侯建国院士领衔探索单分子尺度的量子调控
目前，全球信息技术正跨入以量子效应为特征的“后摩尔”时代。单分子尺度体系具有丰富的功能结构和独特的量子性质，将成为量子计算和信息技术物质载体的最佳选择之一。 十余年来，中科院院士、中国科学技术大学教授侯建国领衔的“单分子尺度的量子调控研究集体”对单分子尺度体系进行不断的探索，取得了一批重要创新成果，并由此获得2014年度中科院杰出科技成就奖。 领先国际水平 单分子尺度量子调控研究是国家量子调控科学领域的重大科学问题和需求。近年来，该研究集体进一步发展和提升了单分子尺度量子态的探测、操纵及调控技术，率先实现了国际上最高水平的亚纳米分辨的单分子拉曼成像。 “2013年，我们在单分子化学识别方面取得重大突破，实现了亚纳米分辨的单分子拉曼成像。该工作在《自然》杂志上发表后，立即引起国际科技界的广泛关注。”中国科学技术大学教授杨金龙在接受《中国科学报》记者采访时表示。 “我们通过技术上的创新和概念上的突破，将非线......阅读全文
侯建国院士领衔探索单分子尺度的量子调控
目前，全球信息技术正跨入以量子效应为特征的“后摩尔”时代。单分子尺度体系具有丰富的功能结构和独特的量子性质，将成为量子计算和信息技术物质载体的最佳选择之一。 十余年来，中科院院士、中国科学技术大学教授侯建国领衔的“单分子尺度的量子调控研究集体”对单分子尺度体系进行不断的探索，取得了
单分子尺度研究领域取得重要突破
近日，松山湖材料实验室生物界面团队与纳米生物材料团队合作，在单分子尺度研究领域取得重要突破，首次揭示了质子化调控的pHLIP（pH低插入肽）构象转变及跨膜动力学过程。相关成果已发表于《美国化学学会纳米杂志》（ACS Nano）。 质子化驱动pHLIP构象变化及插膜动力学过程示意图。研究团队供图
研究实现纠缠增强纳米尺度单自旋量子传感
微观世界中，电子具有“自旋”的基本属性，这些“自旋”如同一个个微小磁针。材料的较多宏观特性，如磁铁的磁性或超导体的零电阻，皆源于这些微观磁针的排列方式与相互作用。 日前，中国科学技术大学与浙江大学合作，在纳米尺度量子精密测量领域取得进展，首次实现了噪声环境下纠缠增强的纳米尺度单自旋探测。 探
单分子量子纠缠首次实现
美国两个科研团队在7日出版的《科学》杂志上分别刊文称，他们首次让单个的分子处于量子纠缠状态。在这种奇怪的状态下，分子之间即使相距遥远也能同时相互关联、相互作用。研究团队指出，这项研究为很多应用奠定了基础，包括构建更好的量子计算机、量子模拟器和传感器等。 实现可控的量子纠缠面临诸多挑战，此前科学
我国学者实现纠缠增强纳米尺度单自旋量子传感
在国家自然科学基金项目（批准号：T2325023等）等资助下，中国科学技术大学自旋磁共振实验室教授王亚等人与浙江大学海洋精准感知技术全国重点实验室研究人员合作，首次实现了噪声环境下纠缠增强的纳米尺度单自旋探测。相关成果以“纠缠增强的纳米级单自旋探测（Entanglement-enhanced n
量子点单分子成像助力CRISPR机制研究
量子点（Quantum dots）做为无机合成的纳米材料，具有超越传统荧光染料的独特光学性质，比如荧光亮度高、无需避光、不会淬灭，是新一代的优质荧光探针。单分子成像（single-molecule imaging）技术中，将荧光探针用于单分子标记，要求荧光亮度高以满足灵敏度和分辨率的需求，同时要求观
基于量子干涉的单分子晶体管面世
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/3/519862.shtm
基于量子干涉的单分子晶体管面世
英国和加拿大科学家组成的一个国际研究团队开发出一种新型单分子晶体管，利用量子干涉来控制电子流。这一成果为在电子设备中使用量子效应带来了新的可能性，有望催生比现有设备更小、更快、更节能的新型晶体管，以制造新一代电子设备。相关论文发表于25日出版的《自然·纳米技术》杂志。研究示意图 晶体管是现代电子技
基于量子点的单分子荧光示踪技术揭示分子马达的行走...
