定制婴儿将成现实？一美国公司称可预测婴儿智力

來源:新浪科技综合發佈時間:2018-06-13 22:06

<!DOCTYPE html> <html> <head> </head> <body> <div class="img_wrapper" style="text-align: center; font-family: 'Microsoft Yahei', 微软雅黑, 'STHeiti Light', 华文细黑, SimSun, 宋体, Arial, sans-serif; font-size: 18px; letter-spacing: 1px;"> </div> 　　来源：环球科学ScientificAmerican 　　不久之前，一家美国基因检测公司的新技术引发了人们对伦理问题的担忧。位于特拉华州的初创公司Genomic Prediction宣称，他们通过对试管婴儿胚胎进行基因检测，能筛查出胎儿患多种疾病以及智力低下的风险。尽管该公司表示，他们不会对胚胎的智商进行预测，但这项技术已经可以用于筛选出高智商婴儿。这意味着，一旦投入使用，“定制”后代智商就将成为现实。 　　作为试管受精的一部分，胚胎基因检测已经有了多年的应用历史，不过目前的筛查对象集中在机制较为简单的遗传病上。例如，担心孩子患囊性纤维化（一种单基因遗传病）的父母可以选择试管受精，并选出一个不携带相关基因的胚胎。此外，我们还可以检测出由单个基因突变引起的其他几种疾病，以及染色体异常导致的疾病，例如唐氏综合征。 　　不过，相比于发病率只有1%的单基因遗传病，更多的健康问题，都是受到至少数百个基因调控的多基因疾病。由于参与的基因众多、患病机制复杂，通过基因检测筛查此类疾病，例如判断患心脏病、抑郁症的风险，在过去是难以实现的。对于智力这一神秘而复杂的因素，更是如此。 　　Genomic Prediction公司称，借助他们多达50万全球用户的大型基因组数据库，在机器学习手段的帮助下，他们在个体性状与遗传物质的对应关系上更进一步。例如，他们通过基因检测，实现对身高的准确预测，误差可以控制在几厘米内。这项研究发表在《遗传学》期刊上。 　　作为首家针对胚胎而非成人提供多基因风险评估的公司，Genomic Prediction正是以这些研究为基础，进行基因检测。除了单基因遗传病，还能对I型糖尿病、II型糖尿病、冠心病、乳腺癌、甲减、精神残疾等多种多基因疾病的相关基因进行检测，从而筛查出具有高患病风险的胚胎。 　　在Genomic Prediction副总裁、联合创始人Stephen Hsu看来，针对试管婴儿胚胎的基因检测具有其必要性。做试管婴儿的父母本身就面临着“胚胎选择”：他们提供的胚胎往往是过量的。与其“碰运气”，不如通过基因筛查，排除掉一些具有高致病风险的胚胎。现在每年都有上百万此类基因检测案例，不过筛查对象只是一些单基因遗传病。如果能提升技术、检测更复杂的多基因疾病，将为父母带来更大的收益。 <div class="img_wrapper" style="text-align: center; font-family: 'Microsoft Yahei', 微软雅黑, 'STHeiti Light', 华文细黑, SimSun, 宋体, Arial, sans-serif; font-size: 18px; letter-spacing: 1px;"><img style="border: 0px none; vertical-align: middle; display: block; margin: 0px auto; max-width: 640px;" src="https://n.sinaimg.cn/tech/crawl/462/w550h712/20181205/KcmV-hphsupy1121194.jpg" alt="Stephen Hsu" />Stephen Hsu</div> 　　不过，在众多可检测项目中，对“精神残疾”的检测引发了人们的关注。 　　预测智力 　　相比于身高等性状，智力与基因的关系复杂得多。今年7月发表的一项研究显示，1000多个DNA区域对“学术成就差异”这一复杂性状的影响占到了13%。其中，在相关基因占优势（前20%）的人群中，有60%获得了大学文凭；而在后20%的人群中，这一比例仅为10%。 　　由此可见，对于智力等认知能力的遗传因素，我们的理解还十分有限。因此不难理解，相比于对身高的准确预测，Genomic Prediction对智商的预测距离“精准”相距甚远。Hsu介绍说，基因检测结果与智商等认知能力的相关性在0.3~0.4之间，与SAT等标准化测验相当。但是，这一结果仍具有参考价值。Hsu表示，虽然预测还不够准确，但他们的技术可以标记出胚胎中异常的基因，从而让未来的父母能够规避那些智商很可能比平均水平低25分的胚胎。以90~110的平均智商为标准，智商在80以下的孩子很可能将无法降临到这个世界。 　　一些人担心的是，这项技术完全可以被用来筛选高智商婴儿。澳大利亚昆士兰大学遗传学家Peter Visscher认为，用这类测试来筛选那些被预测具有高智商胚胎的想法很糟糕，但在技术上这的确是可行的。 <div class="img_wrapper" style="text-align: center; font-family: 'Microsoft Yahei', 微软雅黑, 'STHeiti Light', 华文细黑, SimSun, 宋体, Arial, sans-serif; font-size: 18px; letter-spacing: 1px;"><img style="border: 0px none; vertical-align: middle; display: block; margin: 0px auto; max-width: 640px;" src="https://n.sinaimg.cn/tech/crawl/116/w550h366/20181205/7bix-hpinryc3475435.jpg" alt="定制婴儿会成为现实吗？" />定制婴儿会成为现实吗？</div> 　　囿于道德伦理，Genomic Prediction目前只会针对那些被认为可能有“智力缺陷”的胚胎提供筛选。然而，在将来，其他公司完全可以从相同测试中可以得到更进一步的信息，从而筛选高智商胎儿。Hsu也同意这种可能性：“我认为人们有这方面的需求。如果我们不这么做，其他公司也会这么做。” 　　爱尔兰都柏林圣三一学院的Kevin Mitchell也表达了类似的观点：“如果美国不发生这种情况，那么它会在另一个国家出现。”不过Mitchell也表示，这项服务在实际中应用有限，因为许多试管受精只有几个胚胎可供选择。 　　即将起步，争议升级 　　一些人的担心不仅出于伦理考虑，还有婴儿的健康。目前，人们尚未完全了解众多与高智商或心脏病低患病风险相关的基因，对其他性状有什么其他影响。例如，一些研究表明，与学术能力相关的基因更优秀时，患上自闭症的风险也在增加。如果对胚胎的基因检测直接导致其患上某些意料之外的疾病呢？ 　　Visscher说：“你不知道自己在选择什么，以及随之而来的将会是什么。当然，我相信肯定有人会这样做，就像也有人愿意花费巨款去克隆他们死去的宠物。” 　　Hsu本身的研究方向与生命科学并无关联，他的另一个身份是密歇根州立大学的理论物理教授。而Genomic Prediction的另一位联合创始人及首席科学家Nathan Treff，则是罗格斯大学医学院的兼职教授，一位生殖遗传学领域的科学家。“从长远的角度来看，我希望能减少人类的疾病，”Treff说，“我们希望帮助人们生下健康的宝宝、避免婚姻中的创伤。”有趣的是，Treff本人患有I型糖尿病。如果他的父母做了此类检测，可能选择的胚胎会是另一个…… <div class="img_wrapper" style="text-align: center; font-family: 'Microsoft Yahei', 微软雅黑, 'STHeiti Light', 华文细黑, SimSun, 宋体, Arial, sans-serif; font-size: 18px; letter-spacing: 1px;"><img style="border: 0px none; vertical-align: middle; display: block; margin: 0px auto; max-width: 640px;" src="https://n.sinaimg.cn/tech/crawl/748/w336h412/20181205/Xw3N-hpinryc3475459.jpg" alt="Nathan Treff" />Nathan Treff</div> 　　目前，Genomic Prediction正计划启动第一批测试。与此同时，另一家位于美国加州的生物技术公司MyOme，也计划于明年开始启动对试管婴儿胚胎的基因检测。据称，该公司使用的方法与Genomic Prediction类似，而其对胚胎几乎全基因组的测序准确率达到99%。此前，对遗传疾病的基因筛查已经引发一些争议。如果通过基因检测对智商进行筛选，乃至完全“定制”婴儿成为现实，势必引起更激烈的争论。当技术成熟时，我们对下一代的干涉究竟应该止于何处？ </body> </html>

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line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">5G商用将在2019年早些实现 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">高通全球总裁克里斯蒂安诺·阿蒙透露，随着移动终端的发布以及在北美、欧洲、日本、韩国、澳大利亚和中国陆续开展的网络部署，5G商用将在2019年早些时候成为现实。 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">阿蒙还表示，高通拥有推动5G商用的独特优势，骁龙855移动平台、骁龙X50 5G调制解调器系列、以及集成射频收发器、射频前端和天线组件的高通QTM052毫米波天线模组，能帮助OEM厂商应对同时支持6GHz以下和毫米波频段的5G终端所面临的呈指数级增长的设计复杂性。 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">阿蒙表示：“从研发、加速标准化和试验、创新产品和技术的发布，到即将于2019年早些时候在全球范围内部署5G网络和智能手机。