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光子量子芯片让人工智能变得更智能和更环保

一组研究人员展示了即使是小规模的量子计算机也能通过一种新颖的光子量子电路提升机器学习性能。他们的发现表明,今天的量子技术不仅仅是实验性的,它在特定任务中已经可以超越经典系统。值得注意的是,这种光子方法还可以大幅减少能量消耗,提供一个可持续的前进道路,因为机器学习的能量需求正在飙升。 数据点的分类可以通过光子量子计算机完成,从而提高传统方法的准确性。图片来源: Iris Agresti 当前的热门研究主题之一是将两项最近的技术突破结合起来:机器学习和量子计算。一项实验性研究显示,已经小规模的量子计算机可以提升机器学习算法的性能。这项研究由维也纳大学的国际研究团队在光子量子处理器上进行。该研究最近发表在Nature…

光子在虚空中碰撞:量子模拟从无中创造光线

物理学家成功模拟了一种奇特的量子现象,即光似乎从空荡荡的空间中产生,这一概念至今仅存在于理论中。通过尖端的模拟技术,研究人员模拟了强激光如何与所谓的量子真空相互作用,揭示了光子如何相互反弹,甚至产生新的光束。这些突破恰逢新的超强激光设施准备在现实中测试这些令人困惑的效应,潜在地为揭示新物理学甚至暗物质粒子打开了一扇大门。 使用先进的计算建模,由牛津大学领导的研究团队,与里斯本大学的高级技术研究所合作,首次实现了实时三维模拟,展示了强激光束如何改变“量子真空”——这一状态曾被认为是空的,但量子物理学预测它充满了虚拟的电子-正电子对。 令人兴奋的是,这些模拟重现了量子物理学预测的一种奇特现象,称为“真空四波混合”。这表明,三束聚焦激光脉冲的综合电磁场可以极化真空中的虚拟电子-正电子对,导致光子像台球一样相互弹跳——在一种“黑暗中的光”过程中生成第四束激光。这些事件可以作为在极高强度下探测新物理学的探针。 “这不仅仅是学术好奇心——这是实验确认量子效应的重要一步,之前这些效应主要是理论上的,”研究共同作者、牛津大学物理系的彼得·诺雷斯教授说。 这项工作正值新一代超强激光即将上线之际。英国的Vulcan…

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光子量子芯片让人工智能变得更智能和更环保

一组研究人员展示了即使是小规模的量子计算机也能通过一种新颖的光子量子电路提升机器学习性能。他们的发现表明,今天的量子技术不仅仅是实验性的,它在特定任务中已经可以超越经典系统。值得注意的是,这种光子方法还可以大幅减少能量消耗,提供一个可持续的前进道路,因为机器学习的能量需求正在飙升。 数据点的分类可以通过光子量子计算机完成,从而提高传统方法的准确性。图片来源: Iris Agresti 当前的热门研究主题之一是将两项最近的技术突破结合起来:机器学习和量子计算。一项实验性研究显示,已经小规模的量子计算机可以提升机器学习算法的性能。这项研究由维也纳大学的国际研究团队在光子量子处理器上进行。该研究最近发表在Nature…

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光子量子芯片让人工智能变得更智能和更环保

一组研究人员展示了即使是小规模的量子计算机也能通过一种新颖的光子量子电路提升机器学习性能。他们的发现表明,今天的量子技术不仅仅是实验性的,它在特定任务中已经可以超越经典系统。值得注意的是,这种光子方法还可以大幅减少能量消耗,提供一个可持续的前进道路,因为机器学习的能量需求正在飙升。 数据点的分类可以通过光子量子计算机完成,从而提高传统方法的准确性。图片来源: Iris Agresti 当前的热门研究主题之一是将两项最近的技术突破结合起来:机器学习和量子计算。一项实验性研究显示,已经小规模的量子计算机可以提升机器学习算法的性能。这项研究由维也纳大学的国际研究团队在光子量子处理器上进行。该研究最近发表在Nature…

