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【科技日报】电泵浦片上纠缠量子光源亮度提升6个数量级
科技日报· 2025-12-18 11:11
技术突破 - 中国科学技术大学等科研单位通过混合集成分布式反馈激光器与薄膜铌酸锂光子芯片,成功实现了电泵浦片上集成高亮度偏振纠缠量子光源 [1] - 该技术采用电泵浦方案,通过片上直接注入电流实现非线性参量过程,避免了外置激光器的使用,从而提升了纠缠源的集成度和扩展性 [1] - 实验实现的纠缠光源亮度达到4.5×10¹⁰对/秒/毫瓦,带宽达到73纳米 [1] 性能优势 - 该纠缠光源的亮度较此前基于氮化硅平台的电泵浦纠缠源提升了6个数量级,带宽提升了1个数量级 [1] - 该纠缠源在多个波长信道下的保真度均大于96%,并具备宽带复用能力 [2] - 器件尺寸仅为15毫米×20毫米,展现出优异的集成度 [2] 应用前景 - 该器件适用于波分复用的光纤网络量子密钥分发 [2] - 该器件适用于基于卫星的星地量子通信 [2] - 该器件适用于基于纠缠的量子精密测量等应用场景 [2]
人类细胞核内染色体详细图谱发布:为深入理解DNA结构和生物表达提供基础
科技日报· 2025-12-18 11:11
研究核心成果 - 英国《自然》杂志发布了人类细胞核内染色体的详细图谱 这一资源为深入理解人类DNA物理结构和生物表达的关联提供了基础 [1] - 研究属于“4D核组计划”的一部分 该计划由美国国立卫生研究院共同基金于2015年启动 目标是开发研究核组织在空间和时间上结构和功能的技术 [1] 研究方法与数据 - 研究团队来自美国马萨诸塞大学医学院 他们采用多种染色体捕获技术 分析了两类细胞:人类胚胎干细胞和成纤维细胞 [1] - 团队为每种细胞类型编目了超过14万种染色质环 生成了单个基因的核环境模型 包括其与远侧调控元件的潜在远距离相互作用 [1] - 通过整合不同方法的数据集 研究团队对每种方法进行了基准测试 评估其在特定研究的用处 [2] - 结合数据集生成的空间模型 使转录和复制等遗传过程能够在染色质的三维环境中得到定位 [2] 科学发现与机制 - 研究揭示了折叠染色质的基本物理机制 例如染色质的挤出和相分离 是如何共同塑造了复杂的基因组三维结构 [2] - 染色体研究应在“四维时空”中考量 即三维结构及其如何随时间(第四维度)而改变 这被称为4D核组学 [1][3] 潜在应用与未来影响 - 研究成果为理解遗传疾病提供了全新视角 许多疾病可能源于染色质三维结构的异常 而非单纯的基因序列突变 [3] - 未来或可通过调控染色质结构来治疗遗传病 [3] - 研究建立的技术平台和数据集 将成为整个生命科学领域的基础资源 帮助实现“按需调控基因表达”的目标 [3] - 最终可能推动癌症、发育异常等重大疾病的治疗 [3] 后续研究方向 - 后续需要进一步研究 以探索观察到的结构如何与单个基因功能相关联 [2] - 需要研究这些成果是否能应用于对抗遗传疾病 [2]
三大国际科技创新中心建设扩围提质
科技日报· 2025-12-18 11:10
