这表明我们已可以操纵复杂的量子态,并在一个大范围内实现量子相干性。即是说,双模式猫态让我们朝着研制实用可靠的量子计算机又迈出了一步。
6中国500米口径球面射电望远镜启用
世界天文史上从来不缺中国人的身影。今年9月,中国500米口径球面射电望远镜(FAST)的落成,再次惊艳全球。
贵州省黔南州平塘县大窝凼里,FAST刚一竣工,就向世界宣告——已经成功接收到了一颗脉冲星发出的信号。在业界已经发现的2500颗脉冲星基础上,增补这类星体的数量,是FAST的应用目标之一。
除了聆听宇宙深处的声音,它还能看到137亿光年外的宇宙边缘;除了脉冲星,它还能研究中性氢、黑洞、吞噬、小天体、星体演化;或许,它也能搜索定位外星文明……
FAST的建成,直接把中国天文学带到世界第一梯队。中国科学家将成为相关研究的主导力量,中国天文学研究水平也得到整体提升。
此前,世界上有两个超大的射电“天眼”:德国100米直径的“埃菲尔斯伯格”和美国300米直径的“阿雷西博”。为了在地球的电波环境被彻底破坏之前真正看一眼初始的宇宙,弄清宇宙结构是如何形成和演化的,天文学界的梦想,是建造更大口径、更高灵敏度的望远镜。
中国人成了梦想建造师。从提出构想,到筹备、选址,最终建设落成,20年,弹指一挥间;从“吃”国外望远镜观测数据的“冷饭”,到单起炉灶、重振雄风,抬望眼,天际已无边。
7量子计算机首次成功模拟高能物理实验
与传统计算机只用0和1储存与处理数据不同,量子计算机的量子比特既可以是0和1,也可以是二者的叠加态。因此,理论上,量子计算机的处理速度要远远大于传统计算机。
今年6月,奥地利物理学家在《自然》杂志上撰文称,他们利用4个“量子比特”组成的量子计算机,实现了第一个高能物理实验的完整模拟。所谓高能物理实验,研究的是比原子核更深层次的微观世界中物质的结构性质,在很高的能量下,观察物质间相互转化的现象,以及相应的原因和规律。
这次,在真空电磁场中,4个离子排成一行,每个离子编码为1个量子比特,组成了一台“菜鸟”量子计算机。研究人员用激光束操控离子的自旋,诱导离子执行逻辑运算。100多步计算后,科学家们成功对量子电动力学的一个简化版预测进行了证实:能量转化成物质,制造出一个电子和其反粒子(一个正电子)。
模拟结果让人兴奋,但我们对量子计算机所抱有的期望——更强大、更高速、更节能,在这台只有4个量子比特的计算机中还不可见。
即便如此,谁能说未来实用型量子计算机的基础,不能从这个“菜鸟”级量子计算机开始呢。“星星之火,可以燎原”,我们只需坚定地相信,科学家一定能够成功。
8“朱诺”号探测器成功进入木星轨道
“朱诺”是罗马神话中天神朱庇特的妻子,朱庇特施展法力用云雾遮住自己,但朱诺却能透过这些云雾看清朱庇特的真容。
美国国家航空航天局(NASA)的“朱诺”号木星探测器取这个名字,也是借用其寓意,希望它能解开这颗云遮雾绕的气态巨行星隐藏的秘密。
美国东部时间7月4日,“朱诺”号探测器在离开地球后的第5年,顺利进入木星轨道,成为2003年“伽利略”号结束木星探测任务后,13年来首颗绕木星工作的探测器。从此,人类开启了太阳系研究新纪元。
按计划,“朱诺”号将在入轨后的20个月内绕木星飞行37圈,用搭载的9台科学载荷仪器分别探测木星的内部结构、大气成分、大气对流状况、磁场等,当然,它还会观察木星表面著名的“大红斑”。
实际上,由于几个小故障,“朱诺”号没能如期进行轨道微调,收集的各类数据也比计划慢了些,但这并不影响它成为今年太空探测领域最出彩的“明星”!或许,好戏还在后头呢。
9距太阳系最近恒星系 发现类地行星:比邻星b
我们的蓝色星球被过度开发得已嫌狭窄,有必要未雨绸缪人类的下一个家园。而且,身为宇宙中一个好奇的文明,人类会仅满足于探索本地物种的生存与种族延绵吗?
一个意外合适的目标出现了——比邻星b(Proxima b),距太阳系仅4.2光年,质量为地球的1.3倍,正位于宜居带,理论上允许液态水存在。这是近年出现的最有望成为未来家园的类地行星。作为“下一个地球”的候选者,近,几乎是压倒一切的优势,比邻星b毫无疑问会成为星际航行锁定之目的地。
研究团队利用欧洲南方天文台两架望远镜在2000年至2016年间收集到的一系列多普勒测量数据发现了它,并已经排除了可能造成的不真实信号。
由于拥有“强劲的证据”,该发现被称为过去30年天文探索的巅峰之作。比邻星b也将会成为未来几十年内人类在宇宙搜寻生命证据的首要目标。但我们的反应远没有霍金和大富豪尤里·米尔纳快,就在消息公布的第二天,他们二人联合启动的一亿美元“突破摄星”计划,已宣布将目标对准比邻星b。他们预计在20年至30年内发射飞行器,经20年飞行后抵达比邻星b,拍摄到照片时应为2060年。由于距离实在遥远,照片传回地球可能需要4年多时间。
10首例纺锤体核移植技术“三父母”男婴出生
9月底,一个四个月大的男婴吸引了世界的目光。他是全球首例利用“线粒体置换技术”诞生的拥有三个父母遗传信息的婴儿。
男婴的约旦籍母亲因卵细胞线粒体携带雷士综合征变异基因,导致此前生下的孩子相继夭折。美国著名华裔医生张进带领的团队,利用纺锤体核移植技术,成功扮演了一次“送子观音”。最重要的是,男孩很健康,这一家人不会再陷入惶惶不可终日的悲惨境地。
然而,耐人寻味的是,男婴出生在墨西哥一家生育诊所。因为在美国,对胚胎进行类似的“干预”是因宗教信仰而被禁止的。
与此对比鲜明的是,一向保守传统的英国人,决定第一个“吃螃蟹”。
11月30日,英国人工授精与胚胎学管理局(HFEA)宣称,经过20年的研究,“线粒体置换疗法”已经做好进行临床试验的准备。12月15日,英国做出了谨慎而重要的决定——允许“三父母”婴儿出生,成为史上第一个明确允许开展“线粒体置换疗法”的国家。
好消息接踵而至,应验了诺贝尔获奖者、脱氧核糖核酸重组技术先驱、美国人大卫·巴尔的摩的判断:“这是基于基因疗法的重大技术突破。”他曾明确表示,在法律禁令和延续生命二者中,“会毫不犹豫地选择后者”。