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潘建伟当选《自然》年度人物 被称量子之父

2017-12-20 02:01:57   来源:科技生活在线   评论:0   [收藏]   [评论]
导读:小编按:《自然》杂志的文章提到,潘建伟团队在量子互联网方面已遥遥领先。量子互联网是由卫星和地面设备组成的网络,可实现在全球共享量子信息,这将使牢不可破的全球信息加密成为可能。

  国际顶尖学术期刊《自然》在最新一期的特写板块中发布了年度十大人物——在过去一年里对科学产生重大影响的十人。他们分别是潘建伟、 David Ruchien Liu (美籍华人)、Marica Branchesi、Emily Whitehead、Scott Pruitt、Jennifer Byrne、Lassina Zerbo、Víctor Cruz-Atienza、Ann Olivarius 、Khaled Toukan。

  中国科学技术大学教授、量子通信科学卫星“墨子号”首席科学家潘建伟上榜。榜单上的其他人来自各个领域,比如,在物理领域有欧洲处女座引力波探测器(Virgo)的对外合作“大使”和中东首个同步辐射光源的主流砥柱。在医学领域有新型基因编辑技术发明者,有首个接受创新癌症免疫疗法的儿童,有致力于侦查问题论文的癌症遗传学家。

  此外,国际全面禁止核试验条约组织执行秘书长、墨西哥地震专家、争取学术界性别平等的律师也一一登场。榜单上甚至有一名科学界的“反派”:新任美国环保署署长、气候变化怀疑论者普鲁特。

  《自然》杂志新闻特写代理主编Brendan Maher表示,《自然》杂志选出的十大科学人物,是过去一年里对科学产生重大影响的十个人,从量子通信到基因组编辑,这些不同领域的科学家在2017年的科学史上留下了不可磨灭的印记,而他们将继续影响科学。

  值得一提的是,《自然》杂志为每一位入选者做了一篇新闻特写,其中以《量子之父》(FATHER OF QUANTUM)为题报道了潘建伟,开头这样写道:“在中国,有人称他为‘量子之父’。对于这一称呼,潘建伟当之无愧。在他的带领下,中国成为远距离量子通信技术的领导者。”

  今年6月,潘建伟领衔的全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”团队实现了“千公里级”的星地双向量子纠缠分发,打破了此前国际上保持多年的“百公里级”纪录,相关成果发表在《科学》杂志上。时隔一个多月,这支团队又在国际上第一次成功实现了“千公里级”的星地双向量子通信,相关成果在线发表在《自然》杂志上。

  至此,潘建伟团队已提前完成预先设定的“墨子号”三大科学目标。中国科学院院长白春礼当时评价道,“墨子号”系列成果赢得了巨大国际声誉,标志着我国量子通信领域的研究在国际上达到“全面领先”的优势地位。

  如今,《自然》杂志的文章提到,潘建伟团队在量子互联网方面已遥遥领先。量子互联网是由卫星和地面设备组成的网络,可实现在全球共享量子信息,这将使牢不可破的全球信息加密成为可能。就目前而言,潘建伟团队计划发射第二颗卫星,并将在天宫二号空间实验室开展一项新的太空量子实验。

  该杂志还援引美国马里兰大学的量子物理学家Christopher Monroe的评价称:潘建伟的过人之处在于能找到关键问题且敢于冒险,“拥有他是中国之幸(China is very lucky to have him)” 。

  以下为《Nature》官方刊登的十位年度人物的简介:

  大卫·刘(David Liu):基因修改者

  这位生物学家开发了基因修改工具,对于自然来说,这是一个全新的领域,未来也许可以拯救生命。

  25年前,大卫·刘(音译自David Liu,全称David Ruchien Liu)还是一名本科生,当时他写了一篇论文,到了今天,大卫·刘的导师科里(E。 J。 Corey)还记得这篇论文,科里说:“论文绝对完美。”不需要修改编辑。科里是诺贝尔化学奖得主,现在是哈佛大学名誉教授。

  论文无需编辑,而大卫·刘本人却对“编辑”情有独衷。在过去10多年里,他一直在开发更强大的基因编辑技术,也就是最近一段时间被人们交口称赞的新技术CRISPR。能够编辑基因固然让人兴奋,但是技术还不完美。CRISPR可以重写某些细胞的DNA片段,科学家想在基因内创造某些特定变化,但是这些变化可能会带来问题。

  今年10月,大卫·刘所在的博德研究所(Broad Institute)团队发表论文,公布研究成果,他们大胆尝试,想调整CRISPR系统。团队用人工合成的新型酶,将DNA中的A-T碱基对转换为G-C碱基对。这种新型酶是在实验室合成的,自然界中并不存在,大卫·刘和他所在的团队居然能够“制造”出来,真是让人意外。

  回看大卫·刘的职业生涯,充满冒险色彩。当年他在加州大学伯克利分校攻读博士学位时,就开发出一种新技术,将非天然氨基酸放进活细胞蛋白质。大卫·刘说:“我清楚记得,当时一些高年纪的学生告诉我,说这个项目简单是疯了。”