中央经济工作会议对国际科技创新中心建设的重大部署 - 核心观点:中央经济工作会议将“建设北京(京津冀)、上海(长三角)、粤港澳大湾区国际科技创新中心”列为重点任务,这是对原有“十四五”规划表述的重大升级,旨在通过区域协同扩围来提升全球影响力与竞争力 [1] 政策部署的差异与升级 - 关键要点:政策表述从“支持北京、上海、粤港澳大湾区形成国际科技创新中心”升级为“建设北京(京津冀)、上海(长三角)、粤港澳大湾区国际科技创新中心”,核心差异在于将北京中心拓展至京津冀、将上海中心拓展至长三角,体现了从城市点状发展到区域协同联动的战略深化 [1] 三大科技创新中心的建设成效 - 关键要点:三大中心建设已取得显著成效,对支撑国家创新能力提升发挥重要作用,具体表现为加强原始创新、产出原创性成果、形成先进制造业集群并发挥辐射引领作用 [2] - 关键要点:2024年,北京、上海、广东的研发投入强度分别达到6.58%、4.35%、3.6% [2] - 关键要点:在2025年全球百强创新集群排名中,深圳—香港—广州、北京、上海—苏州分别位居全球第1、第4和第6位 [2] 中心建设扩围的战略意图与影响 - 关键要点:将国际科技创新中心建设范围拓展至京津冀、长三角、粤港澳大湾区,旨在更好推动科技创新与产业创新融合发展,因为这三大区域是国家高质量发展的重要动力源 [2] - 关键要点:扩围有利于整合创新资源,持续放大其在原始创新策源、高端产业引领、科技成果转化等方面的作用,从而形成科技创新与产业创新联动互促的局面,不断催生新质生产力 [2] 后续实施与展望 - 关键要点:有关方面正在制定北京(京津冀)和上海(长三角)国际科技创新中心的建设方案,将围绕战略科技力量布局、重大任务部署、体制改革试点、产业集群联合培育等推出一批务实举措 [3] - 关键要点:三大中心建设扩围提质,被定位为国家迈向科技强国的重要战略支点,预计随着举措落地,将成为创新引领中国式现代化的样板和标杆 [3]
最后的希望破产 打压中国产品难掩美国激光雷达产业窘境
科技日报· 2025-12-18 09:49
美国拟立法限制中国激光雷达 - 美国众议员提出《安全激光雷达法案》,要求三年内逐步淘汰并禁止进口新的中国激光雷达,仅允许用于科研等特定领域 [1] - 提出法案的议员声称中国激光雷达威胁美国国家安全,并主张美国及其盟友应引领该技术创新 [1] - 此举被视为通过污名化中国科技产品来打压中国产业,为美国企业让出市场空间,类似以往遏制华为的策略 [1] 中国激光雷达行业全球市场地位 - 2024年,中国禾赛科技、速腾聚创、华为和图达通四家企业占据全球车载激光雷达市场份额的88% [1] - 2024年上半年,仅华为激光雷达装机量就超过40万台 [1] - 2024年1月至9月,禾赛科技生产了超过100万台激光雷达 [1] 中国激光雷达企业的技术与成本优势 - 中国企业在技术与制造上并重,禾赛科技和速腾聚创掌握的专利数量分别是美国领军企业Ouster和Luminar的3倍多 [2] - 禾赛科技拥有高自动化生产线,采用智能制造技术,每20秒可下线一台激光雷达 [2] - 中国激光雷达产品在价格上极具竞争力,禾赛科技、速腾聚创等企业已将部分激光雷达价格降低到200美元 [2] 美国激光雷达产业的困境 - 美国企业曾占据先发优势,Velodyne在2010年代几乎垄断全球市场,占有率一度超过80% [3] - 美国企业面临低成本规模化量产难题,Velodyne因产品价格居高不下陷入困境并与Ouster合并,奔驰、沃尔沃也取消了与Luminar的合作 [3] - 2024年,美国Luminar激光雷达售价约为1000美元,且曾计划到2026年才能推出价格500美元左右的产品 [3] - 2024年12月15日,美国曾经估值最高的激光雷达企业Luminar宣告破产 [3] - 美国其他主要激光雷达企业也面临挑战:估值最高的Ouster由两家企业合并而来,2025年第三季度激光雷达实际出货量仅7200多台;估值第二的Aeva同期营收不足Ouster的十分之一 [3] 法案潜在影响与行业前景 - 强制淘汰中国产品被指违背市场规律,可能增加美国政府和民众的负担 [4] - 即便通过封锁打压为中国产品让出市场空间,美国相关产业也可能难以承接,无法实现复苏 [4]
