《物理评论A》

科学家利用相干产生实现精确单和双比特量子测温

摩洛哥阿卜杜-马立克-阿萨德大学的研究团队利用相干产生实现精确单和双比特量子测温。9月5日，相关研究成果发表于《物理评论A》。

研究人员利用量子费舍尔信息及其相应的量子信噪比，评估了温度估计的精确度。通过在探针与浴之间引入一个辅助系统作为媒介，可以将温度信息传递到探针量子比特的相干性中，从而提高测温灵敏度。

此外，研究人员分析了在不同环境配置下，作为量子探针的初始处于纠缠态或分离态的两个相互作用量子比特。研究结果表明，当探针接近由两个量子比特间耦合决定的稳态时，测量精度会提高。进一步通过改变两个量子比特间的相互作用，研究人员可以在任何低温下实现高效率的温度估计。

据悉，单量子比特和双量子比特等量子探针能够精确测量玻色子浴的温度。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1103/PhysRevA.110.032605

《自然-光子学》

纳米多孔无机闪烁体可实时检测和鉴别放射性气体混合物

法国里昂第一大学的Christophe Dujardin研究小组与巴黎萨克雷大学的Benoit Sabot等人，利用纳米多孔无机闪烁体实时检测和鉴别了放射性气体混合物。相关研究成果近日发表于《自然-光子学》。

研究团队展示了一种使用气固混合物来打破限制的方法。他们合成了一种透明且闪烁的纳米多孔材料，即Y3Al5O12:Ce4+气凝胶，并实现了对85Kr的实时检测，效率高达96%，对3H的检测效率为18%。该方法在100秒的测量时间内，灵敏度低于每立方厘米100毫贝克勒尔。

研究人员能够同时测量含有3H和85Kr的混合物，这是之前无法实现的。这项研究结果表明，这是一种紧凑且可靠的检测系统，可用于战略放射性气体的在线测量。这一概念与方法的结合提升了核电站的管理水平，并有助于环境保护。除了检测问题，这一概念还为放射性核素计量学带来了一系列新方法。

据悉，核工业的扩张涵盖了利用小型模块化反应堆进行无碳发电和核燃料再处理，这需要加强对纯β辐射放射性元素，如3H和85Kr的检测和监测。对于负责环境监测的核安全机构而言，这一努力至关重要。然而，这些气体释放的电子射程较短，使得检测工作面临挑战。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41566-024-01507-x

《自然》

绘制糖蛋白结构揭示黄病毒科演化历史

英国格拉斯哥大学Joe Grove研究小组通过绘制糖蛋白结构，揭示了黄病毒科的演化历史。相关研究成果近日在线发表于《自然》。

研究人员结合系统发育分析和蛋白质结构预测，揭示了整个黄病毒科的糖蛋白。他们发现大多数物种，包括高度分化的荆门病毒和大基因组黄病毒，具有与正黄病毒E糖蛋白同源的II类融合系统。然而，丙型肝炎病毒、匹基病毒和瘟病毒的E1E2糖蛋白结构独特，可能代表一种新型的融合机制，并与脊椎动物宿主感染相关。

通过将糖蛋白分布映射到系统发育树上，研究人员揭示了其复杂的演化历史，标志着细菌基因的捕获和潜在的属间重组。这些通过蛋白质结构预测获得的见解，细化了人们对病毒融合机制的了解，并揭示了塑造黄病毒科多样性及其生态的关键事件。

据悉，包膜病毒中的糖蛋白驱动膜融合，并决定宿主范围、组织嗜性和致病性。尽管糖蛋白在病毒中具有重要作用，但人们对黄病毒科内的糖蛋白仍缺乏全面认识。黄病毒科是一个庞大的病毒家族，包括丙型肝炎、登革热和寨卡病毒等病原体，以及其他人类和动物新兴病毒。许多黄病毒科的糖蛋白尚未被鉴定，对于其他病毒，如丙型肝炎病毒，其膜融合的分子机制仍不明确。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-024-07899-8

《美国化学会志》

DNA基序组装成三角形的AlphaFold 3辅助设计

美国普渡大学团队报告了用DNA基序组装成三角形的AlphaFold 3 辅助设计。相关研究成果近日发表于《美国化学会志》。

生物分子的自组装为纳米医学、生物传感和成像、疫苗、计算、纳米光子学等领域的广泛应用提供了强大工具，其关键是合理设计构建块和分子间相互作用。

沿着这条路线，结构DNA纳米技术通过将DNA二级结构限制在主要成熟的B型DNA双链体上而迅速发展，这可以很容易和可靠地预测。

随着该领域的发展，必须引入更复杂的结构元素。在增加结构复杂性的同时，它们也给预测DNA纳米结构带来挑战。之前，经常使用低效的试错方法来解决这个问题。

新研究中，研究人员报告了一个应用AlphaFold 3对结构元素进行建模以促进DNA纳米结构设计的案例研究。该方法有望普遍适用，并极大促进结构DNA纳米技术的进一步发展。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1021/jacs.4c08387