Nadav Ahituv, PhD., Professor in the Department of Bioengineering and Therapeutic Sciences and Director of the Institute for Human Genetics at UCSF, whose work focuses on “finding switches to regulate, or turn on and off genes,” is receiving a grant from the National Cancer Institute (NIH) to further develop this fat cell therapy for cancer. […]
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Scientists at UC San Francisco have developed a groundbreaking cancer treatment that transforms ordinary fat cells into cancer-fighting agents. This innovative approach could one day provide patients with a less toxic alternative to conventional therapies…
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Self portrait, Image credit: Fortunato Gatto 当凝视化为共鸣：Fortunato Gatto的镜头，通向荒野与自我发现之间 当薄雾弥漫苏格兰的原始森林，光线穿透繁茂枝叶洒落林间，意大利摄影师福图纳托·加托（Fortunato Gatto）用镜头捕捉的不只是风景，更是一场与自然深层次的灵魂对话。他的作品《幽谷老人》（Old Man of the Glen）——那棵披着轻薄地衣的古桦树肖像——为他摘得了2024年野生动植物摄影师大奖（2024 Wildlife Photographer of the Year）植物与真菌类别的桂冠。 然而，加托的摄影从不止步于技术的娴熟。他将自然视为”至高无上的艺术”，以镜头解读其深藏的律动与诗意。在他的作品中，传统意大利美学与中国”外师造化，中得心源”的哲思交汇，呈现出一种”物我两忘”的境界，唤起观者对生命与自然的共鸣。 Flames, Image credit: Fortunato Gatto 乡野启蒙：普利亚的童年记忆加托出生于意大利南部普利亚（Puglia），在那里度过了与土地相伴的童年时光。他的祖父母虽不识字，却能凭本能读懂风的走向、雨的节奏和土壤的呼吸。 “他们与土地的联系，是血脉相连的本能，一种无法割舍的羁绊，”加托回忆道。干旱主宰的漫长季节里，大地沉睡；直到雨水唤醒万物生机。儿时的他总爱蹲在雨后的水洼边，目不转睛地观察着蝌蚪的蜕变，那是他与自然的初次对话。”大自然用最朴素的方式告诉我，观察，是通往宇宙奥秘的钥匙，而那宇宙，就藏在一洼小小的水洼里。” 这份对自然的感悟，与他日后在《小王子》中读到的”本质和看不见的东西构成一个基本真理”不谋而合。自然的教诲，潜移默化地塑造了加托对世界的认知，也为他日后的摄影创作埋下了伏笔——他将用镜头，去探寻那些肉眼无法企及的自然之美，去捕捉那些深藏于表象之下的生命真谛。 TUNDRACOLOURS, Image Credit: Fortunato Gatto 心象之境：通往自然的艺术朝圣对加托而言，摄影不仅是捕捉光影的技艺，更是一种哲学的载体，一种将大自然无声的低语，转化为视觉叙事的艺术修行。他并非是简单的记录者，而是自然的知己，用镜头去探寻那隐藏在表象之下的深邃意义。 “我如同一位求道的行者，在自然的怀抱中，寻求感官与心灵的安宁，”加托如是说。”相机，只是我手中的禅杖，助我将那份对自然之美的感悟，以及对生命的反思，分享给世人。这是一种回归初心，重拾与自然连接的渴望。” 这份连接，远非浮于表面的艺术偏好，而是根植于他对生命本源的深刻理解。”探索自然，对我而言，既是回到生命之初，如同回归母体般的安宁，也是一场寻找自我，发现生命真谛的旅程。” 加托的眼中，人与自然，本是一体，”我们并非自然之外的旁观者，而是自然本身。” Old Man of the Glen, Winner of 2024 Wildlife Photographer of the Year in the Plants and Fungi