过时手机如何为智能城市提供动力并拯救海洋

在全球每年生产超过10亿部智能手机的背景下,研究团队正在改变电子废物的处理方式。与其将旧手机扔掉,他们展示了一种开创性的方法:将过时的智能手机转变为微型数据中心。这种低成本的创新(每部手机仅8欧元)提供了实际应用,从监测公交乘客到观察海洋生物,而无需使用新技术。 每年,全球生产超过12亿部智能手机。电子设备的生产不仅耗能密集,还消耗珍贵的自然资源。此外,制造和运输过程会向大气中释放大量二氧化碳。同时,设备的老化速度比以往任何时候都快——用户平均每2到3年会更换仍然正常工作的手机。老旧设备充其量被回收利用,最糟糕的情况是最终被扔进垃圾填埋场。 尽管最可持续的解决方案是改变消费者的行为,更仔细地考虑每个新型号是否真的需要取代旧款,但这说起来容易做起来难。快速的技术发展令旧设备迅速过时。因此,需要替代方案——例如通过赋予设备全新的用途来延长其使用寿命。 这正是塔尔图大学计算机科学研究所的研究人员胡贝尔·弗洛雷斯、乌尔里希·诺比斯拉特、和智刚·尹,以及来自技术研究所的佩尔塞维朗·恩戈伊和他们的国际同事所测试的方法。“创新通常不是从新事物开始,而是从一种重新思考旧事物的方法开始,重新构想它在塑造未来中的角色,”胡贝尔·弗洛雷斯,普适计算的副教授解释道。他们证明了旧智能手机可以成功地转变为小型数据中心,能够高效处理和存储数据。他们还发现,建造这样的数据中心非常便宜——每个设备大约8欧元。 这些小型数据中心有广泛的应用。例如,它们可以在城市环境中,如公交车站,收集实时乘客数量数据,从而优化公共交通网络。…

光子在虚空中碰撞:量子模拟从无中创造光线

物理学家成功模拟了一种奇特的量子现象,即光似乎从空荡荡的空间中产生,这一概念至今仅存在于理论中。通过尖端的模拟技术,研究人员模拟了强激光如何与所谓的量子真空相互作用,揭示了光子如何相互反弹,甚至产生新的光束。这些突破恰逢新的超强激光设施准备在现实中测试这些令人困惑的效应,潜在地为揭示新物理学甚至暗物质粒子打开了一扇大门。 使用先进的计算建模,由牛津大学领导的研究团队,与里斯本大学的高级技术研究所合作,首次实现了实时三维模拟,展示了强激光束如何改变“量子真空”——这一状态曾被认为是空的,但量子物理学预测它充满了虚拟的电子-正电子对。 令人兴奋的是,这些模拟重现了量子物理学预测的一种奇特现象,称为“真空四波混合”。这表明,三束聚焦激光脉冲的综合电磁场可以极化真空中的虚拟电子-正电子对,导致光子像台球一样相互弹跳——在一种“黑暗中的光”过程中生成第四束激光。这些事件可以作为在极高强度下探测新物理学的探针。 “这不仅仅是学术好奇心——这是实验确认量子效应的重要一步,之前这些效应主要是理论上的,”研究共同作者、牛津大学物理系的彼得·诺雷斯教授说。 这项工作正值新一代超强激光即将上线之际。英国的Vulcan…
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开创性发现:科学家成功绘制成年果蝇的完整大脑图谱

科学家们通过创建一张详细的脑结构地图——被称为“连通组”(connectome),逐个神经元和突触绘制出成年果蝇(Drosophila melanogaster)的大脑,为理解人脑提供了重大突破。此前,人们曾尝试绘制较简单生物的脑部,如小圆线虫(C. elegans),它具有302个神经元,以及果蝇幼虫阶段,拥有3,000个神经元。然而,成年果蝇的大脑复杂得多,拥有近140,000个神经元和约5000万个突触将它们连接起来。这张全面的脑图是高端人工智能、游戏玩家、专家追踪者和神经科学家们合作的结果。这一连通组的重要性不仅在于成年果蝇的脑部复杂性,还在于果蝇表现出的许多与人类相似的行为,并且与人类疾病的遗传基础约有75%的相似性。 来自普林斯顿大学的科学家团队创建了首个成年果蝇大脑(Drosophila melanogaster)的逐个神经元和逐个突触的路线图,达成了脑研究的重要里程碑。这项研究作为Nature杂志10月2日特刊的首篇文章发布,该期专门聚焦于新的果蝇“连通组”。…

风暴幸存者:飓风对死亡率的持续影响

美国热带气旋,包括飓风,已与数千人死亡关联,且这种情况在风暴发生后的近15年间持续存在。研究人员建议,美国的一场平均热带气旋导致7,000到11,000人的过量死亡。总体而言,自1930年以来,这些风暴已导致美国预计360万到520万的死亡人数,超出了同一时间范围内因机动车事故、传染病或军事冲突造成的死亡人数。 最近的研究表明,美国的飓风和热带风暴在风暴后近15年内导致死亡人数显著增加。 政府统计数据通常仅计算在这些风暴中死亡的人,被统称为“热带气旋”。根据官方数据,直接死亡人数平均每场风暴约为24人,通常因溺水或外伤而发生。然而,10月2日发表在《自然》上的一项新分析揭示了风暴后隐藏的更大死亡人数。 斯坦福杜尔可持续发展学院的环境社会科学教授,首席作者所罗门·希昂表示:“每个月,都有更多的人比如果没有风暴袭击他们社区而死亡的时间更早地去世。”他补充道,“当一场重大风暴来袭时,会引发一系列效应,比如城市重建、家庭流离失所和社会网络的破坏。这些后果可能对公共健康产生严重影响。” 希昂和首席作者瑞秋·杨估计,平均一场美国热带气旋导致7,000到11,000人的间接超额死亡。他们计算出自1930年以来,热带风暴已导致美国约360万到520万的死亡,远超官方统计的约10,000人死亡。…

GLP-1受体激动剂能帮助减少身体过量铁吗?

