基于五個(gè)原子量子比特的量子計(jì)算機(jī)

Nature封面：離子阱，展示了組成射頻Paul阱電極的四個(gè)刀片；Paul阱囚禁了可光尋址的線性離子鏈。Nature雜志第7614期封面文章報(bào)道了可編程的小型量子計(jì)算機(jī)。在一些領(lǐng)域中，人們正翹首期盼功能性量子計(jì)算機(jī)的誕生。例如，在模擬化學(xué)反應(yīng)或大數(shù)因數(shù)分解等問題中，量子計(jì)算機(jī)的表現(xiàn)將超越任何經(jīng)典計(jì)算機(jī)。雖然人們已在小型量子計(jì)算機(jī)上運(yùn)行過一些算法，但迄今為止，人們還未能設(shè)計(jì)出無需改變硬件而可以輕松重構(gòu)、編譯不同算法的可編程量子計(jì)算機(jī)。在本期《自然》雜志中，Shantanu Debnath等展示了一個(gè)可編程的小型量子計(jì)算機(jī)，用五個(gè)囚禁原子離子充當(dāng)量子比特。原則上，這種結(jié)構(gòu)可擴(kuò)展至更多量子比特。

皮層多模態(tài)分區(qū)

Nature封面：人大腦連接組項(xiàng)目中人類大腦左半球膨脹表面的多模態(tài)皮層分區(qū)（1.0版）。Nature雜志第7615期封面文章報(bào)道皮層最新研究進(jìn)展。神經(jīng)學(xué)家一直試圖將人類大腦皮層劃分為不同的解剖學(xué)分區(qū)和功能分區(qū)，這類腦圖一般都是“模糊不清”的。David Van Essen等整合了從210名健康受試者身上收集到的多模態(tài)成像數(shù)據(jù)，繪制出了更為普適的全新大腦皮層分區(qū)圖，并且在另外239名受試者身上進(jìn)行了了驗(yàn)證。作者將每個(gè)大腦半球分為了180個(gè)分區(qū)（其中97個(gè)是此前未知的），并運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)分類器在新受試者、甚至分區(qū)不典型的個(gè)體身上自動(dòng)識(shí)別這些分區(qū)。這項(xiàng)可免費(fèi)獲取的資源將在眾多領(lǐng)域提高人類大腦結(jié)構(gòu)與功能研究的精確度與普適性。

六萬人外顯子組測(cè)序

Nature封面：總共60，706人的蛋白編碼的遺傳變化分析。Nature雜志第7616期封面文章報(bào)道了人類外顯子組測(cè)序的最新進(jìn)展。參與人類外顯子組整合數(shù)據(jù)庫（ExAC）項(xiàng)目的Daniel MacArthur及同事生成并分析了來自60，706位被試者的高質(zhì)量外顯子組測(cè)序數(shù)據(jù)，這些被試者來自于不同的地理人口系譜。這一研究是迄今為止對(duì)人類蛋白編碼遺傳變異最為全面的記錄，對(duì)于低頻蛋白編碼變體的分析，其分辨率也是前所未有的。這一記錄可公開獲取，是一筆珍貴的基因組公開資源和參照數(shù)據(jù)，將有助于對(duì)遺傳變異體和疾病致病性進(jìn)行分類。

比鄰之星

Nature封面：比鄰星（Proxima Centauri）及其行星比鄰星b的藝術(shù)再現(xiàn)，圖中最亮的兩顆恒星分別是半人馬座阿爾法星A和B。Nature雜志第7617期封面文章報(bào)道了新的圍繞附近恒星運(yùn)轉(zhuǎn)、溫暖的類地行星。研究人員分析了此前用歐洲南方天文臺(tái)（ESO）設(shè)備收集的多普勒數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)有一顆最小只有1.3倍地球質(zhì)量的小行星圍繞比鄰星（距太陽最近的恒星）運(yùn)行。該行星被稱作比鄰星b，接近比鄰星軌道，公轉(zhuǎn)周期約為11.2天。比鄰星b的平衡溫度可使水在其表面保持液態(tài)，但目前其表面是否存在水、水的成分為何尚不清楚；比鄰星b的X射線通量高于地球，因此隨著時(shí)間推移，可能會(huì)形成與地球大氣截然不同的大氣層。

