该项工作提供了具有生理相关性和功能完整性的PIC-Mediator复合物结构,揭示了完整PIC-Mediator复合物的动态组装过程,提出了Mediator调控Pol II CTD磷酸化可能的分子机制。结构及其所提示的功能关联性对后续转录机制研究具有重要的指导意义,将分子生物学领域相关研究推到了一个新的高度。

构建量子网络

中国科学家2天内接连登上国际顶刊《自然》、《科学》封面

《自然》的封面则报道了中国科学家郭光灿院士团队首次实现多模式复用的量子中继基本链路,展现了多模式复用的量子通信加速效果,并实现了两个固态存储器的量子纠缠。该工作为高速率、大尺度量子网络的建设提供了全新的实现方案。

远程量子纠缠传输是构建大尺度量子通信网络的一项基本任务。而光子作为量子通信信道中的最佳载体,容易被光纤吸收或散射而呈指数衰减。比如,通过光纤向距离1000公里外的地方每秒发射100亿个光子,300年才能接收到1个光子。就是说,光子通过光纤的直接传输距离被限制在数百公里。

为此,科学家提出量子中继以实现远程量子纠缠传输。这是指,将远距离传输划分为若干短距离基本链路,先在基本链路的两个临近节点间建立可预报的量子纠缠,然后通过纠缠交换技术进行级联,从而逐步扩大量子纠缠的距离。

量子中继的核心在于量子储存器,即将光子储存起来而不改变其量子态。等到相邻存储器纠缠成功后,再执行下一步纠缠交换。

实际上,由于量子态的脆弱性,量子的存储和读取过程中不改变量子态十分困难。

到目前为止,已经在冷原子气体和单量子系统中实现量子中继的基本链路,但均采用发射型量子存储器。发射型存储器的纠缠光子是由存储器直接发射出来的,其结构简洁,但兼容性较差,难以同时满足确定性量子光源及多模式复用这两个量子中继中关键的通信加速技术。确定性量子光源不存在多光子噪声,其发射效率可以逼近100%。多模式复用与经典光通信中的复用技术原理类似,即并行使用不同的时间或频率模式的光子来加快通信的速率。

使用吸收性量子存储器可以克服这些问题。在基于吸收型量子存储器的量子中继架构中,量子光源与量子存储器相独立,所以这种架构可以同时兼容确定性量子光源以及多模式复用,是目前理论上传输速率最快的量子中继方案。

一个基本链路由两个分离的量子节点,以及中间站点贝尔态测量装置组成。每个量子节点中除了“牛郎”、“织女”、量子存储器之外,还各有一个纠缠光子对。