通过在本届Qualcomm骁龙技术峰会上联合演示运行于真实5G网络的5G移动终端，我们展示了我们在变革移动行业和丰富用户体验方面所发挥的重要作用。” <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">随后，阿蒙在台上与包括AT&T、EE和Verizon在内的全球移动运营商高管一道，深入探讨了5G部署计划。 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">首款商用5G移动平台——骁龙855 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">在峰会上，高通高级副总裁兼移动业务总经理Alex Katouzian宣布推出骁龙855移动平台——全球首款全面支持数千兆比特5G、业界领先的人工智能（AI）和沉浸式扩展现实（XR）的商用移动平台。 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">得益于第四代多核高通人工智能引擎AI 引擎，骁龙855能够提供高度直观的终端侧AI体验，与前代移动平台相比可实现高达3倍的AI性能提升。 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">  <div class="gg200x300" style="padding: 19px; margin: 0px 40px 0px 0px; overflow: hidden; text-align: center; font-size: 0px; line-height: 0; float: left; border: 1px solid #e5e5e5; position: relative; color: #404040; font-family: 'Microsoft Yahei';"> <div class="at_item right_ad_item" style="padding: 0px; margin: 0px; width: 300px; height: 250px; position: relative;"> </div> </div> <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">它还集成了全球首款计算机视觉（CV）ISP，支持尖端的计算摄影和视频拍摄功能。此外，该平台提供的Snapdragon Elite Gaming将为顶级移动终端带来全新水平的游戏体验。 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">Alex Katouzian还宣布了全球首个支持屏下超声波指纹的商用解决方案——高通3D声波传感器，这是唯一一个能够穿透不同类型污渍准确识别指纹的移动解决方案。 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">高通同时公布了明年5G合作的厂商，明年即将推出5G智能手机的厂商名单包括OPPO、一加、vivo、小米、华硕、LG、谷歌、富士通、HMD、HTC、摩托罗拉、三星、夏普、索尼和中兴等。（静静） </body> </html>
空气捕获二氧化碳成本大降可用于生产合成燃料
<!DOCTYPE html> <html> <head> </head> <body>   <img style="border: 0px;" src="http://news.sciencenet.cn/upload/news/images/2018/6/2018613528474000.jpg" /> 一家DAC工厂中的风扇墙。图片来源：碳工程公司 本报讯 从空气中提取二氧化碳并利用它制造合成燃料似乎是应对气候变化的最终解决方案：人们可以简单地一次又一次地利用同样的二氧化碳分子，而不是通过化石燃料向大气中增加更多的二氧化碳。但是这项技术是很昂贵的——根据最近的估计，捕获每吨二氧化碳大约需要600美元。如今，在一项新的研究中，科学家表示，未来的化学工厂可能会将捕获每吨二氧化碳的成本降至100美元以下。这可能使合成燃料在美国加利福尼亚州这样的鼓励低碳燃料的地方成为现实。 加利福尼亚州帕罗奥多市斯坦福大学气候科学家Chris Field说，这一数字是“真正的进步”。这是因为新的研究得到的数字基于真实试验设施的数据和成本，而其他研究则依赖于科学家对二氧化碳捕获技术最佳推测的按比例放大。 “这些家伙实际上有一些你可以测量的东西。”Stephen Pacala说，他是普林斯顿大学生态学家，目前正在主持美国国家科学、工程和医学院的一个碳清除技术小组。 迄今为止，有关气候变化的成本都是预测的。气候科学家说，如果要避免地球灾难性的升温两摄氏度，那么到本世纪中叶，全球各国将需要将二氧化碳排放量降至接近零的水平，然后再去除比排放量更多的二氧化碳。现在有许多所谓的负排放技术，包括种植多年生植物和树木来制造生物燃料，并将碳封存在土壤中。 而其中最引人注目的则是所谓的直接空气捕获（DAC）技术，即利用巨大的风扇墙将空气吹过一种包含有捕获二氧化碳的化学物质的溶液。一旦经过纯化，捕获的二氧化碳可以被注入地下，或者用于制造商业产品，如燃料或塑料。但在2011年，美国物理学会的一个评审小组发现，利用DAC技术捕获1吨二氧化碳可能需要花费600美元。 然而这并没有打消David Keith的念头，他是哈佛大学的一名物理学家，与人共同创立了一家专注于DAC技术的公司。