《研究人员找到了控制光与电场的新方法》

  • 来源专题:集成电路
  • 编译者: Lightfeng
  • 发布时间:2017-06-04
  • NC State的材料科学和工程助理教授Linyou Cao以及相关作者说:“我们的方法与用于提供计算机计算能力的技术相似。在计算机中,使用电场来打开或关闭电流,这对应于逻辑1和逻辑0,这是二进制码的基础。通过这个新的发现,光可以被控制为强或弱,扩散或集中精力,以电场指向一个方向,我们认为,正如电脑改变了思维方式一样,这种新技术可能会改变我们的观看方式,例如,它可能会形成一个光成任意图案,它可应用于虚拟现实护目镜免费镜头和投影仪、动画电影产业或伪装。”

    “这只是第一步,”cao说。“我们认为我们还可以优化技术,以实现更大的折射率变化,并且我们还计划探讨这是否可以在视觉光谱的其他波长下工作。”

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  • 《研究人员开发了一种可靠的控制单个量子位的新方法》

    • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
    • 编译者:husisi
    • 发布时间:2023-09-13
    • 加拿大滑铁卢大学量子计算研究所 (IQC)的研究人员利用激光开发出了目前已知的最强大的新方法,该方法可以控制由化学元素钡制成的单个量子位,可靠地控制单个量子位对于实现未来的功能性量子计算机是一项重要的成就,这项研究成果已经发表在《Quantum Science and Technology》期刊上。该方法利用小型玻璃波导来分离激光束,并将它们聚焦在四微米的距离上,大约是单根人类头发宽度的百分之四。每个聚焦激光束在其目标量子位上的并行控制精度和程度是以前的研究无法比拟的。 绿色激光满足操纵钡离子能态所需要的能量 滑铁卢大学IQC 和物理与天文学系的教授K. Rajibul Islam 博士说:“我们的设计将串扰量(落在相邻离子上的光量)限制在非常小的相对强度 0.01%,这是量子学界中最好的之一,与以前对单个离子进行灵活控制的方法不同,基于光纤的调制器不会相互影响。这意味着我们可以在不影响其邻居的情况下与任何离子通信,同时还保留在最大可能范围内控制每个离子的能力。这是我们所知道的在学术界和工业界中拥有如此高精度的最灵活的离子量子位控制系统。” 研究人员选择以钡离子作为目标,这种离子在俘获离子量子计算领域越来越受欢迎。钡离子具有方便的能态,可以用作量子位的零能级和一能级,并可以使用可见得绿光进行操纵,这与其他原子类型进行相同操纵所需的更高能量的紫外线不同。这使得研究人员能够使用不适用于紫外线波长的商用光学技术。研究人员创建了一种波导芯片,可将单个激光束分成 16 个不同的光通道。然后,每个通道被引导到单独的基于光纤的调制器中,这些调制器可以独立地对每个激光束的强度、频率和相位提供灵活的控制。然后使用一系列类似于望远镜的光学透镜将激光束聚焦到较小的间距。研究人员通过使用精密的相机传感器测量每束激光束的焦点并确认其控制效果。 Islam 的联合首席研究员、滑铁卢大学IQC 和物理与天文学系的教员 Crystal Senko 博士说:“这项工作是我们滑铁卢大学利用原子系统构建钡离子量子处理器的工作的一部分,我们选择使用离子是因为它们是相同的、自然产生的量子位,所以我们不需要制造它们。我们的任务是找到控制它们的方法。”这种新的波导方法展示了一种简单而精确的控制方法,显示出操纵离子编码和处理量子数据以及在量子模拟和计算中实现的前景。
  • 《研究人员确定了控制CRISPR系统的分子》

    • 来源专题:人类遗传资源和特殊生物资源流失
    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间:2019-05-05
    • 科学家已经确定了第一种能够抑制和调节CRISPR系统的化合物,这些化合物最终可以使CRISPR基因编辑技术更加精确,高效和安全。为了鉴定这些化合物,研究人员开发了一个新平台,用于快速发现抑制CRISPR酶的小分子。 有时被称为“抗CRISPR”,这样的分子允许研究人员微调CRISPR基因编辑。这些化合物可以防止CRISPR酶无意中影响其他基因 - 具有所谓的“脱靶效应” - 并使实验室和诊所的精确度更高。 由Broad研究所和布莱根妇女医院的研究人员领导的这项工作出现在Cell。 “精确控制和对策是任何强大技术的核心,”资深作者Amit Choudhary说。 “考虑一下我们能够利用诱导手术麻醉的药物,以及适当的控制如何将它们变成非常有用的工具。新兴的CRISPR技术已经开发用于基因治疗和生物技术,同样需要跨多个维度进行控制。“ Choudhary是Broad研究所的副会员,Brigham和妇女医院的副生物学家,以及哈佛医学院的医学助理教授。 FINE-TUNING CRISPR 随着CRISPR技术被开发用于治疗人类疾病,微调CRISPR作用的能力将有助于确保酶在体内其他地方不会产生负面影响。这些抑制剂还可以加速基础生物学研究,为科学家提供一种新的精确工具,可以快速,大规模地回答实验问题。 据研究人员称,CRISPR抑制剂还有助于在实验室环境中控制基因驱动。基于CRISPR的基因驱动是一种分子技术,可以保证生物体将工程基因传递给其所有后代。这个过程导致改变的基因在群体中传播得比自然可能的快得多。可以应用抑制CRISPR酶的分子来抑制这种结果,从而进一步研究基因驱动技术。 与病毒中发现的CRISPR系统的基于蛋白质的抑制剂相比,新鉴定的分子很小且易于逆转,并且更有效地进入细胞。 Choudhary说:“我们正在为化学领域的一小块区域打包。” 抑制CAS酶 为了帮助控制CRISPR的活性,Choudhary及其同事专注于这些酶如何最初识别其基因组靶标。研究人员开发了一系列新的生物化学和细胞测试来测量CRISPR酶与其靶标之间的相互作用,寻找可能干扰这一重要第一步的分子。 为了证明筛选平台的有效性,该团队定制了该技术,以寻找化脓性链球菌(Streptococcus pyogenes)细菌中Cas9酶的抑制剂,这是在CRISPR编辑中最常用的Cas9酶。他们筛选了大约15,000种化合物,以确定Cas9的一系列潜在抑制剂;最佳候选人名为BRD0539。这些分子成功地抑制了人类细胞中天然和工程形式的Cas9。此外,研究人员可以改变其水平以微调抑制程度,或者简单地去除它们,从而重新启用CRISPR活性。 使用相同的实验装置,研究人员已经在识别和开发下一代这些分子。该团队的目标是创建一个可以抑制任何CRISPR系统的化合物工具箱。 Choudhary说:“我们拥有这个平台,我们已经证明了它在概念验证方面的有效性。” “现在我们正在使用它来寻找CRISPR系统的下一个抑制剂。基于化学的方法在基于CRISPR的基因组编辑中的应用才刚刚开始。“ 这项工作部分得到了Burroughs Wellcome Fund,DARPA(Brdi N66001-17-2-4055,HR0011-17-2-0049),NIH(R21AI126239,RM1HG009490,R35 GM118062)和陆军研究办公室(W911NF1610586)的支持。 。 Broad Institute已提交专利申请,包括此处所述的工作。