地球上壽命最長的脊椎動(dòng)物

Science封面：格陵蘭鯊（Greenland Shark）。Science雜志第6300期封面文章報(bào)道稱，格陵蘭鯊（Greenland Shark）是體型最大的鯊魚之一，以丑陋的外表和緩慢的動(dòng)作著稱。它們游弋在北極及北大西洋海域的海底，阿根廷與南極也發(fā)現(xiàn)過這種鯊魚。這種兇猛的怪獸實(shí)際上是地球上壽命最長的脊椎動(dòng)物。格陵蘭鯊的壽命至少有四百年，在一百五十歲左右達(dá)到性成熟。Julius Nielsen等將放射性碳年代測(cè)定技術(shù)用于格陵蘭鯊眼睛的晶狀體后，發(fā)現(xiàn)格陵蘭鯊的平均壽命至少有272歲。研究中體型最大的兩頭格陵蘭鯊分別有493cm和502cm長，年齡大約為335歲和392歲。有研究提出雌性格陵蘭鯊達(dá)到性成熟時(shí)長度會(huì)超過400cm，那時(shí)它們的年齡至少應(yīng)該為156歲。

免疫細(xì)胞和大腦

Science封面：免疫細(xì)胞和大腦。Science雜志第6301期封面文章報(bào)道了免疫細(xì)胞和大腦相關(guān)的?？恼?。當(dāng)前，許多科學(xué)家認(rèn)為免疫細(xì)胞和中樞神經(jīng)系統(tǒng)（central nervous system，CNS）屬于致命的組合，一個(gè)經(jīng)典的例子就是多發(fā)性硬化，是以中樞神經(jīng)系統(tǒng)白質(zhì)炎性脫髓鞘病變?yōu)橹饕攸c(diǎn)的自身免疫病，自身T淋巴細(xì)胞影響大腦功能。然而，更多的研究證實(shí)免疫細(xì)胞和中樞神經(jīng)系統(tǒng)之間的交流和通訊。免疫系統(tǒng)在許多神經(jīng)疾病當(dāng)中扮演關(guān)鍵的角色，但是免疫-中樞神經(jīng)系統(tǒng)的相互作用缺不是那么糟糕。相反，他們之間的相互作用往往起到非常重要的作用。免疫-中樞神經(jīng)系統(tǒng)的相互作用也許對(duì)帶來治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的成功范例。

地震波有助了解地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)

Science封面：“氣象炸彈”，由遠(yuǎn)震激發(fā)的S波微震。Science雜志第6302期封面文章報(bào)道地球也能“照X光”地震波有助了解地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)。利用日本的一個(gè)地震臺(tái)陣（seismic array）觀測(cè)到了由北大西洋遠(yuǎn)端一個(gè)強(qiáng)烈風(fēng)暴所激發(fā)出的微震。對(duì)震波的進(jìn)一步研究能夠揭示地球內(nèi)許多未知的“黑色地帶”。通過對(duì)地震震源位置和震波進(jìn)行物理分析可以更深入地了解地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)。通過“氣象炸彈”風(fēng)暴激發(fā)產(chǎn)生的P波或S波記錄，可以構(gòu)建高分辨率的地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖像，還可以精確地計(jì)算出上下地幔之間邊界層的深度。這項(xiàng)研究工作可能最終有助于揭示重要的邊界層的起伏情況，并可能影響到我們對(duì)于地幔對(duì)流和構(gòu)造板塊運(yùn)動(dòng)的理解。

黎明號(hào)飛船抵達(dá)谷神星

Science封面：谷神星（Ceres）。Science雜志第6303期封面文報(bào)道了對(duì)谷神星的新探索，它是一顆矮行星，也是在（位于火星和木星之間）小行星帶中最大的星體。這些來自黎明號(hào)飛船（它已經(jīng)環(huán)繞谷神星做軌道運(yùn)行）的結(jié)果揭示，在谷神星上有火山口、裂縫、冰火山及其它地質(zhì)過程的標(biāo)記。這些文章共同讓人們對(duì)谷神星有了長足的了解，這是一個(gè)巖石和冰的世界。研究人員用裝載于黎明號(hào)的可見與紅外繪圖光譜儀確定，這些遍布于谷神星的層狀硅酸鹽組成相當(dāng)一致，但其豐度則各不相同。由于這些礦物需要有水才能形成，因此作者提出，普遍和廣泛的水蝕變過程在該矮行星歷史的某個(gè)時(shí)候?qū)λ斐闪擞绊?。endprint