2015年，碳工程公司在加拿大不列颠哥伦比亚省启动了第一个捕获二氧化碳的试点工厂。在捕获了溶液中的二氧化碳之后，工厂将其转化为固体，后者在加热后会释放出一种纯气体流。而关键的捕获二氧化碳的化学物质则可以被回收利用。 3年后，Keith和他的同事收集了足够的数据来计算试验工厂的效率，并计算出用同样的技术建造一个商业规模的工厂需要多少成本。结果显示，利用他们的技术可以每吨94到232美元的成本捕获二氧化碳。科学家在6月7日出版的《焦耳》杂志上报告了这一研究成果。 该公司还建立了一个试点项目，旨在将捕获的二氧化碳转化为多种液体燃料，包括汽油、柴油和航空燃料。一种以可再生能源为动力的电解槽首先将水分解成氢气和氧。然后，氢气与二氧化碳结合，利用传统的化学工程技术制造液态碳氢化合物。碳工程公司首席执行官Steve Oldham说，如果在成本范围的低端捕获二氧化碳，该公司将可以生产每升1美元的合成燃料。 这一价格比现在的大多数燃料都要贵，但并不是很多。而且，由于这个过程从空气中回收碳，因此它将构成一种低碳燃料，像加利福尼亚州这样的地方正越来越多地需要这种混合燃料。Oldham说，这可能会为DAC工厂开辟新的市场，从而可能进一步压低成本。 尽管如此，Field警告说，这项技术并不是对抗气候变化的“银弹”——目前还没有办法知道它是否能迅速扩大规模以改变大气中的二氧化碳含量。“要想知道它是否会产生大规模的影响，还有很长的路要走。”（赵熙熙） <div style="font-family: 宋体; background-color: #f8f9f4; text-indent: 2em; color: #587c19;">《中国科学报》 (2018-06-13 第2版国际)</div> </body> </html>
纽约时报：量子加密技术竞争加剧中国目前领先
<!DOCTYPE html> <html> <head> </head> <body> <p class="otitle" style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">（原标题：Race Is On to Protect Data From Next Leap in Computers. And China Has the Lead.） <p class="f_center" style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: center;"><img style="vertical-align: middle; border: 0px; box-sizing: border-box; max-width: 50%; display: block; margin: 0px auto;" src="http://cms-bucket.nosdn.127.net/2018/12/04/6fad0dceb6914a778290f984897af5e9.jpg" alt="纽约时报：量子加密技术竞争加剧中国目前领先" />图示：Quantum Xchange正在曼哈顿和纽瓦克之间建立量子加密连接，而初创企业Qubitekk也在致力于探索量子加密技术。 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">网易科技讯 12月5日消息，据《纽约时报》报道，包括谷歌到阿里巴巴在内的科技公司都在竞相打造世界上第一台量子计算机，这要比当前的计算机强大得多。尽管建造量子计算机的竞争不分伯仲，但中国在量子加密技术方面明显领先。 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">未来的量子计算机可能会破解保护数字信息的现行加密技术，使诸如数十亿美元的电子商务支出信息以及存储在数据库中的机密信息等一切数据都面临风险。 <p class="f_center" style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: center;"><img style="vertical-align: middle; border: 0px; box-sizing: border-box; max-width: 50%; display: block; margin: 0px auto;" src="http://cms-bucket.nosdn.127.net/2018/12/04/7de5777d758e4f239190997cf18928c4.jpg" alt="纽约时报：量子加密技术竞争加剧中国目前领先" />图示：曼哈顿下城哈德逊街60号，支持Quantum Xchange加密服务的光纤电缆。 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">这个问题有答案吗？量子加密依赖于相同的概念。正如一些科学家在研究量子计算机一样，另一些科学家也在研究量子安全技术，从而阻碍未来量子计算机的密码破译能力。 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">这是一场涉及信息安全的竞赛，尽管建造量子计算机的竞争不分伯仲，但中国在量子加密技术方面明显领先。与人工智能等其他尖端技术一样，中国也将不同类型的量子研究列为重点。 