  博士读到第四年,科里邀请大卫·刘回到哈佛,举办一个学术研讨会。大卫·刘给化学系老师留下深刻的印象,当他拿到博士学位没多久,老师们就给了他一份工作。2017年2月,大卫·刘的团队搬到了博德研究所。

  许多科学家都在实验室内制造新酶,大卫·刘所在的实验室站在最前沿,他们还加入了基因编辑技术。2013年,大卫·刘与其它一些专家走到一起,这些专家创办了一家名叫Editas Medicine的公司,它想用CRISPR技术寻找治疗方案。

  不过新技术的临床应用受到限制,因为CRISPR–Cas9基因编辑难以预测,而Cas9又是最流行的编辑工具。虽然Cas9酶可以定向切割DNA,但是研究人员必须利用细胞本身的DNA修复系统修复切口。这样一来,研究人员必须对基因进行多种多样的编辑。

  大卫·刘的实验室努力寻找新方法,试图改善编辑效果。2016年,博士后亚历克西斯·科莫(Alexis Komor)和大卫·刘团队的其它成员发表报告,介绍了碱基编辑(base editor)技术,研究人员用自然生成的酶将C转换成T,或者将G转化为A。这是研究人员第一次用可靠、可控的技术在活细胞内实现基因单字母转化。

  自此之后,新方法应用于众多的有机体,包括小麦、斑马鱼和老鼠。9月份,中国研究人员报告说,他们用大卫·刘的碱基编辑技术修正人类胚胎血液疾病的单碱基突变(又叫点突变)。

  尼可·加德利(Nicole Gaudelli)也是实验室的成员,她想创造一种酶,可以将多个A和多个T转化为多个G和多个C。加德利建议大家勇敢打破基本规则:如果第一步就是创造一个新酶,基本上没有人愿意做,因为失败的概率太高。大卫·刘鼓励她这样做,经过几个月的努力,她合成一种新酶,人类身上有一些已知的、会引发疾病的点突变,从理论上讲,新酶可以让48%的疾病点突变逆转。10月份,团队报告说,新蛋白质比CRISPR–Cas9更可靠。有了新工具的支持,寻找基因疗法将会变得更容易。

  犹他州盐湖城大学的基因工程师达娜·卡罗尔(Dana Carroll)评价说:“他们的研究成果意义重大,覆盖众多的疾病突变,影响深远。”

  玛丽卡·布兰切斯(Marica Branchest):融合促进者

  在她的帮助下,科学家群策群力,将历史性的“引力波事件”擅加利用。

  8月17日之后的几周里,地面与太空的望远镜似乎对准同一个方向。意大利和美国探测到引力波,在它们的助推下,全球大约70个天文团队站出来宣布,说他们首次探测到两颗中子星合并。此发现破解了多个天文奥秘,比如伽马射线暴的属性、宇宙超重元素的起源。

  新发现离不开马里卡·布兰切斯(Marica Branchesi)的努力,她是Virgo的成员,Virgo在意大利Pisa附近运营一个引力波探测器。布兰切斯相当于“观测天文学”和“引力波研究”之间的桥梁,不久之前,二者似乎井水不犯河水,没有交集。路易斯安那州立大学物理学家加布里埃拉·冈萨雷斯(Gabriela González)评价说,布兰切斯可以说是天文学家和物理学家之间的桥梁。

  布兰切斯本身也是一名天文学家,2009年加入Virgo,当时她在意大利乌尔比诺大学找到一份工作。那时Virgo与Ligo开始融合,它们需要找到一位大使,在天文社区游走。引力波相当于时空结构中的涟漪,它向我们揭示宇宙的另一面,这一面是普通望远镜看不到的。中子星合并时,LIGO和Virgo只能观测合并前的最后几分钟,与合并有关的大部分信息(包括生成的元素)只能用传统望远镜获取。

  当布兰切斯开始投入工作时,她知道自己必须鼓励物理学家,对潜在事件及时报告,即使物理学家对于事件并不完全确定,也应该通报。布兰切斯还要说服天文学家,让他们相信倾听是有价值的。当时许多人对LIGO和Virgo心生怀疑,因为运营多年之后,它们什么也没有发现,也没有找到任何东西。布兰切斯说:“告诉天文学家这是一个潜力无限的领域,这就是我的职责。”布兰切斯认为,2013年天文学家的态度变了,当时探测器升级工作快要完成,发现引力波的概率提高了一千倍。很快,几十个天文团队签署协议,接收LIGO和Vigo信号。

  探测到中子星合并产生的引力波之后,布兰切斯娴熟的外交技巧也派上用场。10月16日,有几十篇论文发表,其中一篇摘要文章表扬了3500多名作者。布兰切斯收集大量贡献者的信息,确保成就公平分配。NASA戈达德宇宙飞行中心的天文学家、联合作者特罗亚(Eleonora Troja)认为:“为了确保所有重要结果充分展现,布兰切斯发挥了关键作用。”

