再发一篇！中国科大2019年已发6篇CNS

近年来，中国科学技术大学基础科学研究进步明显，在国际顶尖学术期刊上（Nature、Science、Cell）中科大科学家发表的高水平学术论文也越来越多，部分研究领域经常会有重大突破性进展。

截止到5月3日，青塔发现中国科学技术大学发表3篇Science、2篇Nature和1篇Cell，同时了解到中科大还有其他团队的CNS论文即将在线，这种速度和成绩非常罕见。

这6篇文章分别是：中国科学技术大学物理学院潘建伟，范桁及朱晓波在Science上发表最新Scence；中国科学技术大学物理学院天文系薛永泉教授研究组领衔发表一篇Nature；中国科学技术大学路军岭教授、韦世强教授、杨金龙教授等课题组密切合作发表一篇Nature；中国科学技术大学傅尧和尚睿研究团队发表一篇Scence；中国科学技术大学潘建伟、赵博等发表一篇Science；中国科学技术大学生命科学与医学部薛天教授研究组与美国马萨诸塞州州立大学医学院韩纲教授研究组合作发表一篇Cell。本期一起看一看：

Science ！ 中国科学技术大学朱晓波潘建伟等人刷新世界纪录

大规模量子计算技术的主要挑战，是如何可扩展和高精度地实现量子态的制备与操控。多比特量子纠缠作为量子计算技术的核心指标，一直是国际各研究团队竞相角逐的焦点。在超导量子计算方面，虽然2018年初Google和IBM分别发布了72量子比特和50量子比特的量子芯片，但至今仍未能完整展示量子比特性能和相应的实验结果，主要是规模扩展后量子比特间的串扰给实验带来巨大挑战。

2019年5月2日，中国科学技术大学潘建伟，范桁及朱晓波等人在Science在线发表题为“Strongly correlated quantum walks with a 12-qubit superconducting processor”的研究论文，该研究使用超导量子比特作为具有高保真操作和断层扫描读数的人工原子，在12比特的超导处理器上研究了一个和两个强相关微波光子的连续时间量子行走。有趣的是，该研究观察到基本量子效应，包括叠加态量子信息的光锥传播，特别是量子比特对之间的纠缠，以及时间演化相关的奇异行为，表示光子反聚束与有吸引力的相互作用。该研究制备出12个超导比特的量子多体纠缠态，不但刷新世界纪录，并为进一步研究多体动力学现象和通用量子计算奠定了基础。

中国科学技术大学物理学院天文系薛永泉教授研究组领衔发表一篇Nature

4月11日，中国科学技术大学物理学院天文系薛永泉教授研究组领衔在Nature上发表了题为“A magnetar-powered X-ray transient as the aftermath of a binary neutron-star merger”的研究论文，该研究发现了首例双中子星并合形成的磁星所驱动的X射线暂现源，证实了双中子星并合直接产物可以是大质量毫秒磁星，明确了一系列关于中子星物态方程与极高磁场强度等基本物理规则条件，进而深化了对中子星基本属性的认识，证实了之前的理论预言。

薛永泉教授等人在迄今为止最深、最灵敏的X射线巡天——七百万秒钱德拉南天深场（7Ms CDF-S）里发现了一个新型的X射线暂现源（称为CDF-S XT2，简称XT2；其X射线辐射仅持续了约7个小时），其红移为0.738，即距离我们约66亿光年远。观测数据与理论分析显示：（1）XT2没有伽玛射线探测。（2）XT2的光变曲线具有从平台期（即光度基本不变）到下降期（光度随时间t成-2次方幂律衰减）快速演化的特征形状与时标（见图2左上及图2下），与理论预言的大质量毫秒磁星产生的X射线辐射完美吻合。（3）XT2位于其寄主星系的外沿（见图2右上），这和双中子星受超新星爆炸不对称的反冲力作用被“踢出”至星系边缘的图像吻合；而且基于XT2寄主星系各项物理属性算出的XT2起源于双致密星并合的概率非常得高。（4）估算的类似XT2的暂现源事件发生率被修正到位于近邻宇宙里的值时，其与由第一例双中子星并合引力波事件GW170817可靠导出的双中子星并合发生率相符，从而进一步支持了XT2的双中子星并合起源。以上论据一致表明，XT2是首例双中子星并合形成的磁星所驱动的X射线暂现源，且其没有对应的短伽玛射线暴。

XT2的X射线特征光变曲线（左上）与图像（下）及其相对寄主星系的位置（右上）

论文链接：

https://doi.org/10.1038/s41586-019-1079-5

中国科学技术大学傅尧和尚睿研究团队发表一篇Science

3月29日，中国科学技术大学傅尧和尚睿研究团队在Science上发表了题为“Photocatalytic decarboxylative alkylations mediated by triphenylphosphine and sodium iodide”的研究。该团队首次提出了基于可见光激发的分子间电荷转移用于光氧化还原催化的新概念，发现了一种简单易得、高效环保的非金属阴离子复合物光催化体系，成功实现了温和条件的脱羧偶联反应，突破了传统反应需要贵金属光催化剂或有机染料的限制。

