重要性，不论是以电子数据作为主数据，还是纸质打印件作为主数据。而FDA也认为，完整、准确的数据副本非常重要，因为纸质打印件已不再适合代替电子数据。NuGenesis SDMS以Oracle作为底层数据库，可以自动、准确地采集原始数据和报告数据，并归档到数据库中；可对数据的变化进行追踪，并将每一次变化保存到数据库，保护其不被篡改。相比其他备份软件采用的固定备份周期，如：每天一次或每周一次，NuGenesis SDMS对数据进行实时备份，显著降低了故障发生时的数据丢失率。 2.审计追踪 通过“审计追踪”功能，可追踪对数据的访问的更改，是维护系统安全的关键。审计追踪不完整或缺失会影响数据的完整性，甚至影响产品质量。从过去的审查案例中可以看到，通过审计追踪可以有效发现是否有数据操纵行为发生。而当在审查过程中发现数据偏差时，审计追踪显得尤为重要。 NuGenesis科学数据管理系统（SDMS）审计追踪自动生成，能够为所有非色谱类系统提供： –采集所有历史信息（人员、时间、内容），包括任何数据的插入、对元数据的修改、记录副本及删除等动作。 –不允许更改数据本身 –追溯用户权限的修改 –识别无效或已修改的记录 –能够对所有原始数据和报告数据进行校验确认，保护系统内的数据免遭修改。 这些功能大大降低了信息丢失或修改的风险，保持记录的完整性。当面临审计要求、要提供客观证据时，可以从在线NuGenesis SDMS数据库中快速、方便地找到证明文档，而无需人工翻查纸质打印报告，显著提高了效率。 3.电子审批 《计算机化系统》附录明确认可电子数据和电子签名，这意味着原始数据可以不用像以往那样打印出来再签名，直接对电子数据进行签名是合规的。在不久的将来，制药企业或将由传统的纯纸质记录逐渐转向更为灵活的电子数据和信息环境。如果企业决定采用电子审批，那么同样的，Empower网络版软件可以快速、方便地解决色谱类仪器的电子签名；而对于实验室中的非色谱类仪器，同样可以交给NuGenesis SDMS去解决它们的电子审批过程。 虽然《计算机化系统》附录并没有明确电子签名的相应法规，但从NuGenesis SDMS在满足21 CFR Part 11对电子签名的要求中可以看出，它可以提供一系列功能，满足Part 11对电子签名的要求。 –签名的显示——NuGenesis SDMS中的电子签名可显示：1）签名者的完整印刷体姓名；2）执行签名的日期和时间；3）签名的含义（复核、审批、授权、职责）。在签署记录时，这些都是必需要素。此外，NuGenesis SDMS可防止电子签名被重新分配和使用，不允许在应用电子记录后删除该电子记录中的签名信息，确保了电子签名的唯一性。 –签名/记录链接——NuGenesis SDMS能够在电子签名和原始电子记录间建立无法破坏的链接，确保签名无法被删除、复制或转移。 以上仅列出了NuGenesis SDMS的几项关键功能，帮助制药企业轻松、可靠地管理非色谱类仪器数据，满足合规性要求。 如您对法规、软件、验证等有任何问题，欢迎发送邮件至yong_jin@waters.com，沃特世信息学专家将为您解答，感谢您的关注。

尊敬的企业科研人员、管理者： 为了帮助企业解决在执行计算机化系统验证中存在较多的困惑，指导企业自主找出数据完整性方面的缺陷，建立数据完整性质量体系，由北京创腾科技有限公司主办为期一天的“计算机化系统验证培训”将于2016年5月21日（周六）在北京凤凰会议中心（国家蛋白质科学研究中心）举办。我们诚挚地邀请您参加本次培训。 随着CFDA颁布并执行2010版GMP法规的新附录《计算机化系统》，随着国内GMP的监力度显著增强，越来越多的企业意识到能不能满足《计算机化系统》法规的要求将起着至关重要的作用。本届培训将围绕此命题，对计算机化系统法规进行深入的解读，理解法规对计算机化系统合规的要求及其重要性，对计算机化系统验证内容及流程进行详细阐述，并帮助企业识别生命科学行业。法规具体适用的计算机化系统验证法规以及实战解释相关规例和成功验证系统的指南。 我们邀请到具有计算机系统验证资质的资深培训师Shannon女士为嘉宾进行深入系统的培训，以下是培训详情，请您仔细阅读，我们诚邀您的参与！一、培训时间和地点:培训时间：2016年5月21日（周六）8:30-17:00培训地点：北京凤凰会议中心 小会议室北京市昌平区北清路中关村生命科学园（国家蛋白质科学研究中心）二、参加对象:企业管理人员和技术人员，包括质量保证部门、质量控制部门、IT部门、验证实施部门、技术支持部门等需要掌握CSV基础知识的管理人员、以及计算机系统的供应商等。三、培训专家介绍：Shannon Wang个人简介： 具有超过 15 年的经验，为政府机构、 电信、 建筑、 电子商务以及医疗行业提供有效应对技术挑战的解决方案。非常熟悉医药行业，按照监管要求及GAMP5指南提供完整的计算机化的系统实施和验证解决方案。 项目包括，ERP验证、 MES实施和验证、BMS/EMS 系统验证、 LIMS 系统实施和验证、WMS系统验证等。具有国际制药工程协会(ISPE) 中国培训委员会成员及ISPE中国GAMP培训师，以及中国食品药品查验审核中心（CFDI）计算机化系统验证培训师资质。为中国本地制药公司提供计算机化系统验证培训。四、培训详细议程：点击查看五、培训费用：培训费用：RMB 1000元/人 （包括：专家费、资料、中餐、证书，住宿和交通费自理）优惠费用及条件： RMB 800元/人，只限于参加“第三届数字化实验室建设与应用研讨会“的代表。收费方式：A、银行汇款信息（请在汇款时务必注明用途“培训费+姓名“） 　 户 名：北京创腾科技有限公司上海分公司 开户行：招商银行上海晨晖支行 账 户：121919707510501B、现金支付：会议现场注册，支持刷卡支付方式。六、报名方式：请您填写报名回执，并将回执以邮件、传真或邮寄方式于5月15日前提交会务组（报名信箱：huiyi@neotrident.com），以便我们在培训举办前，为您安排好相关培训事宜。收到您的报名回执后，会务组将用邮件方式与您确认。七、住宿与交通：梧桐苑商务酒店会议价格：RMB 328/晚 （含早，标准间）宾馆地址：北京市昌平区北清路中关村生命科学园内宾馆电话：010-61777200海诺康会馆会议价格：RMB 298 /晚（含早，标准间）宾馆地址：北京市昌平区生命科学园路 16 号（中关村生命科学园内）宾馆电话：010-80728999转8178会议地址：凤凰会议中心小会议室（北京昌平区中关村生命科学园入口东侧大楼）八、培训联系：北京创腾科技有限公司电话： 021- 51821768转233（陈女士） 13916858963 021-51821768转219 (崔小姐) 010-82676188转213（杨小姐）传真： 021- 51821758邮箱：huiyi@neotrident.com网站：www.neotrident.com