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Self portrait, Image credit: Fortunato Gatto Where observation becomes communion: Fortunato Gatto’s lens as portal between wilderness and self-discovery In the gossamer light of Scotland’s primeval forests, where tendrils of mist embrace the verdant understory, Italian-born photographer Fortunato Gatto has discovered not merely subject matter, but communion. His transcendent image, Old Man of the Glen—a
Dr. Anahita Khodadad Kashi and Prof. Dr. Michael Kues demonstrated for the first time entanglement-based quantum key distribution using the frequency degree of freedom to enable scalable quantum networks., Image credit: Dr. Anahita Khodadad Kashi 在量子计算时代，量子光子学如何重塑通信安全之锁 我们正站在一场数字范式转变的临界点。科技进步的滚滚洪流正将我们带入量子时代，一个充满无限希望与严峻挑战的新纪元。量子计算，这个曾经只存在于抽象理论推演中的概念，正迅速演变为触手可及的现实，它有可能彻底颠覆材料科学、人工智能、医学等诸多领域。然而，在这巨大潜能的背后，隐藏着对网络安全的深远威胁——它可能从根本上瓦解我们赖以保护金融系统、个人数据和机密通信的加密方法。 当今的密码安全体系，建立在经典计算机在合理时间内无法破解的数学难题之上。这些精密的算法，保护着从银行交易到国家机密的一切。然而，利用量子力学那看似怪异却威力无穷的定律，量子计算机有潜力轻而易举地瓦解这些防御。曾经作为我们数字盾牌的计算复杂度，如今面临崩塌的风险，敏感数据正暴露在量子解密技术的威胁之下。 为了应对这场迫在眉睫的危机，全球的研究人员正竞相开发量子安全网络——一种利用量子力学基本属性构建的通信系统，其加密方式不仅强大，而且从根本上是不可破解。其中，汉诺威莱布尼茨大学的科学家们走在前列，他们在量子密钥分发（QKD）领域取得了突破性的创新。他们于2025年1月16日在《光：科学与应用》杂志上发表的最新研究，引入了一种先进的频率箱编码技术。这种新颖的方法，用不同光频率编码信息，取代了传统基于偏振的量子加密——类似于利用光的“颜色”来保护数据。 这种看似细微的转变，却释放出巨大的优势。频率箱编码不仅增强了安全性，还简化了硬件要求、降低了成本并提高了可扩展性——这些都是未来部署实际量子网络的关键因素。该方法无需多个光子探测器和复杂的偏振系统，就能实现更高效、更经济的安全通信。这项工作由米歇尔·库斯（Michael Kues）教授指导，是阿娜希塔·霍达达德·卡什（Anahita Khodadad Kashi）博士的研究一部分。 Image source: https://www.nature.com/articles/s41377-024-01696-8 与阿娜希塔·霍达达德·卡什（Anahita Khodadad Kashi）博士的对话 问：您能否介绍一下您的学术旅程以及是什么吸引您投身量子光子学领域？ “Kashi博士回忆道，’量子科学最初吸引我是它提供的反直觉洞见，改变了我们对现实常规认知的能力。作为量子光子学领域的博士研究员，我一直被量子力学在保障日常通信安全方面的变革潜力所吸引。我的研究集中在光子量子信息处理和量子增强安全系统上，专注于利用纠缠——光子之间的非经典、非局域相关性——来实现量子密钥分发协议的可扩展实施。我还研究光子统计学，将理论模型与实验实施相结合，探索如何将研究转化为有意义的应用。我的研究成果已发表在顶级期刊上，并在国际认可的会议上进行过展示。’” 问：量子计算机对传统加密构成了什么样的严重威胁，数据完整性面临哪些危险？“Kashi博士的语气变得坚定：’当今的通信安全依赖于计算上难以处理的数学问题，由于其指数级复杂性和巨大能源需求，经典计算机无法在可行的时间范围内解决这些问题。然而，量子计算机和先进的量子协议大大降低了这种复杂性，对现有的密码防护构成了深刻威胁。危险在哪里？金融系统的数据、医疗记录和敏感的政府机密将在量子解密的力量下暴露无遗。’” 问：是什么启发了您和Michael Kues教授博士探索基于频率箱编码的纠缠量子密钥分发技术？