结合理论计算研究，该研究团队成功实现了催化脂肪羧酸衍生物脱羧反应，生成的烷基自由基中间体可以和多种底物结合，实现温和条件下的Minisic反应和Heck反应。通过该催化体系，多种天然、非天然氨基酸可以与烯醇硅醚发生反应，并且放大到克级规模时仍可保持较高的催化效率，为β-氨基酮类化合物的制备提供一种有效途径。更有价值的是，该催化体系与商业化的手性磷酸协同催化时，氨基酸可以与氮杂环反应，实现氮杂环C2位不对称α-氨基烷基化反应，为含氮杂环类药物分子的不对称修饰提供了一种有效手段。此外，天然产物和合成化学品中广泛存在的烷基胺类衍生物还可以发生脱氨Heck反应。这种新型非金属阴离子复合物光催化体系大大降低了催化剂成本，可应用于多种重要的功能分子的合成，解决了过渡金属在功能化合物和药物合成中残留等问题，为生物质羧酸分子转化、手性药物合成和多肽修饰提供了新的手段，具有重要的合成化学价值和良好的工业应用前景。

光诱导非金属阴离子复合物催化的脱羧脱胺偶联反应

论文链接：

http://science.sciencemag.org/content/363/6434/1429

中国科学技术大学生命科学与医学部薛天教授研究组与美国马萨诸塞州州立大学医学院韩纲教授研究组合作发表一篇Cell

2月28日，中国科学技术大学生命科学与医学部薛天教授研究组与美国马萨诸塞州州立大学医学院（University of Massachusetts Medical School）韩纲教授研究组合作在Cell上发表了题为“Mammalian Near-Infrared Image Vision through Injectable and Self-Powered Retinal Nanoantennae”的研究论文，该研究结合视觉神经生物医学与创新纳米技术，首次实现动物裸眼红外光感知和红外图像视觉能力，同时被Cell杂志选为本期唯一科普视频进行重点推广。

研究人员通过多种神经视觉生理实验，从单细胞电生理记录，在体视网膜电图（ERG）和视觉诱发电位（VEP），到多层面的视觉行为学实验，证明了从外周感光细胞到大脑视觉中枢，视网膜下腔注射pbUCNP纳米颗粒的小鼠不仅获得感知红外线的能力，还可以分辨复杂的红外图像。值得指出的是，在获得红外视觉的同时，小鼠的可见光视觉没有受到影响。而且令人兴奋的是，动物可以同时看到可见光与红外光图像。同时研究人员发现pbUCNPs纳米材料具有良好的生物相容性，从分子、细胞到组织器官以及动物行为的检验证明，pbUCNPs纳米材料可长期存在于动物视网膜中发挥作用，而对视网膜及动物视觉能力均没有明显负面影响。这些结果清晰地表明，此项技术有效地拓展了动物的视觉波谱范围，首次实现裸眼无源的红外图像视觉感知，突破了自然界赋予动物的视觉感知物理极限。

从不同水平证明注射小鼠获得红外图像视觉

论文链接：

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(19)30101-1

中国科学技术大学路军岭教授、韦世强教授、杨金龙教授等课题组密切合作发表一篇Nature

1月31日，中国科学技术大学路军岭教授、韦世强教授、杨金龙教授等课题组密切合作在Nature上发表题为“Atomically dispersed iron hydroxide anchored on Pt for preferential oxidation of CO in H2”的研究论文，该研究利用原子层沉积技术（ALD），首次设计出一种新型Fe1(OH)x-Pt单位点界面催化剂结构，并在低温高效去除氢气中微量CO制备高纯氢气方面取得突破性进展。该工作为人们设计高活性金属催化剂提供了一新思路。

Fe1(OH)x-Pt单位点界面新型催化剂结构模型示意图。这里蓝色、黄色、红色、白色小球分别代表铂、铁、氧和氢原子。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-018-0869-5

中国科学技术大学潘建伟、赵博等发表一篇Science

1月18日，中国科学技术大学潘建伟、赵博等在Science上发表了题为“Observation of magnetically tunable Feshbach resonances in ultracold 23Na40K + 40K collisions”的研究论文，该研究利用超冷原子分子量子模拟在化学物理研究中取得重大突破：他们通过对磁场的精确调控首次在实验上观测到超低温度下基态分子与原子之间的散射共振，向基于超冷原子分子的超冷量子化学研究迈进了重要一步。

在该项研究中，中国科学技术大学的研究团队首次成功观测到了超低温下钠钾基态分子和钾原子间的散射共振。在实验中，他们从温度为几百纳开的超冷钠和钾原子混合气出发，制备出处于不同超精细态的钠钾振转基态分子，并将之与处于不同内态的钾原子相混合。在此基础上，通过精密的调节磁场来精确地调控原子分子散射态和三体束缚态的能量差，成功地在分子损失谱上观测到了超低温下钠钾基态分子和钾原子间的一系列散射共振峰。这些散射共振提供了对含有高达49个电子的钾-钠-钾三原子分子复杂体系势能面的超高精度测量，成功获取了势能面在短程部分的重要信息。

论文链接： 

http://science.sciencemag.org/content/363/6424/261

（来源：中国科学技术大学、Nature、Science、Cell官网）