来自中国科学院网站的消息：近日，国家重大科技基础设施子午工程专用高性能计算平台——12万亿次刀片式超级计算机建成。子午工程专用高性能计算平台是子午工程研究与预报系统的核心硬件设备，为子午工程的运行计划的制定、子午工程物理与应用预报模式的大规模计算以及空间环境数据的三维可视化提供支撑。 　　子午工程专用高性能计算平台的刀片式超级计算单元由1024颗INTEL Xeon E5450(主频3.0GHz、内存16GB)CPU构成，计算刀片之间的通信通过目前最先进的全线速、无堆叠20Gb Infiniband高速互连网络完成，支持并行软件和并行运算及开发环境(GNU和Intel C/C++ 、Intel fortran、MPI)，其计算峰值为12.28万亿次、Linpack性能为10.33万亿次 专用高性能计算平台的存储单元为全光纤SAN架构，I/O结点配备了4路4核Intel Xeon E7440处理器，采用并行文件系统，支持基于阵列的快照和克隆及异地远程同步和异步镜像复制等 专用高性能计算平台的虚拟现实可视化及数字视频会议单元采用SGI32核CPU、NVIDIA Quadro FX 4600专业图形生成器，两台高清分辨率三片多晶硅LCD的BARCO iCon H600投影机以实现背投、被动全三维立体可视化表达。 　　专用高性能计算平台经过半年的试运行，已有效集成子午工程L1-磁层-电离层因果链物理模式、数值磁层库软件及地磁暴预报模式、电离层预报模式、多站点中层大气气候模式等五个空间天气物理与应用预报模式，使得240*160*160网格规模下的地球磁层准稳态解的模拟计算时间由过去的三个月缩短为三天，模式计算数据与空间环境监测数据的展示实现了由二维平面向三维立体的本质转变，极大提升了系统开展子午链模式与基于子午链的空间天气预报方法的综合研究能力，在两种主要的行星际扰动(动压脉冲、激波)与地球磁层相互作用、太阳高能粒子传播与加热机制及磁层电流体系研究方面取得了一些非常重要的阶段性成果，特别是发现在IMF南向时，弓激波和磁层顶均对越尾电流供电的创新结果引起了国际同行的高度关注。这样一个资源共享、信息交互的协同工作平台的建成有助于进一步充分利用子午工程空间环境监测系统的观测能力和产出，开展和组织灾害性空间天气事件的连锁过程、时变模式及空间天气变化规律的系统研究，直接服务于子午工程整体建设目标的实现。 　　专用高性能计算平台已通过中科院空间科学与应用研究中心组织的测试与验收。

量子计算机从实验室走向产业化应用的步伐正在加快。北京玻色量子科技有限公司日前发布了自研100量子比特相干光量子计算机——“天工量子大脑”，该成果目前已在通信、金融、生物医药、交通等产业领域进行了真机应用测试。量子计算，是一种遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算模式。随着电子计算机赖以提升算力的摩尔定律逐渐走到尽头，人们对新一代计算工具无比渴求，量子计算机正是备受关注的新一代计算工具的代表。量子比特是量子计算机的基本信息单元，当前，在实验室里制备单个或少量的量子比特对量子物理学家来说已经不再是难题，如何制备出成百上千的量子比特并使其在系统中稳定运行，成为量子计算技术从实验室走向产业应用的最大挑战。据悉，“天工量子大脑”具有100个计算量子比特，可以解决最高超过100个变量的数学问题，已达国际领先水平。此外，它还实现了上百规模光量子之间的“全连接”控制，具备完整的可编程能力，也就是对应不同的应用场景和不同算法时硬件无需修改，完全通过软件配置就能实现可扩展、可编程，充分利用光量子计算优势，极大降低了实际问题的建模复杂度。公司首席技术官魏海介绍，当光穿过非线性材料时，其光子的波长和相位都会发生变化，在精准控制其能量和相位的过程中，在相空间会出现量子叠加态效应，这也是“天工量子大脑”实现加速计算的根本原因，玻色量子技术团队利用该效应，完成了100光量子比特的并行加速计算。为了满足光量子存储运算的极高精度需求，实现超过100个量子比特的存储，技术团队自主研发了一款光量子计算专用光纤恒温控制设备——“量晷”，该设备能将光纤的温度变化稳定在千分之一摄氏度量级，即能够做到0.001摄氏度的温度稳定维持，有效避免环境温度波动带来的光纤内存长度误差。为了导入计算问题的参数矩阵，玻色量子自研了光量子测控一体机——“量枢”，集光量子测量反馈、系统状态检测、计算流程控制等功能于一体，同时控制、读取和执行快速反馈来操控100个计算量子比特。量子计算应用在产业的实际场景中，究竟有何优势？平安银行LAMBDA创新实验室负责人崔孝林介绍，其在“天工量子大脑”上实现了对德国信用数据集特征筛选计算的加速，在不到一毫秒的时间内完成了相关问题的求解。这一计算速度与传统的经典计算机最优算法相比，至少实现了100倍加速。北京航空航天大学教授、数据智能与智慧管理工信部重点实验室主任吴俊杰也举例说道，在复杂环境下的动态决策问题困扰了其很久，量子计算为其提供了新的解决思路和技术路径。北京量子信息科学研究院科研副院长、清华大学物理系教授龙桂鲁说，在量子计算机的多种技术路径里，“天工量子大脑”所属的相干伊辛机是最经济实用的，也是当前具产业化应用条件的方向之一。据悉，玻色量子2020年11月成立于北京朝阳区，其团队来自斯坦福、清华、中科院等顶尖院所，目前其成果已率先在金融、通讯、生物医药、交通等领域进行了应用探索，推动光量子计算领域实用化与产业化。3个月前，因“天工量子大脑”在通信、金融等领域的巨大潜力，玻色量子团队获得了中国移动的产业投资，这也是量子计算行业里首例来自产业领域的战略投资。

《自然》杂志14日报告了一种量子处理器，无需进行纠错就可超越经典计算。这个IBM127量子比特处理器在制造、测量高度纠缠量子态方面超越了当前最佳经典计算方法的能力。这一成果表明，量子计算机可能在近期用于一些特定的计算而无需容错性（运行量子计算机时避免或快速纠正错误使之在控制之下），朝向实用跨出了一大步。量子计算的一个关键目标是超越经典计算、高效执行特定任务。为达到这一目标，还需要应对许多实际的挑战，例如将错误率保持在较低水平，穿透量子“噪声”（来自底层系统或环境的干扰），扩大量子计算机的规模。错误和噪声会降低或消除量子计算超越经典计算带来的好处。在现行技术下，容错还遥不可及。虽然现有的量子处理器已经能够在一些特定但人为的问题上超越经典计算机，但当前或近未来的嘈杂量子计算机能否执行有用（如实现研究目的）的量子计算仍有争议。IBM托马斯J沃森研究中心科研团队此次提供了证据，表明他们的量子芯片能可靠地生成、操纵和测量量子状态，这些状态复杂到经典方法无法可靠地估计其特性。结果表明，量子机器即使没有纠错，也已经可以帮助解决一些经典计算机束手无策的特定问题（如研究物理模型）。这一实验基于一个127量子比特的处理器，运行60层电路深度，约2800个二量子比特门（经典计算机逻辑门的量子版）。这一量子电路会产生巨大的、高度纠缠的量子态，其要求过高，无法通过经典计算机上的数值近似可靠地重现。但该量子计算机可以通过测量期望值精确估计这些状态的性质，制造和测量了这些巨大态，却不产生太多削弱计算的错误。瑞典查尔姆斯理工大学格兰文丁与乔纳斯白兰德尔评价称：“这一根本的量子优势在于规模而非速度——127量子比特编码了一个巨大的态空间，而经典计算机没有这么大的内存。”

关于“量子计算加速实验演示”线上研讨会通知会议主题：量子计算加速实验演示Photonic Quantum Computational Advantage主办单位：牛津仪器科技（上海）有限公司Oxford Instrument Technology (Shanghai) Co., Ltd.协办单位：仪器信息网Instrument.com.cn会议形式：线上Webinnar (via Zoom )会议时间：2021年12月9日17:00—18:00（北京时间）5:00 pm (CST) December 9th of 2021报告人： 陆朝阳 中国科学技术大学Speaker: Chao-Yang Lu, University of Science andTechnology of China, China陆朝阳，1982年12月出生于浙江，剑桥大学物理学博士，中国科学技术大学教授。陆朝阳长期致力于面向实用化的量子信息技术研究，在包括《自然》和《科学》11篇、《自然》子刊12篇、《美国科学院院刊》5篇、《物理评论快报》48篇等国际顶级学术期刊发表论文100余篇，被引用15800余次。2020年，潘建伟、陆朝阳等研究团队成功构建了76个光子100个模式的高斯玻色取样量子计算原型机“九章”，输出量子态空间规模达到了10^30，处理高斯玻色取样的速度比超级计算机快一百万亿倍。这一成果使得我国成功达到了量子计算研究的第一个里程碑：量子计算优越性（国外也称之为“量子霸权”）。