人类细胞核内染色体详细图谱发布
科技日报· 2025-12-18 09:20
研究背景与目标 - 人类染色体的三维组织结构对于协调遗传物质调控生物反应过程至关重要 DNA缠绕组蛋白形成染色质复合体存储在细胞核内 大量染色质位点可通过生物化学修饰来调控基因表达 [1] - 绘制三维结构及其随时间变化的工作被称为4D核组学 鉴于细胞核结构在不同时间尺度上的重新组构尚未解释清楚 一个重要原因是研究工具未能及时跟上 [1] - 美国国立卫生研究院共同基金于2015年启动了“4D核组计划” 其目标是开发出研究核组织在空间和时间上的结构和功能的技术 [1] 研究方法与数据 - “4D核组计划”团队之一 美国马萨诸塞大学医学院采用多种染色体捕获技术 分析了两类细胞中的染色体组织 人类胚胎干细胞和成纤维细胞(结缔组织细胞)[1] - 研究团队为每种细胞类型编目了超过14万种染色质环(DNA复合结构) 生成了单个基因的核环境模型 包括其与远侧调控元件的潜在远距离相互作用 [1] - 通过整合不同方法的数据集 研究团队对每种方法进行了基准测试 评估其在特定研究的用处 [2] 研究发现与机制 - 这项联合研究揭示了折叠染色质的基本物理机制 譬如染色质的挤出和相分离 究竟是如何共同塑造了复杂的基因组三维结构等问题 [2] - 结合这些数据集生成的空间模型 使转录和复制等遗传过程能够在染色质的三维环境中得到定位 [2] 未来研究方向 - 研究团队表示 后续仍需要进一步研究 以探索这些观察到的结构如何与单个基因功能相关联 [2] - 后续研究还需探索这些成果是否能应用于对抗遗传疾病 [2]
氢能时代,铂金科技价值“看涨”
科技日报· 2025-12-18 09:20
铂金价格近期表现与驱动因素 - 截至12月17日收盘,期货市场铂2606合约收盘价为527.55元/克,单日涨幅达7% [1] - 线下多家零售金店的铂金首饰报价已突破700元/克大关 [1] - 价格上涨主要受三方面因素驱动:美元信用走弱下的避险情绪转向贵金属、供应持续下降、以及工业需求保持较快增长 [2] - 全球铂金市场预计在2025年迎来连续第三年短缺,缺口预计扩大至30吨(约96.4万盎司) [2] - 2025年铂金工业需求预计达95吨,占总需求的38% [2] - 此轮行情被视作由供应短缺、工业需求增加及投资市场看好等多方因素驱动的长期走势,或将迎来新一轮价值重估 [2] 铂金供应现状与挑战 - 全球铂矿供应高度集中,南非拥有全球70%以上的铂金产量 [2] - 南非供应面临电力短缺、矿体老化、运营成本上升以及生产周期长(从勘探到投产需10年以上)等挑战,加剧了供应不足 [2] - 全球铂矿分布呈现高度集中且寡头垄断特征,多集中在南非、俄罗斯和津巴布韦等少数国家和地区 [4] - 中国铂资源年进口依赖度长期超过80% [4] - 美国、日本、欧盟、俄罗斯等已将铂金纳入稀有金属战略储备管理体系 [4] 铂金在氢能产业的核心价值与需求 - 铂被称为“科技金属”,因其极致的化学稳定性、卓越的催化活性和良好的生物相容性,在氢能等高科技产业中具有不可替代的作用 [3] - 铂是绿氢制备环节中质子交换膜电解槽制氢和燃料电池发电的核心催化剂 [3] - 铂催化剂的活性与稳定性直接影响燃料电池的功率密度、能量转换效率及使用寿命 [3] - 现阶段每辆氢燃料电池车铂的使用量为20至30克 [3] - 预计2025年,全球氢燃料电池车应用环节的铂金需求将达43.8吨,全球制氢环节铂金需求约为6.3吨 [3] 