  和其它许多人一样,布兰切斯也期待会有更多的发现,不过今年恐怕是没有机会了。当年物理学家搭建LIGO和Virgo时,“愿望清单”上并没有包括中子星合并。布兰切斯说,这一切正是她期望看到的。

  艾米莉·怀特黑德(Emily Whitehead):与白血病抗争的鲜活例子

  一个小女孩与白血病的抗争故事,激励着新一代癌症疗法的研发工作。

  最简单的一个手势,却有可能是最有力的表达方式。今年7月份,在美国食品与药品管理局(FDA)举行的一次会议上,12岁的小女孩艾米莉·怀特黑德(Emily Whitehead)从观众席上起身,径直走向正在台上发言的男人。她没说一句话,只是紧紧抓住该男人的胳膊。

  “我当时只是觉得,如果我站在他的身边,就能帮到他,”艾米莉回忆说。5年前,她成为世界上第一个接受CAR-T试验疗法的孩子。在台上发言的男子是艾米莉的父亲汤姆,他当时正在呼吁专家组批准实施CAR-T疗法。这种疗法能够通过基因方法改造患者的免疫细胞,令其可以识别和攻击癌细胞。

  看到女儿向自己走来,汤姆禁不住抽泣起来。专家组成员也一度哽咽。“很显然,我们被这种场景打动了,”儿科肿瘤学家蒂莫西·克里普(Timothy Cripe)说道。他来自俄亥俄州哥伦布市的全国儿童医院(Nationwide Children’s Hospital),也是专家组成员。“她就是一个活生生的例子,”克里普说。

  最终通过投票,专家组一致同意批准实施该疗法。这在针对患有急性淋巴细胞白血病的儿童和青少年同类疗法中尚属首次。FDA也同意了。几个月后,另一项CAR-T疗法也获得通过,这一次是针对非霍奇金性淋巴瘤(non-Hodgkin’s lymphoma)的,对于此类癌症疗法而言,2017年是颇具历史意义的一年。

  “这是个分水岭,”斯坦福大学医学院癌症免疫疗法研究人员克里斯塔尔·玛卡尔(Crystal Mackall)说。不过她表示这两个率先得到批准的疗法,仅仅是CAR-T具有强大效力的初步例证。几十个学术团队和生物科技公司正在从事CAR-T疗法研究,努力提高现有疗法的安全性和可控性,同时提供现成的、无需为每位患者专门设计的疗法。

  儿科肿瘤学家史蒂芬·格鲁普(Stephan Grupp)表示,尽管这项工作取得了一些进展,“但成功与失败的界限往往只有一步之遥。”他是艾米莉在宾州费城儿童医院的主治医生。在接受了CAR-T免疫细胞注射几天后,艾米莉产生了一种名为“细胞因子释放综合征”(cytokine-release syndrome)的严重免疫反应。格鲁普称,如果不是他反应迅速,及时采用一种在当时尚未得到验证的方法进行干预治疗,艾米莉现在可能已经不在人世了。

  这种悲剧不仅会毁了艾米莉的家庭,也可能使CAR-T疗法的研发脱离正轨。艾米莉如今已经完全康复,欣然接受了她作为此次癌症革命“代言人”的角色。“感觉真是太棒了,”她说。“这些人都是那么地敬佩我,这种感觉真的很特别。”

  斯科特·普鲁特(Scott Pruitt):不落窠臼的“破局者”

  一个用高效的工作作风打破美国环境保护局传统模式的官员。

  今年4月,成千上万的美国人走上街头进行大抗议游行,当时许多人手里挥舞着抨击斯科特·普鲁特(Scott Pruitt)的标语。他是一位直言不讳的气候变化怀疑论者,最近刚刚接任美国环境保护局(EPA)局长一职。

  在被唐纳德·特朗普(Donald Trump)总统任命为美国环境保护局局长之前,普鲁特曾是这个机构最严厉的批评者之一。作为俄克拉荷马州的总检察长,他至少14次将EPA告上法庭。“让他掌管环境保护局,真是太可怕了”,明尼苏达大学环境化学家黛博拉·斯瓦克哈默(Deborah Swackhamer)说。她曾是美国环境保护局科学顾问委员会主席,今年11月份遭到普鲁特降职处理。“普鲁特具有造成破坏所需要的一切能力”她说。

  在2月份上任之后,普鲁特立即着手停止或废止大量环境法规,其中包括有关排放、采矿以及有害排放物的监管规定。对于普鲁特的上任,美国化石燃料以及化工行业都是持热烈欢迎态度的。“他会做出他认为是正确的事情,看起来毫不在意外界的评价”,华盛顿特区律师事务所Bracewell律师杰弗里·霍尔姆斯蒂德(Jeffrey Holmstead)表示。能源行业的许多公司都是他的客户。EPA拒绝对《自然》杂志对普鲁特的采访要求作出回应。

  普鲁特在今年10月份宣布,由于所谓的“利益冲突”,此前获得EPA补助的科学家将不再被允许在EPA独立顾问委员会任职。由于这条规定,EPA下属多个科学顾问委员会的一半成员被辞退。在这些空出来的职位中,大部分被行业现职雇员以及与全行业关系良好的科学家补上了。