今年，他们又升级到了“九章二号”，达到了113个光子。“九章”先后入选了包括中国科技年度十大进展、联合国教科文组织评选的全球十大数字创新、Falling Wall Top Ten Breakthroughs of the Year、腾讯青少年科学小会和Science评选的年度科学突破榜首等一系列奖项。此次的报告中，陆朝阳教授将为我们介绍团队如何自主研发具备高效率、高全同性、极高亮度和大规模扩展能力的量子光源，并且分享“九章”的最新研究进展。AbstractThe main challenge for scaling up photonic quantum technologies is the lack of perfect quantum light sources. We have pushed the parametric down-conversion to its physical limit and produce two-photon source with simultaneously a collection efficiency of 97% and an indistinguishability of 96% between independent photons. Using a single quantum dot in microcavities, we have produced on-demand single photons with high purity (99%), near-unity indistinguishability, and high extraction efficiency—all combined in a single device compatibly and simultaneously. Based on the high-performance quantum light sources, we have implemented boson sampling—which is an intermediate model of quantum computing, a strong candidate for demonstrating quantum computational advantage and refuting Extended Church Turing Thesis—with up to 76 photon clicks after a 100-mode interferometer. The photonic quantum computer, Jiuzhang, yields an output state space dimension of 10^30 and a sampling rate that is 10^14 faster using the state-of-the-art simulation strategy on supercomputers.Speaker IntroductionChao-Yang Lu was born in 1982in Zhejiang, China. He obtained Bachelor' s degree from the University of Science and Technology of China (USTC) in 2004, and PhD in Physics from the Cavendish Laboratory, University of Cambridge in 2011. Since 2011, he is a Professor of Physics at USTC. His current research interest includes quantum computation, solid-state quantum photonics, multiparticle entanglement, quantum teleportation, superconducting circuits, and atomic arrays. His work on quantum teleportation was selected as by Physics World as “Breakthrough of the Year 2015”. His work on single-photon sources and optical quantum computing was selected by Optical Society of American (OSA) as one of “Optics in 2016”, “Optics in 2017”, and “Optics in 2019”. His work on photonic quantum computational advantage was selected by “UNESCO Netexplo 10 Digital Innovation”. He has been awarded as Fellow of Churchill College (2011), Hong Kong Qiu Shi Outstanding Young Scholars (2014), National Science Fund for Distinguished Young Scholars (2015), Nature’s top ten “science star of China” (2016), OSA Fellow (2017), Fresnel Prize from the European Physical Society (2017), AAAS Newcomb Cleveland Prize (2018), Huangkun Prize from Chinese Physical Society (2019), Nishina Asian Award (2019), Xplorer Prize (2019), IUPAP-ICO Young Scientist Prize in Optics (2019), OSA Adolph Lomb Medal (2020), Rolf Landauer and Charles H. Bennett Award in Quantum Computing (2021), World Economic Forum Young Global Leader (2021), and James P. Gordon Memorial Speakership (2021). He is the Chair of Quantum 2020 and has served as an editorial board member in international journals such as Quantum Science and Technology, PhotoniX, Advanced Photonics, Advanced Quantum Technology, Science Bulletin, and iScience.报名方式：扫描下方二维码或点击下方链接进入报名页面。Registeration: Scan the QC code below or click the link below to registration in advance!扫码立即报名报名链接 Registration：https://us02web.zoom.us/webinar/register/WN_N0la67R9RmeU_8Bi1_JnSg