“基于纠缠的量子密钥建立技术有望彻底改变安全通信领域，”Kashi博士深思熟虑地说道，她的言辞中闪烁着无限可能。”然而，这项技术的实际应用仍面临挑战，因为纠缠质量会随距离增加而下降，阻碍了大规模部署。更为棘手的是，随着量子网络规模扩大，硬件成本上升、系统复杂性增加以及安全风险提高等问题都对可扩展性构成了挑战。尽管该领域已取得显著成就，但全球性基于纠缠的量子密钥分发网络仍缺乏可扩展解决方案，这促使我们充分利用频率编码方面的专业知识，展示这一技术在解决可扩展性问题上的潜力。” 问：您能详述频率箱编码及其在增强量子密钥分发安全性方面的作用吗？“Kashi博士解释道，’在光子量子网络中，光子是我们的信息载体。频率——光子的色调——成为编码和处理量子信息的自由度。通过利用频率的多模式特性，我们可以在光子光谱中定义任意（但有限）数量的’频率箱’，利用频率箱之间的纠缠建立量子通道，实现安全密钥交换。关键是，这与尖端电信基础设施相吻合，建立在最先进的技术发展之上。我们的频率箱方法为用户分配多个通道，在不降低安全性的前提下提高密钥交换速率——这与增加激发功率不同，后者必然伴随着更高的错误率。我们开发了一个动态、资源高效的量子密钥分发网络，减少了对多个探测器和基底分析器的需求，通过最小化由暗计数和探测概率不匹配引起的探测侧攻击漏洞，增强了安全性。’”
量子密码：当光成为明日数字堡垒牢不可破之锁 Read More »
Dr. Anahita Khodadad Kashi and Prof. Dr. Michael Kues demonstrated for the first time entanglement-based quantum key distribution using the frequency degree of freedom to enable scalable quantum networks., Image credit: Dr. Anahita Khodadad Kashi How quantum photonics is redefining secure communication in the age of quantum computing We are standing at the brink of
Self portrait, Image credit: F. Zwicky 玛雅水库系统如何为当今水危机提供蓝图 在全球暖化加剧、水资源危机迫在眉睫的世代，我们总是期待最前沿的科技能为我们带来解决方案。但或许，最睿智的答案并非在未来，而是蕴藏在历史的长河之中。 让我们将目光投向玛雅文明。这个在中美洲热带雨林中创造了令人惊叹的城邦、发展出精准天文历法的古老文明，在极其严酷的热带环境中延续了近两千年之久。他们是如何在这样的环境下维系庞大的人口，又是如何在旱季保障稳定的供水？ 最新的考古发现为我们揭开了这个谜题的面纱。玛雅人设计了一套令现代工程师都赞叹不已的水利系统。这些精心打造的水库不仅仅是简单的蓄水池，更是一个活生生的生态净化系统。通过巧妙的设计，水库能够自然过滤和净化雨水，为城市居民持续供应清洁的饮用水，即便在漫长的干旱季节也能维持稳定运作。 此古老水利系统的独特之处，在于完全利用自然力量运作，不借助任何现代动力设备。当代社会追求可持续发展，而玛雅文明留给我们一个深刻启示：最环保的解决方案，往往来自最古老的智慧。 Maya Wisdom and the Survival of Our Planet by Lisa J. Lucero (Oxford University Press, 2024). Cover image provided by author. 这一系统的深入研究被记录在《玛雅智慧与地球的生存》（Maya Wisdom and the Survival of Our Planet）一书中。该书由牛津大学出版社出版，作者丽莎·J·卢塞罗（Lisa J. Lucero）教授是伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的著名玛雅文明研究专家。 在过去三十五年间，卢塞罗教授通过实地考古发掘、文献分析，并与伯利兹的现代玛雅社区保持密切合作，揭示了这套水利系统的精妙之处。她的研究显示，这些水库实际上是经过精心设计的人工湿地，巧妙运用水生植物以及石英、沸石砂等天然材料进行水质净化。这种将自然与工程技术完美结合的系统，不仅满足了玛雅人的用水需求，更成为了其社会权力结构的重要支柱。 在最近的一次专访中，卢塞罗教授分享了她的研究历程。作为在科罗拉多州长大的人类学者，她对自然环境有着与生俱来的敏感。在加州大学洛杉矶分校接受专业训练后，她的研究重心从玛雅政治制度逐渐转向了普通民众的生活方式，特别关注这个构成玛雅社会主体的”99%群体”是如何维系其日常生活。 通过深入研究，她发现水资源管理是理解玛雅文明的一把钥匙。尤其在干旱季节，玛雅人如何调配有限的水资源，体现了他们超凡的智慧。然而，这种高度依赖自然降雨的系统也暴露出了玛雅文明面对气候变化时的脆弱性。 The 2016 excavation team at the archaeological site, featuring Maya
