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壹日研究用iPS细胞再现小脑疾病成因
日本的一项最新研究首次使用脊髓小脑变性症患者的皮肤细胞等制成诱导多功能干细胞（iPS细胞），并使之分化成这种疾病中起关键作用的神经细胞，再现了这种小脑疾病的成因。研究人员说，这有助于开发相关治疗药物。
脊髓小脑变性症是一种罕见的小脑功能障碍疾病，由于小脑和脑干的神经细胞变性、脱落和减少，导致运动失调、动作迟缓以及语言障碍等问题，患者还可能彻底瘫痪。日本约有3万名脊髓小脑变性症患者，其中约1/3的患者为家族遗传。这种疾病的深层发病机制目前尚不清楚，也没有有效的治疗方法。
来自日本理化学研究所和京都大学的研究人员用遗传性脊髓小脑变性症患者的皮肤细胞和血液细胞培育出iPS细胞，再使之分化成一种在小脑皮质中承担处理信息功能、名为“浦肯野氏细胞”的神经细胞。在脊髓小脑变性症患者中，这种神经细胞出现特异性神经退行性改变。研究人员在特殊的培养液中再现了人工培养出的“浦肯野氏细胞”发生神经退行性改变的过程，并发现一些药物能够抑制这种变化。研究小组表示，期待能在这一发现的基础上开发出治疗脊髓小脑变性症的新药。
iPS细胞是体细胞经过诱导因子处理后转化而成的干细胞，具有发育成多种组织细胞的可能。iPS细胞功能接近胚胎干细胞，却可以绕开有关胚胎干细胞的伦理争议。英国科学家约翰·格登和日本科学家山中伸弥因iPS细胞领域的贡献分享了年诺贝尔生理学或医学奖。
贰美大学成功研发可模拟人脑信息传递半导体技术
据《日本经济新闻》报道，美国IBM和美国康奈尔大学成功开发了一种模拟人类大脑的信息传递机制的半导体技术。根据这种技术制造出的半导体从设计理念上就不同于现有计算机使用的半导体芯片。这种半导体将来可能应用于研发即使没有人类命令也能自己学习，进而解决问题的人工智能。相关内容在美国《科学》杂志上。人类大脑的神经细胞由无数被称为“突触(synapse)”的组织连接起来，能传递信息和进行记忆。大脑尽管体积有限，但能够以微量的能量完成复杂的工作。有分析认为如果制成模拟大脑的半导体芯片，就能开发出能完成人类大脑同样工作的计算机。IBM的日美研究所和美国康奈尔大学的研究团队试制了一种具有模拟神经细胞与突触之间电路的半导体芯片。可以模仿万个神经细胞和2亿万个突触的运作。研究团队利用试制的半导体芯片，成功完成了对人物图像等的识别工作。同时发现耗电量极低，只需70毫瓦。被誉为“计算机之父”的数学家冯·诺伊曼于年提出计算机构想。之后的计算机都采取根据事先存储的程序，逐步执行命令的模式。这种计算机被称为“诺伊曼型”。从设想提出直到如今，所有的计算机都采用了诺伊曼型。不过，对半导体进行微细加工，以提升计算机处理速度这一传统方式在加工技术方面正在趋近极限。BM为了突破极限，除了模拟大脑之外，还应用了量子力学的原理，一直在致力于研究被称为“非诺伊曼型”的新一代半导体。IBM认为这次的成果是对约10年研究的重大总结，认为将来有望开发出以扭扣电池驱动的邮票大小的超级计算机。BM的研究团队认为，如果将已开发出来的芯片大量组合在一起，就能构建拥有数千亿个突触的系统。IBM于7月宣布，在今后5年里投资30亿美元，以开发新一代半导体。除了模拟大脑的半导体以及革新此前的微细加工技术之外，还致力于利用碳纳米管等新材料。力争应用于对大数据进行分析的高性能计算机等。
叁
世界首台!我国量子计算机超越早期经典计算机
近日，中国科学技术大学潘建伟教授及其同事陆朝阳、朱晓波等，联合浙江大学王浩华教授研究组，成功构建了世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机。中国科学院量子信息和量子科技创新研究院今日在上海举行新闻发布会，介绍了这一研究进展。
“量子计算机在求解某类特定问题上具有巨大的优势。”中科院院士、中国科学技术大学教授潘建伟介绍，量子计算利用量子相干叠加原理，在原理上具有超快的并行计算和模拟能力，计算能力随可操纵的粒子数呈指数增长，可为经典计算机无法解决的大规模计算难题提供有效解决方案。
由于量子计算的巨大潜在价值，欧美各国都在积极整合各方面研究力量和资源，开展协同攻关，同时，大型高科技公司如谷歌、微软、IBM等也强势介入量子计算研究。潘建伟介绍，目前，国际学术界在基于光子、超冷原子和超导线路体系的量子计算技术发展上总体进展较快。
在此基础上，团队利用自主发展的综合性能国际最优的量子点单光子源，通过电控可编程的光量子线路，构建了针对多光子“玻色取样”任务的光量子计算原型机。实验测试表明，该原型机的“玻色取样”速度不仅比国际同行类似的之前所有实验加快至少倍，同时，通过和经典算法比较，也比人类历史上第一台电子管计算机（ENIAC）和第一台晶体管计算机（TRADIC）运行速度快10-倍。5月2日，该研究成果以长文的形式在线发表于《自然光子学》。“这是历史上第一台超越早期经典计算机的基于单光子的量子模拟机，为最终实现超越经典计算能力的量子计算这一国际学术界称之为‘量子称霸’的目标奠定了坚实的基础。”潘建伟预计，今年年底前将实现20比特的量子纠缠，到年左右，能够达到50个左右的纠缠，诞生实现“量子称霸”的超导计算机。“这是一个比较可靠的计划。”潘建伟说。
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素材：药学与生物工程学院116502班级