铁的增高水平可能对被诊断为2型糖尿病的个体构成风险。 近年来,GLP1RA激动剂在管理肥胖和2型糖尿病方面的使用增加。 这种创新治疗显示出极大的有效性,促使研究人员探讨其可能提供的其他潜在好处。 密歇根大学的一个研究团队正在研究GLP1RA药物如何帮助治疗与一种称为遗传性血色病的遗传病相关的2型糖尿病,该病导致铁水平升高。 伴随遗传性血色病的过量铁可能增加肝病和2型糖尿病的风险。不幸的是,目前对此类患者可用的有效治疗选择很少。…

解锁思维:理解我们的大脑如何感知零

尽管在数学中具有重要意义,但人脑处理数字零的方式之前并不明确。波恩大学医院(UKB)、波恩大学和图宾根大学的研究人员最近发现,内侧颞叶中的某些神经细胞将零视为一个数值,而不仅仅是“无”。这些发现已发表在期刊Current Biology上。 数字零在数字系统和数学的发展中起着至关重要的作用,但它通常被视为人类最大的文化里程碑之一。“与表示可数数量的其他数字如一、二或三不同,零表示的是缺乏任何可数的东西,同时仍然是一个数值,”波恩大学的癫痫学系成员、跨学科研究领域(TRA)“生命与健康”成员、共同通信作者弗洛里安·莫尔曼教授解释道。与正整数不同,零的概念在历史上相对较晚出现,过去两千年才逐渐形成。这一发展在儿童理解中也有所体现——儿童通常在六岁左右能够理解零的概念和相关的数学概念。 神经细胞指示数字零 人脑细胞中零概念的表征直到现在尚未被深入探讨。波恩的研究人员与图宾根大学的神经生物学家合作,调查了这一问题。他们向在UKB进行手术准备的神经外科患者展示了从零到九的数字,这些患者的颞叶中植入了细微电极。数字以阿拉伯数字和点集的形式呈现,包括一个空集。“我们能够观察到单个神经元的活动,实际上发现了对零有反应的细胞,”该研究的主要作者埃斯特·库特说。“这些神经元对阿拉伯数字零或空集的反应,但对两者并无反应。”…

胆固醇在细胞膜结构中的作用的革命性发现

一项新的研究可能为理解胆固醇对细胞膜及其受体的影响开辟新途径,为未来与膜结构相关的疾病研究奠定基础。 在杰森·哈夫纳(Jason Hafner)的指导下,莱斯大学的研究人员进行了一项研究,可能会显著提高我们对胆固醇如何影响细胞膜及其受体的理解,为未来关于与膜结构相关疾病的研究铺平道路。这项研究发表在《物理化学杂志》(Journal of Physical…

一小组医生将为您提供服务

根据乔治华盛顿大学研究人员进行的一项最新研究,拉丁裔和黑人家庭医学医生在参与医保项目和治疗更多医保患者方面,明显比他们的白人和亚裔同行更倾向。 这些发现与之前的研究一致,后者指出少数族裔医生更有可能回到有色人种社区并在此建立他们的诊所。生活在这些地区的个体往往面临高于平均水平的慢性健康问题,并且历史上遇到过医疗服务获取的障碍。 “我们的研究表明,黑人和拉丁裔家庭医学医生在为边缘化社区提供医疗服务方面至关重要,”主要作者、GW米尔肯公共卫生学院的Fitzhugh Mullan健康劳动力公平研究所研究员Anushree Vichare表示。“我们必须加强努力,以增加黑色和拉丁裔学生在医学院的入学率,并制定支持其他少数族群进入和成功进入医学职业的策略。”…