使用光学显微镜进行病理切片检查是癌症诊断的“金标准”。传统的数字病理学常使用高倍物镜和扫描拼接的方法以获得大视场、高分辨率图像，但高精密电动位移台、高倍物镜、脉冲光源等组件价格昂贵，提高了仪器设备的成本，且大量的机械运动也会减缓成像的时间效率。同时，高倍物镜带来的景深狭小和机械扫描拼接带来的伪影、重影、失败问题等也降低了成像质量。2013年，科研人员发明傅里叶叠层显微术(Fourier ptychographic microscopy，FPM)。该技术使用低倍物镜获得天然的大视场，通过多角度扫描方式采集一组低分辨率图像，在频域中迭代重构高分辨率的结果，无需机械扫描就能获得高分辨率、大视场图像，有效地解决了传统扫描成像的质量问题，突破了传统显微成像中分辨率与视场之间的矛盾关系，使得在数字病理学中实现高通量成像成为可能。 　　全彩色FPM成像对于分析标记的组织切片至关重要。传统扫描拼接依托彩色相机速度很快，尽管FPM技术在单通道下有高通量优势，但彩色化下使用传统的RGB序列照明合成则会缩小3倍通量，因此如何在保持精度的同时提高彩色化效率、保持高通量的优势、突破精度与效率的矛盾关系是主要的科学问题。2021年，中国科学院西安光学精密机械研究所潘安、马彩文、姚保利团队提出了颜色迁移傅里叶叠层显微术(CFPM)的方法，以几乎无精度损失的情况下将效率提高了3倍(Science China Physics, Mechanics & Astronomy，封面文章)。由于缺乏对颜色传递过程中空域信息约束，该方法无法恢复多色染料染色的复杂样品，且依赖GPU的并行计算。鉴于此，科研团队提出了改进的FPM全彩色成像算法，称为颜色迁移滤波傅里叶叠层显微术(CFFPM)。该方法将交叠分块、三边滤波与全彩色FPM迁移学习模型相结合。前者降低了解空间的搜寻范围，后者引入了空域的先验信息，有效地匹配了最合适的颜色传递像素和滤除了杂色，进一步通过迭代在两个色彩空间的颜色精炼，从而克服了CFPM的重要缺陷。实验对比26个样本统计结果显示：在精度方面，CFPM、CFFPM与RGB序列照明方法相比均方误差分别高4.76%和1.26%；在视觉效果方面，CFFPM可有效分辨多色染料染色的复杂样本，与RGB序列照明方法难以分出差别；在时间效率方面，与RGB序列照明方法相比，CFPM和CFFPM均具有更高的效率/与在CPU上运行的CFPM相比，CFFPM方法的运行时间从几小时减少到几分钟；在临床应用方面，颜色精度对于病理判断至关重要，而简单地加快成像速度导致彩色成像的精度损失。CFFPM在两者之间做到了较好的取舍，在快速成像的同时保持了高精度彩色成像的优势，使得结果能够被病理学家可用可接受，特别是对时间敏感的术中病理颇具应用前景。此外，CFFPM无需GPU加速，由于其低成本硬件要求，可广泛推广到实际应用中，为计算光学成像在数字病理学中的临床应用提供了新思路。 　　该工作将先验的空域信息和颜色空间迭代精炼思想引入到快速全彩色FPM研究中，对于促进FPM在数字病理学中的发展具有重要意义。9月30日，相关研究成果以Rapid full-color Fourier ptychographic microscopy via spatially filtered color transfer为题，在线发表在Photonics Research上。研究工作得到国家自然科学基金等的支持。

就在作为舶来品的“云计算”热浪余热未消时，10月出版的最新一期《国际云计算杂志》(International Journal of Cloud Computing)以长达百余页的专辑形式介绍了我国科学家研制的新型云计算操作系统TransOS，给了IT业界一个“意外”，引起国际科技新闻界的广泛关注。 　　在题为《TransOS：基于透明计算的云操作系统》的论文中，中国工程院院士、中南大学校长张尧学首次向国际业界全面介绍了新一代网络化操作系统TransOS：它将包含传统操作系统、应用程序和数据的“代码”全部存储在一台服务器(云)上，允许多台只装有少量代码的“裸机”连接访问，用户只需动态调用必要代码即可运行。在该组专辑其他文章中，来自清华大学、英特尔公司以及日本和加拿大的研究人员分别从数据管理、实现案例、移动和嵌入式设备上的应用及隐私保护模式等方面对该操作系统进行了详尽讨论。 　　TransOS基于“透明计算”的理念研制。该理念最早由张尧学于2004年提出，其核心是将存储与运算分离、将软件与硬件(终端)分离，通过有缓存的“流”式运算，将计算还原为“不知不觉、用户可控”的个性化服务。在这种模式下，操作系统被视为一种网络资源从终端“剥离”。 　　这一变化导致了诸多改变的发生，使TransOS成为了名符其实的“管理操作系统的操作系统”，它不仅占用资源更少、可靠性更高，更具有谷歌Chrome等类似云操作系统所不具备的跨平台、跨设备操作的优点，不仅可在个人电脑、服务器、智能手机、平板电脑乃至智能家电上运行，而且适用于苹果、谷歌、微软等公司开发的不同平台，从而打破了不同“云”之间的垄断和分割。 　　张尧学告诉记者，尽管TransOS对经典的冯诺依曼计算机体系结构进行了“革命性改进”，但在网络足够快的条件下，用户几乎感觉不到后台这种变化的存在。 　　该组文章发表后，国际知名新闻媒体《每日科学》(ScienceDaily)、《技术视野》(TechEYE), 《每日技术新闻》(TechNewsDaily)等媒体分别以《在云中的操作系统：TransOS或将取代传统桌面操作系统》，《中国人希望把计算机大脑放在云中》，《研究人员将操作系统推送到云中》等为题进行了报道。 　　对TransOS的应用前景，张尧学保持了谨慎的乐观。他向记者表示，TransOS目前还不会对现有的桌面式操作系统造成威胁，但会派生出许多新的终端、产生大量新的应用机会。他同时坦承，由于TransOS对网络带宽提出了更高要求，这将使对高速互联网的需求变得更为迫切。

全国两会，既是中国政治生活中的一件大事，又连接着万千百姓的小日子。3月5日，备受瞩目的政府工作报告出炉，“量子信息”这一关键词被放在极其重要的位置。十三届全国人大四次会议在京开幕报告指出，过去五年，创新型国家建设成果丰硕，在载人航天、探月工程、深海工程、超级计算、量子信息等领域取得一批重大科技成果。这是“量子信息”首次出现在国务院政府工作报告中，奏响“科技自立自强”的最强音。而在近日教育部公布的2020年度普通高等学校本科专业备案和审批结果的新增专业目录中，“量子信息科学”正式被列为本科专业。量子信息科学未来发展的重要性不言而喻！量子科技教育，离不开量子理论和实验的紧密结合。多年来，国仪量子面向全国高等院校提供实验课程解决方案，默默耕耘，形成金刚石量子计算教学机、量子计算云平台、量子光学实验平台等量子教育解决方案，助力高校推进量子信息学科建设，完善和创新学科教学内容、教学方法、教学手段。金刚石量子计算教学机金刚石量子计算教学机是国仪量子为了更好地促进量子力学和量子计算相关的教学，推出的全球首款、面向大众的基于金刚石中NV色心，以自旋磁共振为原理的设备，通过控制光、电、磁等基本物理量，实现对NV色心发光缺陷的自旋进行量子操控和读出，从而实现量子计算等功能的教学仪器。该仪器可以在室温大气下运行，无需低温真空环境，使得设备有着几乎为零的运行成本，桌面型的设计让它能适应各种不同的教学环境，无论是课堂还是实验室，都能轻松进行量子力学和量子计算实验教学。不仅如此，金刚石量子计算教学机丰富的硬件模块支持学生动手搭建和调试，多功能的软件支持自定义脉冲序列编写。金刚石量子计算教学机可以帮助和促进高校、科研机构在开设、优化大学物理实验课、近代物理实验课、量子信息科学专业课程的相关工作，方便教师展示教学，激发学生的兴趣和想象力，提高学科水平和教学质量。基于金刚石量子计算教学机，国仪量子可以提供包括实验室建设、教学讲义、教学视频、教学课件、示范课培训等量子计算教学相关的整体配套解决方案定制服务，让学校和老师们更轻松地开设相关实验课程。