  然而,许多科学家感觉自己被边缘化了,而EPA的员工尤其担心他们的未来。在特朗普政府的最新预算案中,EPA研发办公室的预算将被砍了40%,而被裁掉的职位绝大多数将是科学家。

  “我们知道他(普鲁特)不会是一个支持科学的官员,但我仍然对他破坏EPA科学研究和科学家的颇具创造力的手段留下深刻印象,”美国忧思科学家联盟(Union of Concerned Scientists)分析师格雷琴·戈尔德曼(Gretchen Goldman)说。

  潘建伟:量子之父

  把量子通讯带到太空及其背面的物理学家

  在中国,一些人称他为“量子之父”。对于潘建伟来说,这是一个贴切的名字,因为他被广泛誉为引领中国走到长距离量子通讯前沿的科学家——利用量子定律安全地传输信息。2008年在欧洲接受科研训练后,潘建伟回到中国从事全职工作,自那时起,他便点燃了中国对量子技术的热情。马里兰大学帕克分校的量子物理学家克里斯托弗·门罗(Christopher Monroe)说 : “ 当我读到他们正在做的事情时感到十分震惊,这种事每年都会发生几次。”

  今年7月,潘建伟和他在合肥中国科学技术大学的团队报告称,已打破量子隐形传态的记录,将一个光子的量子态传输到一个距地面1400公里的轨道卫星上的光子上。在今年9月,该小组还利用这颗卫星向北京和维也纳发射了光子,用来产生量子加密密钥,使这些城市的团队能够以完全安全的方式进行视频聊天。因为探测光子会干扰量子态,所以,黑客无法在不被发现的情况下截获密钥。

  潘建伟的博士导师、合作者维也纳大学教授 安东·蔡林格(Anton Zeilinger)表示,这次演示是一次“历史性事件”。潘的团队正站在量子互联网发展大潮的浪尖,利用这一由卫星和地面设备组成的网络,可在全球范围内共享量子信息。

  这种方法将催生出全球无法破解的加密技术,以及利用长距离的量子连接的新实验,比如将来自地球的探测器的光线组合成一个超级分辨率的望远镜。目前,潘建伟的团队计划发射第二颗卫星,并将在中国的天宫二号空间站上运行另一个量子实验。在接下来的五年里,潘健伟表示,“许多激动人心的结果将会出现。这真的是一个新时代。”

  尽管潘建伟领导了一个跨越多个学科包含50个科学家的团队——包括量子模拟、计算和光学,但他是这些工作背后的‘基本大脑’,蔡林格 说,潘建伟使团队成为一个充满想象力、组织性和实验天赋的结合体。

  作为一名孜孜不倦、充满热情的乐观主义者,潘建伟也具有说服资助者的天赋。他相信,中国政府将支持他的下一个大计划:耗资20亿美元,为期5年,专注于量子通讯、计量和计算,与欧洲2016年宣布的一项价值12亿美元的旗舰计划如出一辙。

  潘建伟的技巧在于选择正确的问题并承担风险,门罗表示,“拥有他,中国是幸运的。”

  詹尼弗·拜恩(Jennifer Byrne):论文勘误侦探

  一位以曝光论文漏洞为使命的研究员,论文错误检测工具的发明者

  白天,詹尼弗·拜恩是一位癌症基因研究员;晚上,她则为基因研究论文挑错。在过去两年里的无数个夜晚中,当丈夫和孩子在客厅看电影时,她在电脑上检查论文,试图找出其中的错误或可能的造假行为。“我会在免费搜索引擎PubMed上进行搜索,并希望没有人发觉我并不在沙发上,”她开玩笑地说。

  拜恩就职于悉尼的韦斯特米德儿童医院,目前,她已经找出了数十份论文中的基因序列错误,绝大多数还有其他可疑之处,比如低质的图片,以及相互覆盖的文字。拜恩怀疑,其中有些例子存在违规行为,虽然还无法证明。

  她的顽强努力正在初见成果。现在已有9篇论文因为拜恩的工作而被撤稿,其中有7篇发生在今年。而在10月,她与法国计算机科学家希瑞尔·拉贝(Cyril Labbé)合力推出了一款名叫 Seek & Blastn的在线程序,可以自动模仿拜恩的做法,发现类似问题。“在我去世前回顾往事时,这些工作会让我十分骄傲,”她说。

  拜恩首次发现这些错误的规律是因为有五篇论文皆描述了她曾研究过的一个罕见基因,以及在癌症细胞中关闭这个基因的效果。但是拜恩却发现,在这些研究中,他们使用的基因序列是错误的。其中四篇论文已被撤稿,但第五篇的作者和编辑却杳无音信。

  拜恩意识到还有更多含有错误的论文流传在外,2016年她找到了富有开发垃圾稿子识别程序经验的法国人、格勒诺布尔-阿尔卑斯大学的研究员拉贝。两人希望学刊的编辑和出版社可以使用他们的软件,在出版之前对所有论文进行检查。