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">“中国在相关技术研发方面拥有深思熟虑的策略，”美国橡树岭国家实验室(Oak Ridge National Laboratory)前研究员邓肯·厄尔(Duncan Earl)表示。目前厄尔是量子加密技术公司Qubitekk的总裁兼首席技术官。“如果我们认为我们可以等上5到10年再应用这项技术，那就太晚了。” <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">量子计算基于量子力学理论，后者解释了极小物质粒子所表现出的奇怪行为。 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">在传统计算机中，晶体管存储信息的最小单位是“比特”，每个比特不是1就是0。 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">而当某些物质极小或极冷时，它们的行为就不同了。这种不同状态的差异性允许一个量子位同时显现出1和0的状态，两个量子位就可以同时容纳四个值。随着量子位的数量增长，量子计算机的功能以指数形式变得更加强大。 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">和量子计算一样，量子加密技术依赖于极小物体的非直觉行为。保护数据秘密的密码是由最小的光子生成的。通过合适的设备很容易判断它们是否被篡改了，就像药瓶上的封条一样。如果实施得当，这项技术可能是牢不可破的。 <p class="f_center" style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: center;"><img style="vertical-align: middle; border: 0px; box-sizing: border-box; max-width: 50%; display: block; margin: 0px auto;" src="http://cms-bucket.nosdn.127.net/2018/12/04/70defc881da945db91539fbf50100b2a.jpg" alt="纽约时报：量子加密技术竞争加剧中国目前领先" /> <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">图示：芝加哥大学(University of Chicago)的一个量子研究机构正在研究一种名为量子中继器(quantum repeaters)的设备，其可以扩大加密的范围。 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">目前的量子加密技术还无法确保可以构建出长距离的可行量子加密网络。但如果这真的发生，中国愿意付诸实践，并很可能会带来巨大回报。 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">迄今为止，中国已经投资数千万美元，建立了使用量子加密传输数据的网络。去年，中国发射了一颗以古代哲学家墨子命名的卫星，利用量子加密技术成功实现了北京和维也纳之间的视频通话。经过4年的规划和建设，北京和上海之间的专用量子通信网络也于去年投入运行。 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">目前，量子加密只能在有限距离内工作。北京和维也纳之间的卫星连接将这一限制扩大到创纪录的7451公里。在地面，通过使用光纤线路，量子机密技术的最大应用距离扩大到了约241公里。 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">在中国对量子加密的投资中，墨子号卫星受到的关注最多。卫星研制者中科大学牵头建设了总长约1931公里的地面量子加密网。 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">这条量子加密主线正在延伸到其他城市和地区。到2030年，中国的目标是在全球建立一个共享量子加密密钥的网络。 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">一些安全专家质疑量子加密的有效性。它是如此新颖，还没有经过任何严格的测试。而只有经过这些测试，才能使它得到持怀疑态度的密码学家的认可。 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">但中科大物理学教授陆朝阳表示，京沪之间的量子加密网络是一次重大升级。 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">在传统的通信方式中，窃听者可以在光纤线路上的每一点拦截数据流。陆教授表示，量子加密技术将1931公里光纤线路上的易损点减少到了几十个。 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">“我们承认这是一个过渡解决方案，”他说。“这并不是最终的解决方案。但就安全而言，这已经是一个巨大的进步。” <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">在美国，业界认为量子加密不过是一项科学实验。