目前，国仪量子金刚石量子计算教学机已成功交付至多个国内高校，中国科学技术大学、南京大学、深圳大学、华中师范大学、上海大学、天津大学等几十所高校已开设实验课程并得到良好效果。量子计算云平台量子计算是一种基于叠加性、纠缠性、量子隧穿等量子力学效应的新型计算模式。与传统的数字计算相比，可以极大的减少计算时间和能量消耗，未来将在人工智能、网络安全、云计算、金融服务、化学模拟、生物制药等领域产生深度乃至颠覆性影响。国仪量子计算云平台是以量子计算为核心的云服务产品，能够提供适用于高校和科研院所的量子计算在线云服务。配套金刚石量子计算教学机使用，可以提供一套完整的量子计算实验课程方案。主要功能包括：（1）量子算法原理教学 包括量子克隆算法、Grover 搜索算法、 量子相位估计算法、Shor 算法等。（2）作业管理和课程考核 量子计算云平台提供实验课作业提交系统，方便作业管理和课程考核。（3）线上和网课教学 配套金刚石量子计算教学机，延伸量子计算实验课程。（4）算法编辑与结果展示 量子线路图编辑简单，算法运行结果以概率柱状图直观展示。量子光学实验平台量子光学是现代物理学中最重要的基础学科之一，也是当前发展极为迅速的学科，已被应用于许多重要的高新技术领域。量子光学实验平台是采用BBO参量下转换、单光子探测等技术，用于开展量子纠缠源制备与验证、量子随机数产生等基础物理实验，同时可支持单光子源产生探测等拓展研究实验的一体化平台。量子光学实验系统可以帮助和促进高校、科研机构在开设、优化大学物理实验课，近代物理实验课，量子光学科学专业课程的相关工作，方便教师展示教学，激发学生的兴趣和想象力，提高学科水平和教学质量。《政府工作报告》掷地有声地指出，以“十年磨一剑”精神在关键核心领域实现重大突破。为了适应国家发展战略和区域经济社会发展需要，促进中国高等院校“双一流”建设，国仪量子将持续优化量子信息实验课程解决方案，助力“量子信息科学”专业等学科建设，为“第二次量子革命”培养更多生力军！延伸阅读 了解更多赞！天津大学量子计算实验课第一学期圆满收官

12月26日，中国科技大学召开的成果发布会上透露，我国产KD-50-I-E增强型万亿次国产高性能计算机已成功应用于城市交通控制与管理、防灾减灾，并将于明年在合肥、杭州以及淮河流域等更大范围推广应用，这是中科大“985工程”二期建设取得的丰硕成果之一，它标志着我国产高性能计算机向产业化迈进了一步。 　　去年12月底，我国首台采用国产高性能通用处理器芯片“龙芯2F”和其他国产器件、设备和技术的万亿次高性能计算机“KD-50-I”在中科大研制成功，功能定位于大规模科学计算。为了让该项成果直接服务于国民经济建设，在中科大 “985工程”二期建设和安徽省科技厅的支持下，陈国良院士领导的科研团队大胆改进计算节点设计，提高系统主频，采用纠错能力更强的存储芯片、速度更快的交换芯片、合理的结构布局和新的生产工艺，使整机性能得到大幅度的提升，运行更加稳定可靠。今年11月，他们研制出了两台面向行业应用的增强型高性能计算机KD-50-I-E，除具有高性能、高稳定特点外，通过配置数据服务节点和其他应用部件，可灵活地构建出适应不同行业应用需求的万亿次高性能计算机系统。

微软赞助的研究被Nature撤稿了，而且还是2021年“第一撤”。原本被物理学界视为颠覆量子计算技术的成果，不过是论文作者删改数据得来的结论，根本靠不住。而被发现的原因，竟是作者团队内部人员的“秘密举报”。原来，这篇论文于2018年登上Nature，不久后，团队中某人就做出一个“大胆之举”：将实验原始数据透露给已经离开团队的“师兄”。“师兄”很快发现，真实的实验结果，不但不能支持结论，而且完全相悖！于是他们毫不犹豫地选择向Nature捅出真相。论文被举报始末2018年3月28日，受雇于微软的荷兰代尔夫特理工大学教授Leo Kouwenhoven，领导他的研究团队在Nature上发表了名为Quantized Majorana conductance（量化的马约拉纳电导）的论文。论文声称，在纳米线发现了被称为“天使粒子”的马约拉纳费米子（Majorana Fermion）存在的有力证据。而如果这种粒子存在，那么就通过操控这种有诸多优点的粒子，实现一种全新的量子计算机。可以说，这篇论文的结论直接关乎微软量子计算路线的未来。微软量子计算部门的官网至今还写着对这项技术的憧憬。但是，2019年11月24日，论文其中一位作者将整个研究的完整数据，打包发给了团队之外的两个人：匹兹堡大学的物理学教授谢尔盖弗罗洛夫（Sergey Frolov）和澳大利亚新南威尔士大学的文森特穆里克（Vincent Mourik）。经过比对，他们发现，关键实验数据与论文中完全对不上，本文的结论，根本不能成立。于是他们开始怀疑论文公布的数据是经过修改剪切的（cut）。2020年4月29日，Nature对这篇论文表达了“编辑关注”。“编辑关注”说明中指出，论文作者提醒编辑，数据处理方式有潜在问题，可能对结论有影响，提醒读者不要使用论文相关结果。之后，论文启动撤回程序。2021年1月，论文作者团队又发表了名为Large zero-bias peaks in InSb-Al hybrid semiconductor-superconductor nanowire devices的文章。这是结合了实验完整数据的论文，并讨论了真实结果的意义。但并未解释为何之前修改数据。2021年2月，弗罗洛夫等人在推特贴出了论文数据存在人为剪辑的证据：对比图中，上方是实验原始数据，下方是论文中的数据。在论文图2量子化马约拉纳电导峰中，原数据右侧量子化零偏峰值和峰分裂部分直接被删掉了。而这一部分数据恰与论文结论相悖。同时，论文中还“选择性”剪掉了不支持核心结论的电荷跳跃，只保留了7个看上去能形成明显零偏峰的电荷跳跃。对于质疑，作者曾回复弗罗洛夫等人说，剪切实验数据图片，是为了美观（for aesthetics）。后来，在2021年3月8日发布的撤稿声明中，团队承认了之前对原论文中的电荷跳跃相关数据进行了“不必要的修正”。△原文中被修正过的电荷跳跃相关数据而重复实验后得到的真实结果表明，重新绘制的实验数据，包括之前没有减掉的，各点都在2-sigma（95%）误差外。所以不能宣称观察到量化的马约拉纳电导。撤稿声明的最后，团队为科学严谨性不足表达了歉意。2018年的文章研究了什么？早在2005年微软就开始研究量子计算技术，当时还悄悄成立了“Station Q”实验室。但之后，却眼看着IBM、Google和Intel等竞争对手纷纷建造了具有多个量子比特的量子计算机，说微软不急，不太可能。一般来说，量子计算的量子比特信息是存储在局域，局域的噪音会对信息产生影响，使量子叠加态迅速坍缩。在拓扑量子计算中，人们定义了一种特殊的粒子，几个粒子在时间空间上进行交换，它们的轨迹就相当于在绳子上打不同的结，从而代表着不同的信息。信息的存储只依赖于交换顺序而不依赖于交换的具体路径，所以拓扑量子计算对局部的微扰是免疫的，从根本上解决退相干难题。马约拉纳费米子就是这样一种粒子，它的反粒子就是它本身（马约拉纳对称性），这种性质能够保证量子化不受隧道耦合中无序、相互作用和变化的影响。微软相中了这么一条“一步到位”的量子计算机路线。但是，要产生并观测马约拉纳费米子是非常困难的。微软决定押注荷兰代尔夫特理工大学的物理学家Leo Kouwenhoven，之前他在这个方向上的研究十分有名。2016年，公司聘请了Kouwenhoven，责成他在代尔夫特校园内创建微软实验室。2018年，论文发表时，团队声称，发现了被称为“天使粒子”的马约拉纳费米子（Majorana Fermion）存在的证据。具体到实验中，电传输的隧道谱，例如差分电导中的零偏峰（ZBP），就是识别马约拉纳费米子的主要工具。