  悉尼大学的语言学家尼克·恩菲尔德(Nick Enfield)表示,许多科学家都对劣质或虚假的论文污染学刊环境的问题感到绝望,“但是很少人会像詹尼那样努力将其公之于众。”因此,恩菲尔德向拜恩提供了一些研究资金,来聘请一个助手帮她检查论文中的错误。“她的动机来自于她的信念:出版诚实的数据是最重要的,”拜恩在韦斯特米德儿童医院研究所的同事贝琳达·克莱默(Belinda Kramer)说。

  拜恩表示,她的勘误工作让她了解到,研究是一个建立在信任基础上的领域:“我以前认为科学是由大脑和金钱驱动的,信任则是很容易被忽略且被认为是理所当然的一部分。”

  拉西诺·泽博(Lassino Zerbo):禁止核试验监督者

  面对地区不稳定的威胁,有一位地球物理学家为防止核扩散而斗争。

  9月3日星期天,在朝鲜进行第六次核试验后不到三十分钟,拉西那?泽博的电话响了。当时是维也纳早上不到6点,地震数据显示,这是迄今为止朝鲜所引爆的最强大的炸弹,以接近6.1级地震的力量撼动了地球。泽博负责领导全面禁止核试验条约组织(CTBTO)以监督全球核试验,他说:“这真是令人恐惧。”他随即与日本和韩国驻奥地利大使打了电话,并准备应对急于了解这次核试验的挑衅性意图的媒体的猛烈追问。

  对泽博和其他不扩散核武器支持者来说,今年是充满挑战的一年。随着朝鲜领导人金正恩和美国总统唐纳德?特朗普之间的沟通矛盾日益激化,美国对盟国的承诺变得越来越不确定。

  尽管朝鲜是近20年来唯一进行核试验的国家,并且大多数国家仍然赞成不扩散核武器,但是阵地似乎正在发生变化。4月,泽博在日本长崎对当地大学生的想法感到吃惊。长崎是一个在第二次世界大战期间美国投弹事件之后一直在谴责核武器的城市,如今他们却在质疑他们国家的反核立场。他说:“年轻一代问:为什么我们自己不应该处于有威慑力的地位?”。

  泽博于1963年出生于布基纳法索,后移居法国并获得地球物理学博士学位,曾在矿业工作,于2004年加入禁核试条约组织。

  他就职后的第一个举措就是建立信息分享系统,将CTBTO的监测站所收集的信息共享给更多科学家。(事实证明,水声、次声、地震和放射性核素传感器收集的宝贵数据还有益于实现其他目的,包括海啸探测和鲸鱼迁徙追踪。)

  泽博于2013年成为CTBTO的执行秘书,现在大部分时间都在世界各地奔走,以完成组织的监测站网络。更重要的是,他主张批准1996年的“全面禁止核试验条约”,该条约创建了CTBTO,但从未生效。实现这一主张需要的关键支持者包括中国和美国。加州斯坦福大学的核政策专家齐格弗里德?赫克(Siegfried Hecker)称泽博是该条约的“不知疲倦的、有力的推动者”。

  尽管面临挑战,泽博却表示,对能为联结科学和外交而工作感到无比满足。他经常建议年轻研究人员抱有这样的愿景:“科学必须结合政策,让世界变得更美好”。

  维克多·克鲁兹-阿蒂恩扎(Victor Cruz-Atienza):地震追踪者

  9月份墨西哥城发生7.1级地震时,一位地震学家的预言成真了。

  当房子开始在他周围晃动时,维克多克鲁兹?阿蒂恩萨已经11岁了。那是1985年9月19日,墨西哥太平洋海岸发生了8.0级地震,在全国范围内引发了一场地震能量爆发。阿蒂恩萨和父母还有兄弟生活在墨西哥城以南一幢建于硬岩之上的两层楼的房子。这个地方逃过一劫。墨西哥城的大部分地区都是柔软的沉积物,像一大碗果冻一样震动。数百栋建筑物倒塌,成千上万的人死亡。

  那天影响了阿蒂恩萨的一生。他说:“感受地面移动的经历总是能唤起我内在的本能。”他在墨西哥城的墨西哥国立自治大学(UNAM)攻读地球物理专业,后来又在法国和美国深造,主要研究断层破裂物理学。

  2016年,已成为UNAM地球物理研究所地震系主任的阿蒂恩萨带着自己的学识回到了家乡。在一篇有前瞻性的论文中,他描述了地震中的地震能量在该城所坐落的古代湖盆周围回响的方式。他还模拟显示了最强地震级别和最长地震时间的地区在哪里。

  今年9月19日,阿蒂恩萨在缅因州波特兰市参加会议的时候,听到了距离墨西哥城120公里外发生7.1级地震的消息。他急忙登上回家的航班,第二天就抵达了震区。他的预测结果是正确的:由于盆地的结构特性,地震进入软沉积物的时间越长,持续震动的时间就越长。