基于量子点的单分子荧光示踪技术揭示分子马达的行走机制在生物体内，分子马达参与肌肉收缩、胞质运输、DNA转录以及有丝分裂等一系列重要的生命活动。在执行上述功能过程中，分子马达需要借助ATP水解释放的能量，完成在细胞骨架上的特定运行轨迹。因此，关于分子马达沿着细胞骨架的行走机制的研究，对于深刻认识分子马
武汉物数所“单原子分子量子计算”项目通过验收
“单原子分子量子计算”结题验收会 12月19日，由武汉物理与数学研究所承担的中科院知识创新工程重要方向项目“单原子分子量子计算”结题验收会在武汉召开。来自中国科学院、高等院校以及国家自然科学基金委的专家和领导参加会议。与会专家在认真听取了项目主题报告及四个子课题报告后，对取得的
量子尺度守恒定律获验证
来自芬兰坦佩雷大学及德国、印度的科学家通过实验证实：当单个光子“分裂”为一对光子时，其轨道角动量保持守恒。这项突破性研究首次在量子尺度验证了物理学核心要义之一——守恒定律，为开发应用于计算、通信和传感领域的复杂量子态提供了全新思路。相关成果发表于新一期《物理评论快报》杂志。守恒定律是自然科学的基石，
中国科大等实现天文尺度的量子干涉
中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等和浙江大学王大伟、美国普林斯顿大学Marlan Scully、德国维尔兹堡大学Sven Hofling、美国路易斯安那州立大学Jonathan Dowling、上海纽约大学Tim Byrnes合作，在国际上首次实验观察到量子点单光子和太阳光之间的双光子干涉、量子纠
单分子阀门－实现纳米通道中的单分子流动
科学界设想利用微小的分子作为构建物体的基础元素，类似于我们用机械部件组装东西的方式。然而，挑战在于分子非常小，大约是一个垒球大小的一亿分之一，而且它们在液体中会随机移动，使得控制和操纵它们成为一种单一的形式很困难。为了克服这一障碍，能够通过非常狭窄的通道（尺寸类似于百万分之一根吸管）输送分子的"纳米
量子态叠加效应尺度刷新纪录
美国斯坦福大学的研究团队成功地让原子云处在相距半米的两个状态进行了叠加，这将量子态叠加效应的最大尺度纪录从1厘米扩展到了54厘米。相关研究论文发表在最新一期的《自然》杂志上。 研究团队认为，新研究成果可能意味着找到了量子世界与经典世界之间的分界点，因为相对那些量子水平的物体，新研究成果更适用于
单分子荧光检测
单分子检测被称为分析化学的极限，近年来取得了重要进展。其中，单分子荧光分析是实现单分子检测最灵敏的光分析技术。单分子荧光检测的关键在于确保被照射的体积中只有一个分子与激光发生作用以及消除杂质荧光的背景干扰。通常采用高效滤光片，利用共焦、近场合消失波激发，可以达到此目的。单分子荧光检测可提供单分子水平
石墨烯将光“压缩”在单原子尺度内
据最近发表在《科学》杂志上的一篇研究报告称，西班牙巴塞罗那光子科学研究所（ICFO）研究人员创造了利用石墨烯限制光的最新纪录。他们将光“压缩”在单个原子大小的空间内，这一成果有助于研发超小型光开关、探测器和传感器。 光可以作为计算机芯片不同部分之间超快速通信的通道，也可以用于超灵敏传感器或片上
PRL－高鸿钧谢心澄等－单分子自旋态量子调控研究
量子调控研究是国家中长期科技发展战略规划的重要内容。近日，中科院物理所纳米物理与器件实验室高鸿钧研究组与谢心澄研究员及英国利物浦大学Werner A. Hofer教授合作在单分子自旋态的量子调控研究中取得新进展。他们发现在酞菁铁分子Kondo效应中由于分子中心铁原子在金属表面的吸附位置不同对Kond
我国首次在原子尺度揭示水的核量子效应
《科学》杂志在创刊125周年之际，公布了本世纪125个最具挑战性的科学问题，其中包括：水的结构如何？理解水的结构和物性对于人类的社会和生命活动具有非常直接和深远的意义。研究发现，核量子效应研究对于理解水的微观结构和动力学非常关键。北京大学量子材料科学中心江颖、王恩哥课题组围绕“原子尺度上水的核
物理所等单分子尺度上基本物理化学过程研究获新成果
作为物质的基本构成单元，分子一直以来都是科学研究的重要对象。对于分子的基本物理化学性质的研究，更是人们认识分子、利用分子的基本前提。传统的分子性质研究手段，往往得到的是大量分子的平均效应，例如用光谱的方法研究分子振动。更加深入、全面地认识分子，要求能够在充分了解分子所处局域环境的
基于量子点的单分子荧光示踪技术揭示肌球蛋白马达的...