通过测量，论文最终中给出的实验结果完美支持了理论预期，并且在改变磁场、隧道耦合等参数的情况下，ZBP仍然保持恒定。由此，团队认为他们成功证明了马约拉纳费粒子的存在。△原文中量化的马约拉纳电导平台这项研究成果发布后，引起了众多物理学家的关注，被视为量子计算机的关键突破，为今后实现拓扑量子计算奠定了基础。谷歌学术显示，3年来，这篇论文已经被引用400多次。微软，实现“迎头赶上IBM、谷歌等老对手，五年内拥有一台商用量子计算机”的计划，似乎更有把握了 。但发表不久，团队改动实验数据的行为就被揭发了，内部“吹哨人”举报，同门前辈“发难”还记得前面说过，“有人”透露了实验原始数据吗？据最早拿到证据的谢尔盖弗罗洛夫和文森特穆里克两人说，文件是由论文的一个作者发给他们的，但“吹哨人”具体是谁，没有透露。而弗罗洛夫和穆里克两人，其实与代尔夫特理工大学、研究团队所在实验室，以及团队领导渊源已久。谢尔盖弗罗洛夫在2008~2012年间，就在代尔夫特理工大学的Kouwenhoven组做博士后。另一位文森特穆里克，2010~2015年间也在代尔夫特理工读博士，研究方向正是马约拉纳-费米子。所以这一次的撤稿事件，是团队内部“吹哨人”，向同实验室的前辈透露真实数据情况，再由这两位前辈向师门“发难”。研究被质疑后，代尔夫特理工大学委托了四位外部专家，开始对这一事件调查。就在周一，官方公布了调查结果。结论是，研究人员不是有意误导，只是“过于沉浸在兴奋中”（caught up in the excitement of the moment），因而选择了符合自己期望的数据。但是原论文的问题到底是如何发生的，报告中没有给出完整明确的解释。另一边，微软负责量子计算的副总裁在一份声明中称，撤稿是研究中的一个挫折，公司对开发量子计算机的方法仍然充满信心。而论文作者就问题主动提醒Nature编辑的做法非常好，值得学术界学习.论文的共同一作，分别是来自中国的学者张浩、Liu Chun Xiao，以及荷兰学者Saša Gazibegović。荷兰学者Saša Gazibegović，量子物理硬件工程师，埃因霍芬理工大学博士，现在已经进入光刻机巨头ASML工作。Liu Chun Xiao，本科毕业于复旦大学物理系，在马里兰大学获得博士学位。目前仍然在代尔夫特理工大学做博士后。张浩，本科毕业于北京大学物理系，在杜克大学取得博士学位。目前在清华大学物理系做副教授。被撤稿的论文，是他在代尔夫特理工大学做博士后时的研究。张浩除了是本文一作，还是共同通讯作者。Nature在3月10日发表的官方文章中提到，他们曾经询问过张浩和Kouwenhoven教授，如何评价其他科学家列出的质疑证据，但没有得到回复。目前，无论是学校、Nature、还是微软方面，没使用诸如“造假”、“学术不端”等措辞。但在正式撤稿声明发布后，谢尔盖弗罗洛夫表达了自己的声音：这是科学！ 要认真研究，不清楚的，要问什么。如果从这次事件中不吸取教训，我们就没有未来。论文原址：https://www.nature.com/articles/nature26142学者质疑举证：https://twitter.com/spinespresso/status/1357111565242220545撤稿声明：https://www.nature.com/articles/s41586-021-03373-xNature回顾评论：https://www.nature.com/articles/d41586-021-00612-z2019年论文作者介绍本研究的相关演讲（中文）：https://www.msra.cn/zh-cn/news/features/ai-talk-hao-zhang本文来自微信公众号：量子位（ID：QbitAI） ，作者：关注前沿科技

随着蛋白质组学的兴起，特别是质谱技术的快速发展，蛋白质组学研究中产生的数据规模越来越大。依靠简单的手工处理已经远远不能满足问题的需求,通过先进的计算机算法与软件工具来自动处理大批量的蛋白质组数据已经成为蛋白质组学研究的重要分支，这就是“计算蛋白质组学”(Computational Proteomics)。 　　“计算蛋白质组学”是以计算技术为主要手段，通过开发高效的算法和实用的软件工具来处理大规模的蛋白质实验或模拟数据，解决蛋白质组学研究中的蛋白质鉴定、翻译后修饰分析、蛋白质定量、蛋白质相互作用、蛋白质定位、蛋白质结构或蛋白质动力学等领域中的问题。我国的计算蛋白质组学与国际基本处于同步的发展态势，特别是最近十年内在中国蛋白质组学项目的驱动下，计算蛋白质组学的研究发展迅速。 　　为了推动计算技术在中国的蛋白质组研究中发挥出更加切实的作用，由中国科学院计算技术研究所主办的“首届中国计算蛋白质组学研讨会”将于2010年11月10日至11日在北京召开。 　　会议主题：计算蛋白质组学 　　研讨内容：质谱数据分析、蛋白质鉴定、翻译后修饰、蛋白质定量、蛋白质相互作用、蛋白质定位、蛋白质结构、蛋白基因组学等。 会议报告日程 2010年11月10日星期三上午: 大会邀请报告(一) Wednesday, November 10, 2010: Invited talks 地点: 中科院计算所一楼多功能报告厅 主持人: 王通 应万涛 时间 Time 报告题目 Title 报告人 Speaker 报告人单位 Institution 报告摘要页码 Abstract Page 8:30-9:00 签到注册 参加培训的不需注册 (不收注册费) 9:00-9:10 首届中国计算蛋白质组学研讨会简介 Brief introduction to CNCP2010 贺思敏 中科院计算所 9:10-9:20 欢迎词 Opening Ceremony 所领导 中科院计算所 9:20-9:40 合影 Photo 全体 (计算所一楼大厅) 9:40-10:10 糖蛋白结构的质谱数据库 杨芃原 复旦大学 19 10:10-10:40 核心岩藻糖化蛋白质特异性发掘的系统解决方案 Establishment of a systematic method coupling consecutive MSn and software tools for charactering core-fucosylated glycoproteins 应万涛 北京蛋白质组研究中心 20 10:40-11:10 利用串联质谱技术解析多糖结构 Glycan Structure Sequencing with Tandem Mass Spectrometry 张凯中 加拿大西安大略大学 21 11:10-11:20 休息 Break 11:20-11:50 解码细胞迁移过程中的信号通路网络 Deciphering the Signaling Network in the Leading Edge of the Migrating Cells 汪迎春 中科院遗传与发育生物学研究所 22 11:50-12:20 信号通路分析辅助的功能蛋白质组学研究策略 Pathway analysis-assisted study strategy in functional proteomics 王通 暨南大学 23 12:20-13:30 午餐 Lunch 全体 2010年11月10日星期三下午: 大会邀请报告(二) Wednesday, November 10, 2010: Invited talks 地点: 中科院计算所一楼多功能报告厅 主持人: 谢鹭 陆豪杰 时间 Time 报告题目 Title 报告人 Speaker 报告人单位 Institution 报告摘要页码 Abstract Page 1:30-2:00 利用稳定同位素代谢标记研究哺乳动物动态蛋白质组的数据处理平台 A dataprocessing platform for mammalian proteome dynamics