相反，研究人员专注于使用普通数学来构建新的加密形式，以对抗量子计算机。这种技术不需要新的基础设施。 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">但现在，在最近量子研究进展的推动下，一些美国公司正在迎头追赶。 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">南加州初创企业Qubitekk正在利用这项技术保护田纳西州的电网。另一家初创公司Quantum Xchange正在美国东北部建设量子加密网络，希望为华尔街银行和其他企业提供服务。而长岛石溪大学(Stony Brook University)的研究人员正在准备第三次冒险。 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">像Qubitekk这样的小型初创企业不太可能为量子加密而投入数百万美元。但许多专家认为，更重要的工作将发生在研究实验室，美国能源部(Department of Energy)正在为芝加哥的一个测试网络提供资金，该网络可能会更加先进。 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National laboratory)和橡树岭国家实验室(Oak Ridge National laboratory)正与Qubitekk合作，利用量子加密技术保护电网，而Quantum Xchange正在把设备转移到哈德逊街60号(Hudson Street)。哈德逊街是古老的西联电报中心所在地，现在是曼哈顿下城的一个互联网中心。 <p class="f_center" style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: center;"><img style="vertical-align: middle; border: 0px; box-sizing: border-box; max-width: 50%; display: block; margin: 0px auto;" src="http://cms-bucket.nosdn.127.net/2018/12/04/95950789315d465b88c6e41c865a04a7.jpg" alt="纽约时报：量子加密技术竞争加剧中国目前领先" />图示：戴维·奥沙洛姆(David Awschalom)负责芝加哥大学的大部分量子研究。 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">Quantum Xchange正在曼哈顿和纽瓦克之间建立量子加密连接，计划将这两个城市运营的大型银行连接起来。最终，它希望将这一网络延伸至东海岸。 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">在像芝加哥大学这样的地方，研究人员希望更进一步，他们正在探索所谓的量子中继器，也就是能够扩展量子加密范围的设备。 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">“我们还没有做到这一点，”芝加哥大学教授戴维·奥沙洛姆(David Awschalom)说。“但我相信，这将在未来几年内发生。” <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">无论如何，量子通信技术需要新的硬件。这包括庞大的光纤网络，或许还有卫星，以及能够探测单个光子的专用设备。 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">虽然Qubitekk致力于研究量子加密网络，但它无法获得完成这项工作所需的特殊光探测器。这家初创公司最初从新泽西州的一家小型制造商Princeton Lightwave那里购买探测器。但今年4月，这家美国制造商将探测器业务交给了中国的一家公司，但未能及时如愿。 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">这家中国公司已经承诺向Qubitekk提供硬件，但最近告诉它，由于生产问题，额外的检测器要到3月份才能交付。 <p class="f_center" style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: center;"><img style="vertical-align: middle; border: 0px; box-sizing: border-box; max-width: 50%; display: block; margin: 0px auto;" src="http://cms-bucket.nosdn.127.net/2018/12/04/936469f09ea3423785cf392d4a2cdecf.jpg" alt="纽约时报：量子加密技术竞争加剧中国目前领先" />图示：目前通过诸如Quantum Xchange光纤线路应用量子加密的极限约为241公里。 <p style="margin: 32px 0px 0px; padding: 0px; font-size: 18px; text-indent: 2em; font-variant-numeric: normal; font-variant-east-asian: normal; font-stretch: normal; line-height: 32px; font-family: 'Microsoft Yahei'; color: #404040; text-align: justify;">欧洲的一些小公司也在销售类似的探测器，全球各地的实验室也在竞相开发更先进的设备。但就目前而言，尤其是在美国，这种设备的供应量非常有限。(晗冰) </body> </html>