基于量子点的单分子荧光示踪技术揭示肌球蛋白马达的步进模式一个真核细胞中有近百个不同的分子马达，各自有不同的作用机制，分别与其承担的独特生理功能相适应。其中肌球蛋白是一个广泛存在的马达蛋白，在细胞内吞、蛋白分泌、囊泡运输、维持高尔基体形态等方面具有重要作用。日本大阪大学的Toshio Yanagi
单原子分子包括哪些
单原子分子通常情况下只有稀有气体单质（目前只有氦（He）、氖（Ne）、氩（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）、氡（Rn），不考虑没有得到聚集形态的118号元素（Uuo），固态非金属及一般金属都不属于单原子分子，但一些金属蒸汽由于原子基本独立存在，可认为是单原子分子，金属是直接由原子构成的，由原子键相
亚纳米尺度单自旋信息点读写实现
日前，北京大学信息科学技术学院特聘研究员王永锋与国内外学者合作，在单分子结构双稳态的原位可逆调控研究方面取得进展，成功实现1平方纳米尺度的单自旋信息点读写，相关成果发表于《物理评论快报》。 据悉，双稳态分子通常具有不同的结构形态，可用作信息存储的基元。然而，实现这种信息存储功能的前提是须将单分
量子图像扫描显微镜－实现超小尺度显微显示
远场光学显微镜的分辨率受阿贝衍射极限的制约，其极限分辨率约为可见波长的一半，阻碍了远场光学显微镜在超小尺度的生命科学研究中的应用。随着探测技术的持续快速发展，利用量子超分辨率显微镜和图像扫描显微镜（ISM）来克服衍射极限，从而实现超小尺度显微，逐渐成为研究热点。量子光学原理超越了光学显微镜中灵敏
原子间单量子能量交换首次实现
据美国物理学家组织网2月23日报道，美国国家标准研究院物理学家首次在两个分隔的带电原子（离子）之间建立了直接运动耦合，实现了原子之间的单量子能量交换。这一技术简化了信息处理过程，可用于未来的量子计算机、模拟技术和量子网络中。相关研究发表在2月23日的《自然》杂志上。 研究人
单原子量子信息存储首次实现
据美国物理学家组织网5月3日（北京时间）报道，德国马克斯普朗克量子光学研究所的科学家格哈德·瑞普领导的科研小组，首次成功地实现了用单原子存储量子信息——将单个光子的量子状态写入一个铷原子中，经过180微秒后将其读出。最新突破有望助力科学家设计出功能强大的量子计算机，并让其远距离联网
完美单光子源“助力”量子精密测量
中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等与美国普林斯顿大学、德国维尔兹堡大学等科学家合作，在同时具备高纯度、高不可分辨、高效率的单光子源器件上观察到强度压缩，为基于单光子源的量子精密测量奠定了基础。论文以“编辑推荐”形式近日发表于《物理评论快报》。美国物理学会Physics网站以“面向完美的单光子源”为
量子点标记技术与原子力显微镜相结合的单分子相互作...
量子点标记技术与原子力显微镜相结合的单分子相互作用研究原子力显微镜（Atomic Force Microscopy, AFM）作为单分子研究工具，可用于生物分子相互作用研究。但是对于多蛋白复合体，AFM成像不能区分不同的蛋白质分子，需要在特定蛋白上引入特异性标记。而量子点作为纳米材料构成的硬
本源量子开启国内首个量子分子对接应用探索
近期，蚌埠医科大学与本源量子计算科技（合肥）股份有限公司达成战略合作，双方将联合研发国内首个量子分子对接应用，依托我国第三代自主超导量子计算机，以量子算力加速小分子药物研发流程并提高药物设计效率。小分子药物可以轻易穿透细胞膜到达任意位置，并与靶点蛋白产生相互作用从而发挥对应的治疗效果。蚌埠医科大学药
本源量子开启国内首个量子分子对接应用探索
近期，蚌埠医科大学与本源量子计算科技（合肥）股份有限公司达成战略合作，双方将联合研发国内首个量子分子对接应用，依托我国第三代自主超导量子计算机，以量子算力加速小分子药物研发流程并提高药物设计效率。小分子药物可以轻易穿透细胞膜到达任意位置，并与靶点蛋白产生相互作用从而发挥对应的治疗效果。蚌埠医科大学药
水分子通过量子通道打破分子链
水是地球上最普通的一种物质，这种物质又一次让科学家震惊。处于液态时，水分子会通过一种叫作分子链的方式连接在一起，这些分子链经常被连接或打破。 最小的3D水滴由6个水分子组成，这些分子每次不仅可以组成一个水滴，也可以组成两个水滴。两个水分子可以同时打破与其邻居的氢键，像齿轮一样相互旋转偏离。