studies using stable isotope metabolic labeling 关慎恒 美国加州大学旧金山分校 24 2:00-2:30 大规模SILAC标记定量蛋白质组学研究中的数据分析 Data analysis in large scale quantitative proteomics study with SILAC approach 徐平 北京蛋白质组研究中心 25 2:30-3:00 体内终端氨基酸标记在定量蛋白质组学中的应用In vivo termini amino acid labeling for quantitative proteomics 陆豪杰 复旦大学 26 3:00-3:30 利用基于肽段计数的无标记定量技术揭示线粒体蛋白质组的功能特性 Quantitative Analysis of Mitochondrial Proteomes using Normalized Spectral Abundance Factor 邓宁 浙江大学 27 3:30-3:50 休息 Break 3:50-4:20 尿液蛋白质疾病标志物数据库 The urinary protein biomarker database 邵晨 中国协和医科大学 28 4:20-4:50 基于质谱数据发现小鼠基因组新蛋白质编码区域 The discovery of novel protein-coding features in mouse genome based on mass spectrometry data 谢鹭 上海生物信息中心 29 4:50-5:20 从新一代测序技术的组学到基于质谱仪的蛋白质组学 -- 华大基因的生物信息学 From NGS Genomics to MS-based Proteomics -- BGI's bioinformatics activities 张勇 深圳华大基因研究院 30 5:20-5:50 腾冲嗜热菌的多温度条件下的蛋白质组基因组学研究 赵屹 中科院计算所 31 5:50-7:30 宴会 Banquet 邀请专家 2010年11月11日星期四上午: 大会邀请报告(三) Thursday, November 11, 2010: Invited talks 地点: 中科院计算所一楼多功能报告厅 主持人: 邹汉法 孙瑞祥 时间 Time 报告题目 Title 报告人 Speaker 报告人单位 Institution 报告摘要页码 Abstract Page 8:30-9:00 签到注册 未注册的人员 (不收注册费) 9:00-9:30 基于HCD谱图的肽段从头测序 De novo Sequencing of Peptides Using HCD Spectra 董梦秋 北京生命科学研究所 32 9:30-10:00 从未知基因组到可测定的蛋白质组：通过从头测序来研究依赖于pH值的N10细菌蛋白质组 From an unknown genome to a measurable proteome: Studying on the pH-dependent proteomes in N10 bacteria by denovo sequencing 王全会 中科院北京基因组研究所 33 10:00-10:30 利用质谱和同源数据库进行全蛋白测序 Complete Protein Sequencing with MS/MS and a Homologous Database 马斌 加拿大滑铁卢大学 34 10:30-11:00 电子转运裂解质谱:特征发现与鉴定应用 Electron Transfer Dissociation: Characterization and Applications in Protein Identification 孙瑞祥 中科院计算所 35 11:00-11:20 休息 Break 11:20-11:50 基于质谱的蛋白质组学数据处理新方法和平台发展 Development of Methods and Platform for Data Processes in Mass Spectrometry Based Proteome Research 邹汉法 大连化学物理研究所 36 11:50-12:20 基于优化的肽质量指纹谱方法鉴定蛋白质混合物 Optimization-Based Peptide Mass Fingerprinting for Protein Mixture Identification 余维川 香港科技大学 37 12:20-13:30 午餐 Lunch 全体 2010年11月11日星期四下午: 大会邀请报告(四) Thursday, November 11, 2010: Invited talks 地点: 中科院计算所一楼多功能报告厅 主持人: 张红雨 付岩 时间 Time 报告题目 Title报告人 Speaker 报告人单位 Institution 报告摘要页码 Abstract Page 1:30-2:00 基于相关谱图对的非限制性修饰检测 Unrestrictive modification detection based on related spectral pairs 付岩 中科院计算所 38 2:00-2:30 评价诱饵库设计，搜索策略，匹配误差和质量控制对鸟枪法蛋白质组学中肽段鉴定精确性的影响 Evaluation of the effect of decoy design, search strategy, mass tolerance and quality control method on the accuracy of peptide identifications in shotgun proteomics 朱云平 北京蛋白质组研究中心 39 2:30-3:00 BuildSummary : 一个基于目标-诱饵策略的蛋白质鉴定整合软件 BuildSummary: A software tool for assembling protein 盛泉虎 上海生命科学研究院 40 3:00-3:30 冷冻电镜中的计算方法：图像数据处理和三维重构 Computational methods in cryo-electron microscopy: image data processing and 3D structure reconstruction 张法 中科院计算所 41 3:30-3:50 休息 Break 3:50-4:20 DomainRBF: 一种对疾病相关蛋白质结构域进行优先排序的贝叶斯回归方法 DomainRBF: a Bayesian regression approach to the prioritization of associations between protein domains and human complex diseases 江瑞 清华大学 42 4:20-4:50 蛋白质结构“字母表”设计 Designing Succinct Structural Alphabets 卜东波 中科院计算所 43 4:50-5:20 蛋白质作为分子化石 Proteins as molecular fossils 张红雨 华中农业大学 44 5:20-5:30 会议总结 杨芃原 复旦大学 5:30-7:00 晚餐 Supper 附件：首届中国计算蛋白质组学研讨会参会手册CNCP2010 Program.pdf