抛弃椅子:减少坐姿如何缓解背痛

一项最近的研究表明,每天减少坐着的时间可以有效防止在六个月内背痛加重。这一发现增强了关于身体活动与背痛之间关系的现有知识,以及与之相关的潜在机制。 芬兰图尔库大学的一项最新研究表明,限制日常坐着的时间有助于防止背痛在六个月内的进展。这一发现增强了活动水平与背痛之间联系的现有知识,以及涉及该问题的系统。 直观来看,减少坐着的时间可以缓解背痛,但对此主题的研究却意外得很少。芬兰图尔库PET中心和UKK研究所进行的这项研究调查了减少日常坐着时间是否能帮助防止或减轻保持久坐生活方式的超重或肥胖成人的背痛。参与者在六个月的研究期间,平均每天减少了40分钟的坐着时间。 “我们的参与者是典型的中年成年人,他们坐得很多,锻炼极少,并且体重有所增加。这些情况不仅增加了心血管疾病的风险,还增加了经历背痛的可能性,”芬兰图尔库大学的博士研究员及物理治疗师Jooa Norha解释道。…

突破性发现揭示了驱动多种癌症的关键突变

在每个细胞及其细胞核内,维持你生命的复杂过程依赖于高度复杂的相互作用序列。蛋白质不断调整DNA的包装,甚至微小的错误都可能导致癌症。 来自芝加哥大学的一项最新研究揭示了这些过程中的一个之前未被发现的方面,这可能对人类健康产生重大影响。 在10月2日发表在《自然》杂志上的一篇论文中,由芝加哥大学的常和教授领导的研究团队,以及来自德克萨斯大学圣安东尼奥健康科学中心的徐明江教授共同发现RNA在细胞内DNA的包装和存储中扮演着关键角色,特别是通过一个名为

一天中时间对痴呆症诊断标记的影响

来自萨里大学的新研究显示,血样采集的时间会影响用于诊断痴呆症的测试结果。 来自萨里大学的新研究显示,血样采集的时间会影响用于诊断痴呆症的测试结果。 研究人员发现,对于诊断阿尔茨海默病至关重要的生物标志物,特别是一个有希望的早期诊断指标,依据一天中的时间出现显著波动。这些生物标志物的水平在参与者早上醒来时最低,而在晚上达到峰值。 p-tau217生物标志物可能有助于早期识别痴呆症,在早晚读数之间表现出显著差异。研究人员指出,早晚之间的变化与那些轻度记忆问题在一年内恶化的个体观察到的变化非常相似。 萨里睡眠研究中心的研究员、该研究的首席作者Ciro…

纳米柱:开创无细胞损伤的细胞核访问方法

研究人员开发了一系列纳米柱,可以在不损害细胞外膜的情况下访问细胞核——包含我们DNA的部分。这种创新的“通往细胞核的入口”可能会为基因治疗带来新进展,因为它允许将遗传物质直接送入细胞核,同时也为药物传递和其他靶向医学治疗带来好处。 想象一下,在不打破蛋白的情况下在生鸡蛋的蛋黄上打一个孔的挑战。虽然这似乎不可行,来自加州大学圣迭戈分校的科学家创造了一种可以在活细胞中实现相对脆弱过程的技术。他们构建了一系列纳米柱,这些柱子可以穿透细胞的核,同时保持外膜完整。 根据他们在先进功能材料杂志上发表的研究,这一突破可能为基因治疗的发展铺平道路,该疗法涉及将遗传物质直接送入细胞核,同时改善药物传递和其他精准医疗应用。 “我们创造了一种可以轻松形成进入细胞核的入口的设备,”UC圣迭戈分校化学与纳米工程系阿伊索·余风·李家庭教授及该研究的主要作者Zeinab Jahed表示。…

突破性研究揭示了多发性硬化症的希望联合治疗方案

来自德国 Trias i Pujol 医院和巴塞罗那的约瑟夫·卡雷拉斯白血病研究所的研究人员发现了一种有希望的新方法,通过创新的联合疗法增强多发性硬化症(MS)的治疗。研究结果发表在《临床研究杂志》上,基于受到欧盟支持的两个对齐的…

革命性注射治疗低血糖:糖尿病管理的重大变革

患有糖尿病的人使用胰岛素来管理高血糖水平。然而,如果他们的葡萄糖水平下降太多——由于过量的胰岛素摄入或糖分摄入不足——他们可能会面临低血糖。此病症的症状可能包括头晕、困惑、抽搐,甚至失去意识。为了解决和管理这个问题,研究人员在《ACS Central Science》中开发了一种封装激素胰高血糖素的方法。在小鼠实验中,当血糖水平降到临界低点时,这些纳米胶囊被激活并迅速提高葡萄糖水平。 患有糖尿病的人使用胰岛素来管理高血糖水平。然而,如果他们的葡萄糖水平下降太多——由于过量的胰岛素摄入或糖分摄入不足——他们可能会面临低血糖。此病症的症状可能包括头晕、困惑、抽搐,甚至失去意识。为了解决和管理这个问题,研究人员在ACS Central…