强化铂金供应链的策略与建议 - 为保障供应链,建议持续强化铂族金属在战略性矿产目录中的重要地位,提高开发效率,减少对外流失 [5] - 鼓励更多本土企业出海,在南非等资源丰富地区参股或控股,联合或独立开发铂族金属矿,以增加供应链安全 [5] - 可通过提高铂族金属回收效率来增加供应量 [5] - 建议提高产业链布局和铂族金属的期货定价能力,以产融结合方式全方位保障供应链储备 [5] - 从技术层面,当前PEM燃料电池铂载量较高,原子级利用率有巨大提升空间,技术突破以实现高催化效率同时减少铂使用量,是应对资源短缺的根本 [5]
国际科技创新中心建设扩围提质
科技日报· 2025-12-18 09:20
中央经济工作会议关于国际科技创新中心建设的部署 - 核心观点:中央经济工作会议将“建设北京(京津冀)、上海(长三角)、粤港澳大湾区国际科技创新中心”列为重点任务,这是对原有“十四五”规划表述的重大升级,旨在通过区域协同扩围提升全球影响力与竞争力 [1] 政策部署的演变与战略意图 - 关键要点:政策表述从支持北京、上海、粤港澳大湾区“形成”国际科技创新中心,升级为“建设”北京(京津冀)、上海(长三角)、粤港澳大湾区国际科技创新中心,范围从单个城市拓展至京津冀、长三角等区域协同体 [1] - 关键要点:此次扩围是党中央着眼于提升国际科技创新中心全球影响力、竞争力作出的重大部署,由习近平总书记亲自谋划和推动 [1] 现有建设成效与基础 - 关键要点:三大中心建设已成效显著,对支撑国家创新能力提升发挥重要作用,产出一批原创性成果并形成若干先进制造业集群 [2] - 关键要点:2024年北京、上海、广东的研发投入强度分别达到6.58%、4.35%、3.6% [2] - 关键要点:在2025年全球百强创新集群排名中,深圳—香港—广州、北京、上海—苏州分别位居第1、第4、第6位 [2] 扩围的战略意义与预期作用 - 关键要点:拓展建设范围有利于更好地推动科技创新和产业创新融合发展,因京津冀、长三角、粤港澳大湾区是高质量发展重要动力源 [2] - 关键要点:扩围能更好整合创新资源,持续放大其在原始创新策源、高端产业引领、科技成果转化等方面的作用,形成科技创新与产业创新联动互促的局面 [2] - 关键要点:此举有利于不断催生新质生产力,为高质量发展提供强有力支撑 [2] 未来实施路径与展望 - 关键要点:三大中心建设扩围提质,将成为我国迈向科技强国的重要战略支点 [3] - 关键要点:有关方面正在制定北京(京津冀)、上海(长三角)国际科技创新中心建设方案,将围绕战略科技力量布局、重大任务部署、体制改革试点、产业集群联合培育等推出一批务实举措 [3] - 关键要点:随着举措落地,三大中心有望成为创新引领中国式现代化的样板和标杆 [3]
选对碳水防炎症 科学吃法有门道
科技日报· 2025-12-18 09:20
文章核心观点 - 长期摄入劣质碳水化合物是慢性炎症和多种慢性疾病的重要推手 通过扰乱血糖、破坏肠道菌群和产生糖化终产物等机制危害健康[1][2] - 碳水化合物本身并非健康敌人 关键在于选择优质碳水、控制总量和合理搭配 无需追求极端饮食模式[3][4] 劣质碳水的定义与危害机制 - 劣质碳水指加工精细、膳食纤维匮乏、升糖指数高、营养素流失严重的碳水食物 如含糖饮料、甜点、精制米面制品[1] - 机制一:扰乱血糖代谢 含糖饮料使血糖在10分钟内飙升 长期导致胰岛素抵抗 过量胰岛素促使免疫细胞释放炎症因子[1] - 机制二:破坏肠道菌群平衡 加工过程剔除纤维导致有益菌锐减、有害菌疯长 削弱肠道黏膜屏障 毒素入血引发全身慢性炎症[2] - 机制三:产生糖化终产物 