  由于1985年地震后建立了更严格的建筑规范,而且今年地震的持续时间相对较短,死亡人数要低得多。但是阿蒂恩萨敦促仍要勤勉防震。

  法国格勒诺布尔阿尔卑斯大学(University of Grenoble Alpes)的地震学家Jean-Virieux和Cruz-Atienza的博士顾问说:“他非常重视提高人们对地震的认识”。

  2013年,阿蒂恩萨发表了一本畅销书《Los Sismos:Una Amenaza Cotidiana》(La Caja de Cerillos Ediciones),讲述了地震所造成的“日常威胁”。他继续向前看。上个月,他和日本研究人员合作带领一个巡航探索墨西哥西海岸的另一处地震风险带的研究项目,该地带有两个地壳板块正在相互碰撞并产生地块压力。这些科学家们在海底安装了地震和大地测量仪器,用以预测下一次的大地震。

  阿蒂恩萨说:“每次地震情况都不一样,它们像动物一样,有各自的故事和记忆。”

  安·奥利威亚斯(ANN OLIVARIUS): 正义代表

  随着性骚扰案件数量的不断提升,一名律师励志要让这种事情远离学术机构。

  为了有足够的人来接听电话,安·奥利威亚斯(Ann Olivarius)不得不在自己的法律机构中增加了20%的人手。她的法律咨询公司位于英国Maidenhead,每天都会有大量的女性打进电话,咨询与性骚扰有关的案件,她们甚至在社交媒体上发起了一个名为#MeToo(意思为“我也被性骚扰过”)的话题,让更多遭受性骚扰的女性拥有一个申诉和求助的渠道。

  数十年来,奥利威亚斯经手了大量学术机构内发生的性骚扰和性袭案件。但是在2017年,她所做的工作突然被更多人注意到,她也获得了超乎以往的关注度。因为在她的努力下,多个在科学、娱乐、新闻和其他产业叱咤风云的男性,都因为对女性实施性骚扰而丢掉了工作。

  奥利威亚斯表示:“我觉得如今大家已经意识到了这个问题的严重性。在社会意识到问题之后,我们就更有机会解决这个问题。”

  从1970年代以来,奥利威亚斯就一直在努力解决这个问题。在耶鲁大学上学的时候,作为一名普普通通的本科生,奥利威亚斯被一件事情深深的触动并且激怒:她发现耶鲁大学内的一些男性教授居然在对女学生进行性骚扰,更有甚者,一些女学生遭到了教授的强奸。她和一些受害者一起,根据教育法案修正案第9条(该法案要求校园内必须实现性别平等),将耶鲁大学告上了法庭。虽然奥利威亚斯和其他受害者并没有赢得本次诉讼的胜利,但是她们却收获了更广泛的胜利:法庭最终认定,大学内的性骚扰事件的确属于性别歧视的范畴。这个里程碑式的判决,为美国的校园性骚扰案件提供了法律框架。

  从耶鲁毕业之后,奥利威亚斯曾在高盛等大企业中从事法律与财务方面的工作。之后,她赚够了足够的钱,去从事她所希望从事的工作,她选择了一些挑战性极高的项目,例如联合创立了一家旨在对抗儿童性侵害案件的律师事务所。1996年,她创立了McAllister Olivarius律师事务所,目前她和自己的丈夫、新闻记者出身的麦卡利斯特·奥利威亚斯(McAllister Olivarius)共同经营这家机构。他们曾代表受害者与多家知名学术机构开启了法律战,试图杜绝学术机构中的性骚扰事件。他们所对抗的大学包括耶鲁大学、罗切斯特大学和牛津大学等顶尖学府。

  艾丽莎·纽波特(Elissa Newport)是华盛顿乔治城大学的认知心理学家,她表示:“奥利威亚斯代表受害者发声,她为受害者提供了体贴周到的帮助,但是对被告方的辩护人却有着极强的防御心”。在奥利威亚斯与罗切斯特大学对簿公堂的时候,纽波特正是申诉人之一。

  奥利威亚斯认为,现在全社会所面临的最大问题,就是如何将人们对性骚扰案件的注意力转化成一场法律变革,用法律来彻底杜绝性骚扰事件。她的主张之一,就是对违反教育法修正案第九条者进行严厉的经济处罚,大幅提高性骚扰实施者的犯罪成本。

  奥利威亚斯表示,如今她最大的愿望,就是改善女性的工作条件,让她们和男性一样取得职业生涯上的成功。她表示:“每一天,我都要走上最前线,让其他女性获得突破,让她们获得公平的待遇。”

  哈立德·图坎(KHALED TOUKAN): 芝麻开门

  经过不断的挣扎、转向以及挫败,这名物理学家让中东地区的第一个同步加速器得以继续运行下去。

  2010 年5月,有消息曝出,以色列海军袭击了一艘前来对加沙地区进行援助的土耳其船只,而这个时候,中东的确第一个同步加速器的策划会议正在进行当中。中东地区的多个国家都参与了这个项目,这些国家包括以色列、土耳其、巴勒斯坦、塞浦路斯、埃及、伊朗、约旦以及巴基斯坦。是的,正是这些看上去不太可能达成合作的国家,共同发起了这一项目。然而,以色列对土耳其开展的这次军事行动,很有可能让这个项目胎死腹中,难以为继。然而多亏了哈立德·图坎(KHALED TOUKAN)的努力,这个项目得以度过危机,继续进行。而图坎,正是同步加速器项目的发起人,他在各方之间不断游说,让紧张的局势得到了缓解。波兰科学院生物化学家梅斯基·纳列茨(Maciej Na??cz)对图坎的评价是:“他拥有一种关键的天赋。”