The First China Workshop on Computational Proteomics (CNCP2010) 　　2010年11月10日至11日, 北京 　　一.会议简介 　　随着蛋白质组学的兴起，特别是质谱技术的快速发展，蛋白质组学研究中产生的数据规模越来越大。依靠简单的手工处理已经远远不能满足问题的需求,通过先进的计算机算法与软件工具来自动处理大批量的蛋白质组数据已经成为蛋白质组学研究的重要分支，这就是“计算蛋白质组学”(Computational Proteomics)。 　　“计算蛋白质组学”是以计算技术为主要手段，通过开发高效的算法和实用的软件工具来处理大规模的蛋白质实验或模拟数据，解决蛋白质组学研究中的蛋白质鉴定、翻译后修饰分析、蛋白质定量、蛋白质相互作用、蛋白质定位、蛋白质结构或蛋白质动力学等领域中的问题。我国的计算蛋白质组学与国际基本处于同步的发展态势，特别是最近十年内在中国蛋白质组学项目的驱动下，计算蛋白质组学的研究发展迅速。 　　为了推动计算技术在中国的蛋白质组学研究中发挥出更加切实的作用，由中国科学院计算技术研究所主办的“首届中国计算蛋白质组学研讨会”将于2010年11月10日至11日在北京召开，为了更好地促进国内的学术交流，本会议不收取注册费，并对按时返回会议回执(10月8日前)的代表免费提供会议期间的餐饮。欢迎从事与计算技术和蛋白组学研究相关的科研人员和研究生参加。 　　二.研讨内容 　　会议主题：计算蛋白质组学 　　研讨内容： 　　质谱数据分析 　　蛋白质鉴定 　　翻译后修饰 　　蛋白质定量 　　蛋白质相互作用 　　蛋白质定位 　　蛋白质结构 　　蛋白基因组学等 　　三. 邀请专家 　　11月10日和11日两天全天为邀请专家作大会报告，本次会议不征文，只设邀请报告。确认参会的部分专家名单如下，报告题目将在第二轮通知中发布。 　　关慎恒 美国加州大学旧金山分校 　　曾嵘 中国科学院上海生命科学研究院 　　钱小红 北京蛋白质组研究中心 　　朱云平 北京蛋白质组研究中心 　　徐平 北京蛋白质组研究中心 　　应万涛 北京蛋白质组研究中心 　　刘斯奇 中科院北京基因组研究所 　　董梦秋 北京生命科学研究所 　　陈涉 北京生命科学研究所 　　张学工 清华大学 　　江瑞 清华大学 　　高友鹤 中国协和医科大学 　　邵晨 中国协和医科大学 　　杨芃原 复旦大学 　　陆豪杰 复旦大学 　　谢鹭 上海生物信息中心 　　邹汉法 中科院大连化学物理研究所 　　叶明亮 中科院大连化学物理研究所 　　何庆瑜 暨南大学 　　王 通 暨南大学 　　马斌 加拿大滑铁卢大学 　　余维川 香港科技大学 　　孙瑞祥 中科院计算所 　　付岩 中科院计算所 　　卜东波 中科院计算所 　　张法 中科院计算所 　　赵屹 中科院计算所 　　四.会前培训 　　为了使参会人员能够获得有关蛋白质组质谱数据分析的基本技能，同时了解到本学科发展的最新动态，我们有幸邀请到美国加州大学旧金山分校的关慎恒老师，他将为参会人员作如下内容的培训讲座。关于关老师的详细介绍，可参见： 　　http://ms-facility.ucsf.edu/staff/guan.html 　　11月8日上午：质谱技术与蛋白质组学基础 　　11月8日下午：蛋白质组信息学 　　11月9日上午：翻译后修饰与定量技术 　　11月9日下午 蛋白质定量与从头测序(De Novo)分析软件 　　关老师的技术培训讲座后还有来自中科院计算所在分析质谱数据方面富有经验的人员作数据库搜索、从头测序(De Novo)与蛋白质定量分析的算法与软件培训。从基础入手，手把手教如何分析质谱数据。推荐参加培训的人员带上个人笔记本电脑，可以实地实时操作软件，现场体会分析质谱数据的乐趣。 　　本培训自愿报名，培训费用学生为500元(报到时需提供学生证)，其他人员为800元，培训费包含培训讲义资料、优盘、分析数据和软件、两天的工作餐等，培训费现场缴纳。 　　五.会议回执 　　请于10月8日前将本回执发送到CNCP2010@ict.ac.cn, 邮件标题为: 　　CNCP2010回执(姓名)。鉴于已经预订的会场座位有限，10月8日之后返回回执者，请见谅我们无法确保您的座位安排。 姓名 性别 职称 电话 手机 E-mail 单位 2住宿选择: A.燕山酒店 B.天创宾馆 C.自行安排 单人间还是合住: 是否参加11月8日和9日的两天培训 是否需协助预订返程票 （如需要请提供信息） 预计到会时间 11月 日 预计离会时间 11 月 日 　　1. 如为学生，请注明硕士生/博士生 　　2. 燕山酒店: 四星,标准间约 450元/天，单人间约400元/天(均含早餐和上 　　网),距离会场约15分钟车程(有专车每天接送) 　　天创宾馆:标准间约198元/天(含早餐和上网,优先学生预订), 到会场步行约5分钟。 　　六.联系我们 　　会议网站： http://cncp2010.ict.ac.cn 　　联系邮件： CNCP2010@ict.ac.cn (尽量邮件联系) 　　联系电话： 010-62601352 任菲 刘玉东 　　会务组织： 中国科学院计算技术研究所pFind研发组

2021年3月，新学期伊始，一堂特殊的实验绪论课上，国仪量子陈明博士给华东师范大学2018级全体同学带来了前沿研究专题报告——量子计算。近年来，量子科技发展突飞猛进，成为新一轮科技革命和产业变革的前沿领域，加快发展量子科技，对促进高质量发展、保障国家安全具有非常重要的作用。华东师范大学物理实验教学中心的物理实验课程与时俱进，不断培优，在国仪量子的大力支持下，给同学们提供最新的量子科技相关实验项目。讲座由物理实验教学中心副主任尹亚玲老师主持与致辞，国仪量子陈明博士主讲。陈明博士从量子技术的发展历史讲起，介绍了第一次第二次量子革命对社会发展的影响，世界及我国目前的量子技术布局，量子计算在生物医疗、分子模拟、交通物流、金融等领域的重要应用，量子计算体系等内容，着重介绍了如何制造一台量子计算机，目前的研究阶段、面临的困难和发展方向等。华东师范大学近代物理实验教学团队积极创新授课形式，将前沿技术引入课程，邀请一线的科研人员，讲学生听得懂的前沿科普，将最近的研究领域和技术发展介绍给学生。基于金刚石量子计算教学机，国仪量子可以提供包括实验室建设、教学讲义、教学视频、教学课件、示范课培训等量子计算教学相关的整体配套解决方案定制服务，让学校和老师们更轻松地开设相关实验课程。类似的尝试最早始于菁英班物理实验五的绪论课，邀请超高真空技术领域的工程师为菁英班的同学们作报告。本学期的量子计算机讲座，经团队教师积极协调课程时间，将受益面扩大到所有大三下的学生。当天讲座中，约150名师生聆听报告,现场同学对量子技术研究的表现出极大兴趣。不少同学在讲座后主动留下来观看量子计算机实验演示，并与专家进行面对面的交流，还有同学表达了自己希望从事量子研究的意向。本次绪论讲座收获了同学们的好评，有效利用课堂时间，优化课程内容，“听得懂的前沿”为同学们拓展视野，更激发了同学们的学习兴趣。同时也帮助同学们近距离接触一线科研人员，拓宽同学们未来发展的选择范围，是一次很好的课程改革创新。下面隆重介绍一下本次实验教学的好助手——国仪量子金刚石量子计算教学机！金刚石量子计算教学机是国仪量子为了更好地促进量子力学和量子计算相关的教学，推出的全球首款、面向大众的基于金刚石中NV色心，以自旋磁共振为原理的设备，通过控制光、电、磁等基本物理量，实现对NV色心发光缺陷的自旋进行量子操控和读出，从而实现量子计算等功能的教学仪器。该仪器可以在室温大气下运行，无需低温真空环境，使得设备有着几乎为零的运行成本，桌面型的设计让它能适应各种不同的教学环境，无论是课堂还是实验室，都能轻松进行量子力学和量子计算实验教学。不仅如此，金刚石量子计算教学机丰富的硬件模块支持学生动手搭建和调试，多功能的软件支持自定义脉冲序列编写。金刚石量子计算教学机可以帮助和促进高校、科研机构在开设、优化大学物理实验课、近代物理实验课、量子信息科学专业课程的相关工作，方便教师展示教学，激发学生的兴趣和想象力，提高学科水平和教学质量。延伸阅读 了解更多赞！天津大学量子计算实验课圆满收官！金刚石量子计算教学机，助力高校推进量子信息学科建设