近期科研成果选编（第7期）
跟踪科研成果，掌握最新动态！
1
科学家成功研制
62比特可编程超导量子计算处理器
二维超导量子比特芯片示意图
（每个橘色十字代表一个量子比特）
近期，中国科学院量子信息与量子科技创新研究院潘建伟、朱晓波、彭承志等组成的研究团队，成功研制了62比特可编程超导量子计算原型机“祖冲之号”，并在此基础上实现了可编程的二维量子行走。相关研究成果于5月7日在线发表在Science杂志上。
当前，量子计算机研制作为世界科技前沿的重大挑战之一，已成为欧美各发达国家竞相角逐的焦点。超导量子计算作为最有希望实现可拓展量子计算的候选者之一，其核心目标是如何同步地增加所集成的量子比特数目以及提升超导量子比特性能，从而能够高精度相干操控更多的量子比特，实现对特定问题处理速度上的指数加速，并最终应用于实际问题中。
论文链接：
https://science.sciencemag.org/content/early/2021/05/05/science.abg7812
2
科研人员利用多视角观测
揭示日珥气泡三维磁场结构
暗条/日珥是悬浮于太阳高温稀薄大气中冷而密的等离子体云。当其位于日面上时，在Hα波段上表现为暗的吸收结构，被称为“暗条”；而当其位于日面边缘时，则表现为亮的发射结构，被称作“日珥”。最近的日面边缘观测发现，在明亮日珥的下部常出现一些半圆形的空缺区域，并与上方日珥之间形成清晰的连续拱状边界，这一现象被称为“气泡”。而在气泡边界处，经常会产生向上进入日珥内部的小尺度“羽流”。
近日，中国科学院国家天文台博士研究生郭懿琳、副研究员侯义军、研究员李婷，与安徽大学教授张军合作，基于我国自主建设的新真空太阳望远镜（NVST）的高质量观测数据，首次在日面Hα观测中找到一个位于暗条倒钩附近的具有拱形明锐边界的日珥气泡。
结合SDO和STEREO-A两颗卫星的双视角成像观测数据，科研人员重构出该气泡边界的三维辐射结构，得其最大高度约为15.6 Mm。研究表明，日面日珥气泡在日面观测中有可能不是一个稀有现象：若在暗条倒钩下方存在一个磁场聚集区，那么，扎根于该磁场聚集区的磁环将与倒钩相互作用形成气泡。此外，日面日珥气泡的发现和后续的相关研究，将有望直接回答“气泡是否由日珥下方的新浮磁通量产生”这一日珥研究领域的关键问题，对于进一步揭示日珥磁场和动力学演化具有重要作用。
论文链接：
http://www.cas.cn/syky/202105/t20210511_4787714.shtml
3
植物抗病小体研究新进展
助力绿色农业发展
作物病虫害是农业生产的重要制约因素，威胁我国食品安全。数目众多的抗病蛋白通过感知病原菌的存在，迅速启动防卫反应、保护植物免受侵害，是农作物稳产高产的重要保障。然而，抗病蛋白的关键作用机制多年来一直是困扰植物抗病领域的重大难题。
遗传发育所周俭民、研究员陈宇航和何康敏与清华大学教授柴继杰团队通过植物免疫学、膜生物学、单分子成像和结构生物学等多学科交叉合作，阐明了ZAR1抗病小体的生化功能，揭示了抗病蛋白激活下游免疫反应的分子机制。研究发现，ZAR1抗病小体可直接插入脂膜，发挥Ca2+离子通道作用。在植物细胞中，激活后的ZAR1蛋白在植物细胞膜上形成五聚体复合物，并促进Ca2+离子内流。研究结果揭示了ZAR1抗病小体作为Ca2+离子通道，激活免疫反应和细胞死亡的机制。抗病小体作用机制的解析，对设计抗广谱、持久的新型抗病蛋白，发展绿色农业具有指导意义。
论文链接：
http://www.cas.cn/syky/202105/t20210513_4787968.shtml
4
研究人员揭示晚古生代冰期发生直接原因
晚古生代大冰期发生了显生宙以来持续时间最长、规模最大的成冰事件。这次冰期导致全球古海洋、古气候、古生态发生显著变化，是地球气候环境演化历史上的关键转折期。这次冰期的序幕可追溯到石炭纪最早期（距今3.55亿年左右），全球气候急剧变冷并伴随显著的碳循环波动（杜内中期碳同位素正漂移事件，TICE），是晚古生代全球气候由“温室”到“冰室”转换的冰期正式开始的重要标志性事件。
维管植物特别是种子植物的登陆和大规模繁盛被认为是触发全球变冷和晚古生代冰期成冰事件的重要原因之一，但缺乏证据揭示它们之间的直接因果联系。中国科学院南京地质古生物研究所与南京大学、厦门大学，以及国内外同行合作，对石炭纪杜内期这一关键时期的古海洋环境变化及其与种子植物的演化关系开展了详细研究。研究系统地揭示了陆地生态系统演变是如何通过影响地表生物地球化学循环而最终导致全球气候变化的全过程，相关研究成果在线发表Earth and Planetary Science Letters上。
论文链接：
http://www.cas.cn/syky/202105/t20210512_4787845.shtml
5
低温水系电解质研究新进展
采用水溶液为电解质的超级电容器具有低成本和高安全性的优点，在轨道交通、备用电源等领域具有广阔应用前景。然而，水溶液在低温环境中易凝固为冰，导致离子电导率骤降，使超级电容器在低温下不能工作。解决这一问题的传统策略是通过添加防冻剂或使用高浓度电解质来防止水溶液电解质凝固。但这两种策略均会带来一些负面影响，如降低离子电导率和安全性、污染环境及增加成本。
近期，中国科学院兰州化学物理研究所低维材料与化学储能课题组通过系统研究一系列锌盐水溶液的凝固现象和电化学特性，发现了凝固水溶液在低温下展现超低离子电导率的机制。由于Zn(ClO4)2与水分子之间具有较强的相互作用力，被冰排出的盐会增加周围水溶液的浓度，导致相应溶液凝固点降低。这些浓溶液会在冰中形成三维网络通道，有利于离子的传输。在-60℃的极端温度下，Zn(ClO4)2盐冰仍展现出1.3×10-3 S cm-1的超高离子电导率。将Zn(ClO4)2盐冰作为电解质，构筑的锌离子混合电容器在低温下实现了280天超长稳定运行。相关研究成果发表在Advanced Functional Materials上。
论文链接：
http://www.cas.cn/syky/202105/t20210512_4787901.shtml
