《科学》

“墨子号”量子卫星实现“一步千里”的跨越

▲ 2016年8月升空的“墨子号”卫星证实了曾令爱因斯坦难以接受的“幽灵般的超距作用”，实现的跨度超过1200千米。一对“纠缠”的光子被分别发射向两个地面基站，对其中一个光子的量子态进行的测量，可决定另一个光子的量子态——无论光子间的距离远近。

量子纠缠——物理学中最奇特的现象之一，已经走出地球、冲向了太空。我国于2016年8月发射升空的“墨子号”量子卫星成功实现了1203千米距离的量子纠缠分发，突破了世界纪录的“百公里大关”。研究者希望，将这次跨越作为通往全球量子通信网络的敲门砖。

量子纠缠属于量子力学范畴。两个处于纠缠状态的量子，无论它们距离多远，彼此间不稳定的量子态都会保持关联。一旦对其中一个量子进行测量或干扰、使其量子态发生改变，另一个量子的状态也会立即发生改变。这个理论非常有悖常理，甚至被爱因斯坦称为“幽灵般的超距作用”。

如今，爱因斯坦的戏谑却已成真。运行在500千米高空轨道中的“墨子号”首次实现了星地之间的双向量子纠缠分发(将一对纠缠态的量子分置两地)。此技术尤其适用于保密通信。由于经量子加密后的信号理论上不可破解，因此量子通信技术也被誉为信息安全的“终极武器”。

要让量子通信实用化，就需要实现量子纠缠的远距离分发。但是，无论通过光纤还是大气进行传输，地面上的量子通信都面临较大的信号损耗，始终只能止步于“百千米”级别。因此，利用卫星向地面分发不失为解决损耗问题的有效办法。

“墨子号”卫星在绕地球运行时，星载纠缠源设备每秒可产生800万个纠缠光子对。在卫星经过中国上空的275秒钟内，它同时与位于青海德令哈和云南丽江的两个地面基站(地面距离1203千米)建立光链路，并以每秒1对的速度在两站之间建立两个光子的量子纠缠，传输衰减仅仅是相同距离下地面光纤衰减的一万亿分之一。但这种方式对精度的要求也非常高，卫星要在约8千米/秒的太空运行速度下保持光束对准地面基站——就如同从万米高空的飞机上扔下一连串硬币，在地面用存钱罐接住。目前光子的发射/接收比仅为八百万比一，虽然相较地面实验已经前进了一大步，但距离量子通信实现应用，还有很长的路要走。

美国麻省理工学院量子技术专家塞思·劳埃德认为：“墨子号”是纠缠分发技术的一个真正突破。这项实验表明远距离量子通信确实在技术上可行，让人们看到了在不久的未来构建远程量子通信的希望。中国科学技术大学教授、量子卫星项目首席科学家潘建伟表示，“墨子号”的工作为未来开展大尺度量子网络和量子通信实验研究，以及外太空广义相对论、量子引力等物理学基本原理的实验检验奠定了可靠的技术基础。团队的下一步目标主要包括：在白天进行实验，以应对阳光对卫星光路的污染和量子纠缠的影响等问题，从而实现全天候通信;发射轨道更高的卫星，以实现更远距离城市之间的量子纠缠分发;与奥地利地面基站交换量子密钥，实现洲际量子密钥分发;到2030年，初步形成覆盖全球的量子通信网络。

《自然·生态与进化》

喵星人9000年前开始征服世界

一项关于家猫迁移路径的综合研究表明，当代家猫的祖先主要来自两条谱系。研究人员对过去9000年间200多只猫的DNA进行了采样分析(其中包括古罗马尼亚的猫类遗骸、埃及的猫木乃伊和现代非洲的野猫标本)。本研究显示，家猫的始祖早在公元前4400年就已从西南亚迁移到欧洲。在西亚的新月地带，啮齿动物被人类的农副产品所吸引，而当地野猫很可能因捕捉鼠类而靠近人类居住区，从而逐渐被驯化。而主要由非洲野猫组成的另一个驯化分支则在公元前1500年左右开始进入地中海地区。第二波驯化主要由古埃及人完成，他们保留下来的品种更温和，与人类更亲近。

《科学·转化医学》

西兰花提取物可降血糖

糖尿病已成为困扰全球的慢性顽疾，而传统药物也并非对所有患者都有效。瑞典隆德大学的一项最新研究发现：西兰花等蔬菜中含有一种名为萝卜硫素的化学物质可降低血糖。此前的研究已经显示出该药物降低糖尿病大鼠血糖的效果。此次，研究人员选取了97名II型糖尿病患者进行临床试验：部分患者连续3个月每天服用高浓度萝卜硫素，另一部分患者服用安慰剂。结果显示，服用高浓度萝卜硫素的患者血糖水平控制得较好，血糖降低了约10%，眼睛、肾脏和血液的并发症也有所减少。不过，服用萝卜硫素是否安全目前还有待进一步研究。

《自然·气候变化》

本世纪末3/4世界人口将遇致命高温

由于大气中温室气体的不断积累，全球已有近1/3的人口生活在产生致命热浪的气候条件下。美国夏威夷大学的一项研究指出，气候变化将使全球发生热浪的风险显著升高。即使人类彻底实施减排措施，到本世纪末仍将有近一半的世界人口面临致命热浪的威胁。研究分析了过去40年间36个国家的1900个热浪死亡案例——自1980年以来，与高温相关的疾病或死亡风险稳步攀升，而全球变暖是产生致命热浪的重要因素。目前，全球约有30%的人口每年面对至少20天的热浪。如果碳排放得不到有效遏制，到本世纪末受致命高温影响的人口将达到全球的3/4。研究人员表示，虽然高温预警和使用空调可以减少死亡人数，但治标不治本。我们还需要找到更可行的长期解决办法。

《柳叶刀》

阿司匹林或增加老年人出血风险

牛津大学的研究人员发现，75岁以上的老年中风或心脏病患者若每天服用阿司匹林，发生严重或致命胃部出血的风险会更高。研究人员认为，尽管在中风或心脏病发作后短期服用阿司匹林具有明显的益处，但每天服用阿司匹林的75岁以上老年人群体应同时服用“质子泵抑制剂(PPI)”，以降低出血风险。

在美国或欧洲75岁以上的老年患者群体中，有高达60%的人每日服用阿司匹林或其他抗凝结药物。研究综合了3166名患者的数据，在因胃部出血而需要住院治疗的病例中，65岁以下患者的发生率为1.5%，75~84岁患者的发生率为3.5%，而85岁或以上群体的发生率高达5%。研究者建议“高风险”人群在服用阿司匹林的同时，使用PPI来保护胃部。