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《自然》(Nature)、《科學(xué)》(Science)和《細(xì)胞》(Cell)作為目前國(guó)際上最頂尖的學(xué)術(shù)期刊，每期發(fā)表文章數(shù)量都很少，發(fā)表文章基本也代表了相關(guān)領(lǐng)域的頂尖研究成果。

2017年6月16日，來自中國(guó)三所高校的最新研究成果分別發(fā)表在最新的Science和Cell上，其中中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)和中山大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)各發(fā)表一篇Science，北京大學(xué)等研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合發(fā)表一篇Cell。本期我們就一起來看看中國(guó)科學(xué)家發(fā)表的這三篇頂尖論文。

中科大潘建偉團(tuán)隊(duì)Science發(fā)表量子糾纏重大成果

中國(guó)科學(xué)院院士潘建偉

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉團(tuán)隊(duì)利用“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星首次實(shí)現(xiàn)了千公里級(jí)的量子糾纏。在這項(xiàng)具有里程碑意義的研究中，衛(wèi)星將處于糾纏態(tài)的光子發(fā)送到相距超過1200千米遠(yuǎn)的地面基站(青海德令哈站和云南麗江高美古站)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過此前144千米的傳送距離，為更遠(yuǎn)距離的量子通信打下了基礎(chǔ)。這項(xiàng)工作以封面論文的形式刊登在6月16日出版的《科學(xué)》(Science)上。

“中國(guó)已經(jīng)領(lǐng)跑量子通信”，沒有參與這項(xiàng)工作的日內(nèi)瓦大學(xué)物理學(xué)家Nicolas Gisin評(píng)價(jià)道，“這個(gè)實(shí)驗(yàn)證明全球量子通信是可行的，而且將在不久的將來實(shí)現(xiàn)。”

想要建立安全的全球范圍量子通信網(wǎng)絡(luò)，唯一可行的方案就是從太空中發(fā)送量子密鑰，然后將其分發(fā)到百十公里遠(yuǎn)的地面節(jié)點(diǎn)。以中國(guó)古代哲學(xué)家名字命名的“墨子”號(hào)衛(wèi)星，重達(dá)600千克，2016年被發(fā)射到近地軌道，而這只不過是投資達(dá)10億美元的太空量子實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目(QUESS)的排頭兵。

墨子號(hào)攜帶了一系列裝配好的激光器和晶體，它們可以產(chǎn)生成對(duì)的糾纏態(tài)光子，并將其分離，分別傳輸?shù)叫l(wèi)星視線范圍內(nèi)的不同地面基站。在最近的測(cè)試中，這三個(gè)基站分別坐落在德令哈市、烏魯木齊市和中國(guó)遙遠(yuǎn)南部城市麗江，其中德令哈市和麗江市的地理距離達(dá)到1203千米，這大踏步地提高了糾纏光子傳輸距離的記錄。

目前這套系統(tǒng)仍然需要進(jìn)一步的完善，因?yàn)槟壳皥?bào)道的墨子號(hào)和基站間的信號(hào)傳輸速度不足以維持實(shí)用的量子通信。墨子號(hào)每秒發(fā)射約600萬(wàn)對(duì)糾纏態(tài)光子，但是大約每秒只有一對(duì)可以既通過大氣層又被地面基站上的聚光望遠(yuǎn)鏡接收到。潘建偉是這個(gè)項(xiàng)目的領(lǐng)導(dǎo)者，他自2003年以來一直在推進(jìn)和籌措這個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。他將這個(gè)成就比作探測(cè)月球上一根火柴發(fā)出的單個(gè)光子。

潘建偉認(rèn)為，墨子號(hào)傳輸糾纏態(tài)光子的效率比“最好的通信光纖高萬(wàn)億倍”，“我們做的工作是缺少墨子號(hào)就不可能做到的，而且未來5年，太空量子實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目會(huì)發(fā)射更多的量子通信實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星。”論文鏈接：

http://science.sciencemag.org/content/356/6343/1140

中山大學(xué)張杰鵬教授團(tuán)隊(duì)發(fā)表一篇Science

中山大學(xué)長(zhǎng)江學(xué)者、杰青張杰鵬教授

6月16日，中山大學(xué)張杰鵬教授研究組在Science發(fā)表論文"Controlling guest conformation for efficient purification of butadiene"，報(bào)道了配位聚合物多孔材料設(shè)計(jì)、合成、氣體吸附和相關(guān)機(jī)理的研究成果。

為了使產(chǎn)品或原料達(dá)到足夠高的純度，工業(yè)界需要花費(fèi)大量時(shí)間與成本進(jìn)行化學(xué)混合物分離。工業(yè)能耗大約占人類社會(huì)總能耗的三分之一，其中化學(xué)混合物分離的能耗大約占工業(yè)能耗的二分之一。工業(yè)常用的分離純化技術(shù)主要是蒸餾和溶劑吸收，不僅高能耗而且對(duì)環(huán)境損害很大。例如，作為幾種最大宗的化工產(chǎn)品/原料，乙烯、丙烯和1,3-丁二烯，需要使用低溫高壓或溶劑萃取精餾，將其與分子量相似的碳?xì)浠�合物副產(chǎn)物分離。基于客體分子的尺寸、形狀、極性和極化率等特性的差別，多孔材料可以對(duì)混合物中各組分產(chǎn)生差異性吸附。但是，現(xiàn)有多孔材料對(duì)重要工業(yè)混合物的吸附選擇性偏低，仍難以在溫和條件下進(jìn)行高效的分離純化。