追逐野火烟雾科学家试图揭示其如何影响气候
<!DOCTYPE html> <html> <head> </head> <body> <img style="border: 0px;" src="http://news.sciencenet.cn/upload/news/images/2018/6/2018613536141190.jpg" />   2017年夏天，来自附近野火的烟雾连续数周笼罩着蒙大拿州西利湖。 图片来源：KURT WILSON/MISSOULIAN Emily Fischer可能是暑期计划被最新预报——美国西部大部分地区将面临更加严重的野火季——鼓舞的为数不多的人之一。联邦官员日前宣布，异常温暖的天气和干旱加上足够的干草和灌木丛，将为这个夏季的野火肆虐创造最佳条件。 此次预报让地方官员作出最坏的打算。但对于科罗拉多州立大学大气科学家Fischer来说，它代表了一个机会。Fischer正准备利用整个暑假乘坐一架塞满科学设备的C-130运输飞机穿越野火烟雾。这是一项史无前例的努力的亮点所在。该项目耗资3000多万美元，涉及飞机、卫星、载有仪器的货车，甚至是徒步穿行的研究人员。在接下来的两年里，两个协作项目—— 一个由国家科学基金会（NSF）资助，另一个由美国宇航局（NASA）以及国家海洋和大气管理局（NOAA）资助，旨在更好地了解野火烟雾的化学及物理学特性，及其如何影响气候、污染空气和损害人类健康。 “毫无疑问，这是迄今规模最大的火灾试验。”项目首席科学家之一、NOAA地球系统研究实验室大气化学家Carsten Warneke表示，野火烟雾“是探寻空气质量和气候问题所面临的最大问题之一”。 在美国西部，随着野火的范围和强度不断增加，该问题正日益严重。一项2016年发表于《气候变化》杂志的研究表明，在超过联邦清洁空气标准的日子，野火产生的微粒物质占到该地区总量的2/3。同时，未来几年，全球变暖可能引发更多火灾，因为荒地会变得更加易燃。上述研究还显示，到本世纪中叶，生活在美国西部大部分地区的8000多万人经历的“烟浪”次数将增加57%。“烟浪”可能连续两天或者更多天将一个社区遮蔽，给公共健康带来的后果可能是惨痛的。烟雾包括大量可能导致呼吸困难并且引发疾病的有毒化合物和微小颗粒。美国林务局研究人员表示，美洲其他地区以及欧洲、非洲、亚洲和澳大利亚可能经历相同的由气候驱动的野火数量激增。 尽管造成了潜在威胁，但野火烟雾极少受到科学界持续关注。上述两个最新项目旨在改变这一点。今年，由NSF资助的包括Fischer在内的团队打算乘坐载满设备的C-130穿越15~20个野火烟雾流。明年，NASA和NOAA的研究人员将利用能在美国烟雾缭绕的天空进行搜寻的更大飞机——DC-8喷气式飞机。 其中一个目标是盘点野火释放的化学物质，包括氮氧化物和一氧化碳以及各种挥发性有机化合物。Warneke介绍说，预测烟雾化学构成的现有模型在很大程度上依赖于卫星观测，而这会产生很大误差，部分原因在于目前并不确定野火会毁灭多少植被。最新研究将来自卫星、飞行器和检查燃烧地点的地面研究人员的数据结合起来，应当能帮助调整这些估测结果。 研究人员还将利用C-130追逐升空24小时内的烟流，以便确定烟雾在大气中弥散时其化学性质发生何种变化。他们尤其希望获得被燃烧植被释放的氮发生了什么的更确切画面，包括多少氮被转变成对地面臭氧有贡献的氮氧化物。地面臭氧是一种受到监管的污染物，会令呼吸问题恶化。Fischer表示，此类数据或能帮助回答一些问题，比如“如果野火在西北太平洋地区燃烧，对科罗拉多州的空气质量意味着什么？” 研究人员还计划追踪气溶胶的进化。气溶胶是一种微粒物质，能散射或者吸收太阳光线，并且在形成气候方面扮演重要角色。他们想观察烟流同云层碰撞时的情况，以便更好地了解两者是如何相互影响的。烟雾颗粒通过充当冰粒的核改变云层形成，从而可能影响到天气。反过来，云层湿度也能影响烟雾化学性质。这些结果能帮助改善天气预测。 夜晚，温度下降会导致烟流向凹地沉降，从而使那里的空气质量恶化。NOAA和NASA的研究人员将利用飞机、货车和无人机追踪这些烟流。该项目还将涉及乘坐DC-8飞行到美国西部以外的地区——深入中西部和东南部追踪火灾烟雾。这些烟雾由故意放火以清理农田或者在森林中进行的计划火烧产生。Warneke介绍说，采集如此大范围数据的目的是“一次弄清整个画面并且理解整个事情是如何相互作用的”。（宗华编译） <div style="font-family: 宋体; background-color: #f8f9f4; text-indent: 2em; color: #587c19;">《中国科学报》 (2018-06-13 第3版国际)</div> </body> </html>