古老智慧，现代解方：玛雅水库如何启发可持续水资源管理 Read More »
In an era defined by escalating environmental anxieties, particularly the looming specter of water scarcity, we often look to cutting-edge technologies for salvation. Yet, sometimes, the most profound solutions lie not in the future, but buried deep within our past. Consider the ancestral Maya,…
One DU, equipped with 18 DOMs, is rolled up around a spherical structure called the LOM in preparation for installation in the sea. This picture is taken from inside the LOM, capturing the inserted DOMs., Image credit: Patrick Dumas, CNRS 一颗中微子开启理解宇宙极端现象的新窗口 在地中海广阔而深邃的海底，一个静默的观测者正耐心地凝视着宇宙。2023年2月13日，这个观测者——立方千米中微子望远镜（KM3NeT）——捕捉到了一次非凡的宇宙事件：一颗能量惊人的“幽灵粒子”，其能量之高，足以挑战人类对宇宙最剧烈现象的理解。这一事件被命名为KM3-230213A，它所携带的能量高达 220 拍电子伏特（PeV），即220万亿亿电子伏特。经过两年精细的实验数据分析，KM3NeT国际合作团队今日正式宣布了这一划时代的突破，详情刊登于2025年2月12日的《自然》杂志。 这不仅是一项科学成就，更是一场范式转变。科学家们首次获得了如此高能的中微子确实存在于宇宙中的确凿证据。这颗粒子经历了漫长的宇宙旅程，未受干扰，如今抵达地球，为人类提供了难得的机会去窥探宇宙中最剧烈的高能天体物理现象。 Image credit: KM3NeT 来自深渊的宇宙信使中微子，被称为“幽灵粒子”，是宇宙中最神秘的基本粒子之一。它们没有电荷，与物质的相互作用极其微弱，可以毫无阻碍地穿越整个星系，甚至不被浩瀚宇宙的磁场所偏转。正是这种“隐形”的特性，使它们成为宇宙中最纯粹的信使，直接携带着有关它们诞生地的关键信息。 KM3-230213A的故事是关于极限的：极端的距离、极端的能量，以及极端的重要性。它的能量远远超越了人类任何加速器的能力，甚至超过了欧洲大型强子对撞机（LHC）所能产生的最高能量。它的源头或许是超大质量黑洞、伽马射线暴，甚至可能是宇宙早期的遗迹——宇宙起源产生的“宇生中微子”（cosmogenic neutrino）。如果这一猜测得到证实，这将是一场真正的科学革命，提供宇宙中最极端高能物理过程的直接证据。 “KM3NeT已经进入了一个全新的观测范围，在这个能量区间内，中微子可能来自最极端的天体现象。”KM3NeT发言人、法国国家科学研究中心（CNRS）粒子物理研究中心研究员Paschal Coyle解释道。“这是人类首次探测到数百PeV级别的中微子，标志着中微子天文学的新时代。” Image credit:
深海揭秘：KM3NeT探测到史上最高能量的中微子 Read More »
One DU, equipped with 18 DOMs, is rolled up around a spherical structure called the LOM in preparation for installation in the sea. This picture is taken from inside the LOM, capturing the inserted DOMs., Image credit: Patrick Dumas, CNRS The Deep-Sea Revelation: KM3NeT Detects the Most Energetic Neutrino Ever Observed Beneath the vast, undulating
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