張杰鵬教授與合作者致力于配位聚合物多孔材料的設(shè)計(jì)、合成、氣體吸附和相關(guān)機(jī)理研究，近年來取得了系列進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)不但發(fā)展了原位X射線單晶衍射、原位光譜表征和計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)對(duì)吸附分離的機(jī)理和行為進(jìn)行解釋和預(yù)測(cè)，還提出多種策略用于精確調(diào)控、提高，甚至是“反轉(zhuǎn)”氣體吸附選擇性，以獲得更好的分離效果。

該研究工作由張杰鵬教授研究團(tuán)隊(duì)獨(dú)立完成。中山大學(xué)廖培欽博士(2016年畢業(yè)于中山大學(xué))、副研究員為第一作者，張杰鵬教授為通訊作者，共同作者還有黃寧宇(2016級(jí)研究生)、張偉雄副教授以及陳小明院士。該工作得到了科技部973計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃、杰出青年基金、面上項(xiàng)目、以及中山大學(xué)的大力支持。論文鏈接：

http://science.sciencemag.org/content/356/6343/1193

北京大學(xué)張澤民研究組等發(fā)表一篇Cell

北京大學(xué)****入選者、長(zhǎng)江學(xué)者張澤民

6月16日，北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院BIOPIC中心、北京未來基因診斷高精尖創(chuàng)新中心、北大-清華生命科學(xué)聯(lián)合中心張澤民研究組，首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京世紀(jì)壇醫(yī)院暨北京大學(xué)第九臨床醫(yī)學(xué)院肝膽胰外科彭吉潤(rùn)研究組，以及美國(guó)AMGEN公司的歐陽(yáng)文軍研究組在Cell雜志發(fā)表了題為“Landscape of infiltrating T cells in liver cancer revealed by single-cell sequencing”的研究論文，首次在單細(xì)胞水平上描繪了肝癌微環(huán)境中的免疫圖譜。

張澤民研究組與首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京世紀(jì)壇醫(yī)院暨北京大學(xué)第九臨床醫(yī)學(xué)院肝膽胰外科彭吉潤(rùn)研究組及美國(guó)AMGEN公司的歐陽(yáng)文君研究組深入合作，在單細(xì)胞水平對(duì)肝癌腫瘤微環(huán)境中T淋巴細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組及T細(xì)胞受體(TCR)序列進(jìn)行了綜合分析，完成了超過5000個(gè)T細(xì)胞的單細(xì)胞測(cè)序數(shù)據(jù)。基于生物信息學(xué)分析，通過對(duì)T細(xì)胞進(jìn)行亞群分類、發(fā)展軌跡分析及比較不同亞群中T細(xì)胞克隆的分布，該研究探索了不同亞群之間的關(guān)系，鑒定每個(gè)亞群特異的基因表達(dá)，揭示了腫瘤中的T細(xì)胞在功能、分布和發(fā)展?fàn)顟B(tài)方面和其他部位的T細(xì)胞截然不同。

該項(xiàng)工作是國(guó)際上首次大規(guī)模針對(duì)腫瘤相關(guān)T細(xì)胞的單細(xì)胞組學(xué)研究，提供了極有價(jià)值的數(shù)據(jù)資源，為多角度理解肝癌相關(guān)的T細(xì)胞特征奠定了基礎(chǔ)。該項(xiàng)工作的數(shù)據(jù)積累、科學(xué)發(fā)現(xiàn)和理論推演有望促進(jìn)已有的免疫治療方案在肝癌中的臨床應(yīng)用，并有助于發(fā)現(xiàn)有效的針對(duì)肝癌治療免疫治療靶點(diǎn)，進(jìn)而加速創(chuàng)立新的肝癌免疫療法。同時(shí)，該項(xiàng)工作也為腫瘤免疫的圖譜勾畫作出了范式，為今后對(duì)其他腫瘤開展類似的研究及各類腫瘤免疫的發(fā)展提供了基礎(chǔ)。

北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院BIOPIC中心博士后鄭春紅，博士研究生張園園、郭心怡，前沿交叉研究院博士研究生鄭良濤，北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部博士研究生郭化虎和美國(guó)AMGEN公司博士后Jae-Kwang Yoo為該論文的并列第一作者。北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院BIOPIC中心、北京未來基因診斷高精尖創(chuàng)新中心、北大-清華生命科學(xué)聯(lián)合中心張澤民，首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京世紀(jì)壇醫(yī)院暨北京大學(xué)第九臨床醫(yī)學(xué)院肝膽胰外科彭吉潤(rùn)，以及美國(guó)AMGEN公司的歐陽(yáng)文軍為該論文的共同通訊作者。該項(xiàng)研究得到了北京未來基因診斷高精尖創(chuàng)新中心、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金以及北大-清華生命科學(xué)聯(lián)合中心的資助。論文鏈接如下：

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867417305962

(來源：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中山大學(xué)和北京大學(xué)新聞網(wǎng))