  在经历了20年的发展之后,中东地区第一个同步加速器实验室(简称SESAME)今年终于成功建成。这是中东地区首个同类大型科学研究项目的主要国际研究中心。在这个研究中心建成之后,中东也终于被纳入了世界科学的版图之内。

  图坎是一位广受尊敬的物理学家,他曾经担任大学校长,还担任过三届政府部门的部长,2008年至2017年间担任 SESAME 项目管理委员会主席的英国牛津大学物理学家克里斯托弗·卢爱林·史密斯(Christopher Llewellyn Smith)在评价图坎时表示:“他是这个项目最关键的人物之一,没有图坎,SESAME项目就不会成功。”

  这个研究中心位于约旦的阿曼市,研究中心总耗资1.1亿美元。这里的设施可以在133米高的圆形区域内传播高能电子。

  多年来,SESAME项目的各个合作方之间都存在着冲突,而图坎一直在努力平息多方之间的政治矛盾。而最让他感到头疼的,是当各方出现冲突的时候,项目的资金就会出现短缺,图坎不得不去想尽各种办法去解决资金不足的问题。图坎表示:“我们不得不以月为单位来制定项目的发展计划。就在不久前,他刚刚说服约旦政府使用欧盟资金,耗子700万美元,为SESAME项目建设一个太阳能发电厂。这个太阳能发电厂建成之后,SESAME的运营成本将能够减半。

  2003年以来,图坎一直都在无偿为SESAME贡献力量,同时他还有其它的工作。纳列茨表示:“他总是能抽出时间来解决SESAME项目所面临的各种问题。无论我什么时候给他打电话,他都会接起电话与我讨论。对于一名政府部门的部长来说,能第一时间打通他的电话,这是一件难以置信的事情。”

  2017年,图坎变得尤其的忙碌,如今身为约旦原子能委员会主席的图坎正在筹划约旦第二个历史性的项目:该国第一个用于研究的核反应堆。 图坎希望SESAME的成功能够让更多的中东国家参与进来,进而催生更多的研究设施。对于SESAME能否获得最终的成功,依然有很多人持有怀疑态度,但是图坎表示:“我们开了个好头,目前这个项目的动力十足。SESAME所取得的成绩,是所有人都能够亲眼看到的。”(新浪)
 

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  誓攀量子科技之巅——记潘建伟院士和他的团队

  在浩瀚的太空,“墨子号”量子科学实验卫星与地面的量子保密通信“京沪干线”一起,首次搭建起天地一体化广域量子通信网络,并成功实现洲际量子保密通信。“墨子号”量子卫星作为近年来重大科技创新成果被写入党的十九大报告。

  实际上,无论是世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”,还是世界首条千公里级量子保密通信“京沪干线”,抑或世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机,背后无不闪耀着中国科学技术大学潘建伟院士和他的团队忙碌的身影。去年底,《华尔街日报》发表了《沉寂了一千年,中国誓回发明创新之巅》的专题文章,将“墨子号”量子卫星作为中国创新能力提升的重要标志。 3月,英国《经济学人》报道称,“没有一个量子网络比中国在去年底建成的(‘京沪干线’)更具雄心”。

  量子通信“领跑”全球

  “这是我这辈子到目前为止,做过的最好科学成果。 ”6月16日,在美丽的中科大校园,潘建伟院士发布“墨子号”在世界上率先成功实现千公里级的星地双向量子纠缠分发成果时,十分动情。这一成果登上国际权威学术期刊《科学》封面。 7月,潘建伟院士和他的团队成员彭承志、张强等宣布,在国际上首次成功实现白天远距离(53公里)自由空间量子密钥分发。 8月10日,他们又宣布了新的进展:“墨子号”圆满完成量子纠缠分发、量子密钥分发、量子隐形传态三大科学实验任务,这次两篇论文同时发表在顶级学术期刊《自然》上。

  成功不是偶然,而是源于长期的积淀。 “你的梦想是什么? ”“我要在中国建一个世界一流的量子物理实验室。 ”1996年,奥地利,时年26岁的潘建伟第一次拜见导师塞林格,就树立了远大的理想。 20多年来,潘建伟院士和他的团队成员彭承志、陈宇翱、陆朝阳、陈增兵等一直为这个远大的理想而努力,先后在国际上首次成功制备5光子、6光子、8光子、10光子量子纠缠态,“多光子纠缠及干涉度量”项目夺得国家自然科学奖一等奖。近年来,他们的量子通信成果更是多次入选世界年度十大科技亮点、世界年度物理学重大进展、世界年度物理学重大事件等。

