国内外最新科技创新技术和发明

◎ 本刊综合报道

更小更强的光子芯片取得理论突破

受制于摩尔定律，信息技术载体的存储密度与运算速度的提升均面临瓶颈，人类的目光从“电”转向了速度更快的“光”，“光子芯片”的概念应运而生。南京理工大学蒋立勇教授团队提出一种新方法，实现了表面等离激元空间编码功能，从理论上为多功能、多自由度调控的光子芯片的应用开发助力，让人们距离光子芯片更近一步。

与电子调控类似，人们可以通过精确调控光子行为让光实现数据的存储与运算，目前主流的调控方法之一是全光相干调控。其以相干完美吸收效应为理论基础，采用“面外”对称入射进行相干调控，但受制于这一理论基础固有的局限性，全光相干调控的模式选择性、空间选择性及集成性等性能指标有所欠缺。蒋立勇团队另辟蹊径，以表面等离激元模式相干机理为理论基础，创新性地提出了“面内”全光相干调控方法，该方法突破了“面外”全光相干调控方法的机理限制，具有独特的模式选择性和空间选择性，更有利于芯片集成。

该方法的提出,也为人工微纳结构相干光谱调控提供了新思路，可拓展到光子晶体等其他微纳光子结构的光谱调控研究上，未来有望启发更多集成光通信、微纳显示和传感等领域的创新应用。相关研究成果已在线发表在国际光学期刊《光：科学与应用》上。

中医药治疗银屑病获重要突破

近日从广东省中医院——国家蛋白质科学中心（北京）联合组建的“中医药蛋白质组学研究中心”获悉，广东省中医院卢传坚教授和国家蛋白质科学中心（北京）于晓波研究员联合牵头的研究团队，在中医药治疗银屑病的蛋白质组学研究领域取得突破，找到与银屑病严重程度指数和瘙痒指数密切相关的5 个血清蛋白标志物分子。其中PI3 蛋白标志物分子经过独立临床血清队列的验证，有望用于银屑病的早期检测、严重程度评估及复发评估。

为了找到可用于银屑病诊治的标志物分子，于晓波团队在国际上率先提出基于血液蛋白质组的中医药精准医学研究策略。通过系统分析银屑灵优化方治疗银屑病前后血液蛋白质组的表达数据和临床数据，证实了以往研究中发现的中性粒细胞和性别对于银屑病的影响，并发现了前述5 个标志物分子。研究还鉴定出12 个与疗效密切相关的蛋白，为进一步揭示中药复方的作用机制以及指导临床精准用药奠定基础。

据介绍，银屑灵优化方是卢传坚教授在国医大师禤国维先生的经验方基础上经十余年临床和现代药理学研究逐步优化而来。该研究成果近日发表于国际权威期刊《诊疗学》（《Theranostics》）。

人类成功获得首张黑洞照片

日前，包括我国上海、美国华盛顿在内的全球六地同时召开事件视界望远镜（EHT）项目成果发布会，展示史上首张黑洞照片。该黑洞图像揭示了室女座星系团中超大质量星系M87 中心的黑洞，距离地球5500 万光年，质量为太阳的65亿倍。1915 年，爱因斯坦提出广义相对论，给出了后世皆知的爱因斯坦场方程。1916 年，德国天文学家卡尔·史瓦西通过计算得到了爱因斯坦引力场方程的一个真空解，表明如果将大量物质集中于空间一点，其周围会产生奇异的现象，即在质点周围存在一个界面——事件视界面，一旦进入界面，即使光也无法逃脱。美国物理学家约翰·惠勒将之形象地称为“黑洞”。之后，人们陆续发现大量黑洞，质量高于10 个太阳质量的黑洞达1 亿多个。此次给黑洞拍照具有重要意义，不仅验证了广义相对论关于黑洞“暗影”存在和形状的预言，还可以帮助科学家们更好地重构黑洞吞噬物质的物理过程，理解喷流的产生和方向。

美新型成像技术有助早期发现肿瘤

美国麻省理工学院团队研究出一种新型成像技术，即使小到仅由几百个细胞组成的肿瘤也可被识别，有助于及早发现癌症。

麻省理工学院研究人员在新一期英国《科学报告》期刊上发表报告说，他们发现，波长900 至1700 纳米的近红外光非常适合对身体组织成像，因为波长较长的光在碰到物体时不容易散射，能更深地穿透身体组织。根据这一原理，他们采用高光谱成像方法，在多个波长的光中同时成像。通过分析高光谱扫描数据，可确定不同波长的荧光光源，从而确定探针的位置和深度。

论文作者之一、麻省理工学院生物工程系主任安杰拉·贝尔彻说，研究团队的目标是以无创的方式发现微小肿瘤，以便及早发现和诊治癌症。目前，他们正在运用该成像技术尝试早期卵巢肿瘤及胰腺癌、脑癌和黑色素瘤等的探测。

时间“倒流”首次在量子计算机上实现

据英国《独立报》近日报道，由美国、瑞士和俄罗斯科学家组成的一个国际科研团队，在《科学报告》杂志撰文称，他们首次借助一台量子计算机，逆转了“时间之箭”的方向。研究人员称，热力学第二定律告诉我们，时间是线性的，只能沿一个方向运动；系统总是从有序到无序，而非相反。但在最新实验中，他们使用量子计算机，让时间“倒退”。

首席研究员、俄罗斯莫斯科物理科学与技术研究所（MIPT）量子信息物理学实验室负责人戈尔代·勒斯维吉博士说，他们使用的是一台由电子“量子比特”（qubits构成的量子计算机，在实验中启动了一个“进化程序”，该程序使量子比特进入一种逐渐复杂的1 和0 不断变化的状态。研究人员发现，当使用两个量子比特时，“时间逆转”的成功率为85%；而当使用3个量子比特时，成功率下跌到50%。他们认为，随着所用设备的复杂程度不断提高，错误率有望下降。他们同时表示，这项实验也有望促进量子计算机的开发。