过量糖分与蛋白质结合生成AGEs 促进炎症反应并加速细胞老化 使皮肤状态变差[2] 劣质碳水引发的健康风险 - 体重管理:饱腹感弱易导致过量摄入 其中果葡糖浆等成分易转化为内脏脂肪 内脏脂肪持续释放炎症因子 形成肥胖恶性循环[3] - 疾病风险:世界卫生组织明确过量摄入劣质碳水增加2型糖尿病和心血管疾病概率 胰岛素抵抗是糖尿病关键诱因 炎症因子伤害血管内壁[3] - 癌症风险:慢性炎症为癌细胞提供适宜生长环境 长期吃高升糖食物者患结直肠癌、乳腺癌等癌症的风险显著上升[3] 科学摄入碳水的建议 - 结构优化:用优质碳水替换劣质碳水 标准为“升糖慢、纤维多、加工少” 例如白米饭中掺1/3糙米或燕麦 用红薯、玉米替代部分主食 远离含糖饮料等液态糖[4] - 总量控制:遵循《中国居民膳食指南》 成年人每天碳水供能占总能量的50%—65% 全谷物和杂豆摄入50—150克 碳水与膳食纤维比例不超过10:1 每天摄入25—30克膳食纤维[4] - 搭配有方:采用“碳水+蛋白质+健康脂肪”组合 以减慢消化吸收速度并增强饱腹感[4]
百慕大三角“身世之谜”有说法了
科技日报· 2025-12-18 09:20
百慕大三角地质结构之谜 - 百慕大坐落在一片被称为“海洋隆起带”的区域,但已超过3100万年没有发生过火山喷发,其依然高耸的反常状态长期困扰地质学家 [1] - 分析地震波发现,在百慕大下方约50公里深处,地震波传播速度突然变慢且路径弯曲,表明其下方并非普通地幔结构 [1] - 进一步分析显示,在百慕大地壳之下,存在一层额外的、由冻结岩浆构成的岩石层,它像浮筒一样把整个岛屿向上顶起了大约500米 [2] - 这块“隐形支架”厚达20公里,托举着整座岛屿,是百慕大至今仍然高耸的关键 [3] 百慕大的地质形成假说 - 对岛上古老熔岩的分析发现其硅含量异常偏低,指向地幔中一个成分独特、相对贫碳的深部区域,这与典型的火山热点并不吻合 [3] - 科学家推测,百慕大可能并非诞生于长期稳定的地幔热点,而是在盘古大陆解体、大西洋开始张裂时,深部地幔物质沿裂隙上涌形成的“地质孤岛” [3] - 新发现的厚达20公里的岩石层,解释了百慕大为何在火山活动结束后依然屹立不沉 [3] 百慕大三角海难的可能科学解释 - 海洋学家提出,一种被称为“疯狗浪”的极端海浪可能是许多海难的真正原因 [3] - 这类巨浪难以预测,高度可达周围海浪的两倍,最高甚至超过30米 [3] - 船只一旦正面遭遇疯狗浪,可能在几分钟内就被击沉,几乎来不及求救 [3]
无需缩小尺寸 新传感器清晰探测微米级目标
科技日报· 2025-12-18 09:05
核心技术突破 - 美国东北大学科学家研发出一种拓扑引导声波传感器 能对微米级目标进行高精度探测 且无需缩小传感器尺寸 [1] - 该传感器大小和皮带扣相当 能够利用引导声波与拓扑界面态对微小目标进行探测 如单个蛋白质或癌细胞 [1] - 在概念验证实验中 该传感器成功探测到直径仅5微米的低功率红外激光目标 这一尺寸大约是人类发丝直径的十分之一 [1] 技术原理与优势 - 该技术借助拓扑界面态 能将能量集中在纳米级区域 既提升了探测精度 又避免了因整体设备微型化而导致的性能下降 [1] - 拓扑界面态源于凝聚态物理 指的是存在于拓扑超导体表面或边界 厚度约1纳米的量子态 [1] - 传统方法在拍摄微小物体时需要缩小传感器尺寸 但随着像素尺寸变小 相机性能和灵敏度往往会下降 新技术旨在不减小像素尺寸的前提下实现对更微小物体的探测 [1] 潜在应用与行业影响 - 这一成果有望推动纳米与量子尺度传感技术的发展 [1] - 该技术预计将对量子计算 精准医学等领域产生深远影响 [1]