  去年8月16日,由中科大主导研制的“墨子号”成功上天,我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信。9月29日,世界首条量子保密通信“京沪干线”正式开通,这是党的十八大之后我国在信息领域部署的首个重大工程,也是全球首个广域量子保密通信网项目。结合“京沪干线”与“墨子号”量子科学实验卫星的天地链路,中国与奥地利首次成功实现洲际量子保密通信,为未来实现覆盖全球的量子保密通信网络迈出坚实的一步。“这标志着中国在量子通信领域的崛起,将领先于欧洲和北美……”《自然》杂志曾如此预言。

  量子计算“称霸”在望

  “最近,我们已经实现18个光量子比特的纠缠,进一步刷新该领域的世界纪录。今年底,将上线高精度10超导量子比特的云计算平台,公众可以在线体验量子计算。”12月3日,在世界互联网大会上,潘建伟院士团队重要成员陆朝阳,发布了他们最新的研究成果。 “如果实现20个量子比特的纠缠,对特定问题的处理能力,将跟现在的手提电脑差不多。 ”潘建伟说。

  量子计算,是当前量子信息领域最热门的研究方向。相对于普通计算机,基于量子力学特性的量子计算机,拥有超乎想象的并行计算与存储能力。举个例子,如果分解一个300位的大数,用现在的计算机需要15万年,如果有万亿次的量子计算机,则只需要1秒钟。当量子计算机应用之时,现在的密码破译、基因测序等科学难题,将会迎刃而解。

  “量子计算机虽好,但想说爱你不容易。 ”3年前,陆朝阳在接受记者采访时,曾坦言量子计算机问世可能还需要相当长时间。 “争取在5年之内,实现20个至30个光子的纠缠。 ”1年前,在获得国家自然科学一等奖时,陆朝阳为自己定下这样的目标。今年,经过潘建伟院士和他的团队的不懈努力,陆朝阳的这些梦想已经基本实现。

  5月3日,潘建伟院士在上海宣布,由他们主导研制的世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机诞生。测试表明,该原型机的处理速度比目前国际所有实验速度快至少2.4万倍,同时也第一次超过了人类历史上第一台电子管计算机和第一台晶体管计算机。在超导体系,他们还合作研发了10比特超导量子比特的纠缠,并演示了求解线性方程组的量子算法。

  “潘和他的同事使得中国科学技术大学——因而也是整个中国——牢牢地在量子计算的世界地图上占据一席之地。 ”10年前,英国《新科学家》杂志如此评价。

  经过10年积淀,潘建伟院士和他的团队在超导量子计算和超冷原子模拟等领域,已跻身世界一流方阵。一台操纵50个微观粒子的量子计算机,对特定问题的处理能力可超过目前最快的超级计算机“神威·太湖之光”。 “我们正朝着50个光量子比特纠缠的方向努力,力争5年内研制出比超级计算机更快的量子计算机,那个时候就可以实现量子称霸。 ”潘建伟说。

  量子革命“筑梦”未来

  “在量子通信领域,目前我们领先世界5年至10年;在量子计算领域,具有自己的特色,其中在超导量子计算和超冷原子模拟方向,已达到世界一流水平;在量子精密测量领域,与欧美国家还存在相当大的差距。 ”潘建伟坦言,量子通信技术是目前最接近实用化的技术,未来5年,希望能在一些非常重要的部门探索使用;未来10年,在一些中等保密要求的机构探索使用;未来15年,走进千家万户。届时,我们的手机或许会全部安装量子保密芯片,语音通话、金融转账、信息传输等涉密操作,将再也不用担心被窃听、盗用或攻击。

  量子力学理论自上世纪初被提出以来,不断获得实验支持,催生了激光、晶体管、全球卫星定位系统等一系列改变世界面貌的重大发明,被称为“第一次量子革命”。新世纪以来,世界主要国家纷纷制定计划、投入巨资,把量子信息技术作为未来的战略制高点,“第二次量子革命”大幕已经拉开。为抢占“第二次量子革命”制高点,目前我省已把创建量子信息科学国家实验室作为全省科技创新“一号工程”,安徽省和合肥市还共同出资设立了量子信息科技重大专项引导基金,省投资集团组建的100亿元安徽量子基金日前正式启动运营。

  十九大报告提出,强化基础研究,加强应用基础研究。目前,“量子通信和量子计算机”已被列入我国“科技创新2030—重大项目”。 “中国从前有个习惯,要么特别重视原理研究,要么特别重视应用研究,中间就会慢慢形成一个‘死亡之谷’。 ”潘建伟说,今后要加强应用基础研究,只有形成一个完整的创新链条,才能更好地推动量子信息技术的发展。

  “十九大报告,吹响了重回科技之巅的号角。 ”潘建伟说,正在发生的“第二次量子革命”,会对未来信息时代的综合国力和国家竞争力产生根本的影响,他们正在筹划建立一个量子星群,发射更多低轨和中高轨量子通信卫星,力争到2030年建成全球化的广域量子通信网络。在超导量子计算和超冷原子模拟方面,则希望通过5年努力走到国际最前列。(安徽日报)

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