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趣闻

2021-03-24

知识就是力量 2021年1期
关键词:三叶虫玻色寒武纪

寒武纪三叶虫长了“兔子耳朵”

耳形范特西虫的较完整背壳(左)及头盖标本(右)

近期,中国科学院南京地质古生物研究所寒武纪大爆发研究团队研究了华北地台寒武纪中期馒头组的一类特殊的三叶虫,为探究寒武纪三叶虫头壳形态特化提供了非常重要的例子。由于此类三叶虫不同寻常的头部轮廓,这一新属种被命名为“耳形范特西虫”。

范特西虫具有一个狭长的头部,其长度接近背壳总长度的一半;鞍前區向前夸张的延长,中部有一个明显的凹口,使得头盖前部形似一对“兔子耳朵”;由于特殊的头盖形态,活动颊也特化成侧边缘平直的砍刀状。

与同层的其它三叶虫相比,大部分范特西虫头盖化石的前部已经破损折断,也进一步印证其头盖的坚固程度甚至不如正常三叶虫的半圆形头盖的认识。因此范特西虫独特的外形可能与捕食、迷惑天敌等其他因素有关。

破解蛋白质折叠难题

五十年来,蛋白质折叠一直是生物学的巨大挑战。分子折叠方式变幻无穷,其重要性很难估计。大多数生物过程都围绕蛋白质,而蛋白质的形状决定了其功能。只有当知道蛋白质如何折叠时,我们才能知晓蛋白质的作用。

2019年年底,谷歌DeepMind研究团队推出了一种名为AlphaFold(一个用人工智能加速科学发现的系统,它基于蛋白质的基因序列,就能预测蛋白质的3D结构)的算法。2020年11月,在有「蛋白质奥林匹克竞赛」称呼的国际蛋白质结构预测竞赛(CASP)上,AlphaFold能够精确地基于氨基酸序列并预测蛋白质的3D结构。其准确性可以与使用冷冻电子显微镜(CryoEM)、核磁共振或 X 射线晶体学等实验技术解析的3D结构相媲美。

中国量子计算原型机“九章”问世

光量子干涉实物图:左下方为输入光学部分,右下方为锁相光路,上方共输出100个光学模式,分别通过低损耗单模光纤与100超导单光子探测器连接(图片来源/中国科学技术大学)

近日,中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳研究团队成功构建了76个光子、100个模式的高斯玻色取样量子计算原型机“九章”。实现了具有实用前景的“高斯玻色取样”任务的快速求解。这是中国首次实现“量子计算优越性”。

“九章”既是中国古代的数学专著《九章算术》,也是牢固确立了中国在国际量子计算研究中第一方阵地位的量子计算原型机,二者皆有里程碑意义。根据现有理论,“九章”一分钟完成的任务,目前最快的超级计算机“富岳”需要一亿年,即“九章”处理高斯玻色取样的速度比“富岳”快100万亿倍,等效地比谷歌去年发布的53个超导比特量子计算原型机“悬铃木”快100亿倍。基于“九章”的高斯玻色取样算法,未来其在图论、机器学习、量子化学等领域具有重要的潜在应用价值。相关论文在线发表在国际学术期刊《科学》上。

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