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内容提要
量子模拟新纪录|包含1.5万个量子比特的量子模拟器已经诞生，科学家在这个平台上规模化操控分析材料量子特性成为可能。开发团队来自澳大利亚硅量子计算公司。
一眼确定谁是“好爸爸” |以非洲条纹鼠为对象，研究人员发现，在“好爸爸”类鼠的脑内一种名为
Agouti
的基因表达水平显著更低，而这种差异奇异地表征在小鼠毛色上。相关研究刊载在《自然》杂志上。皮层类器官，长血管了 |类器官通常生存几个月后就开始死亡，因为输送氧气和营养物质的血管网络，限制了类器官的应用。近期有研究人员在这个方面取得突破。
Nature：1.5万个量子比特的量子模拟器将颠覆材料研究？
这是一款名为“量子孪生”(Quantum Twins)的量子模拟器，由磷和硅组成，通过原子级精密制造技术打造而来，包含1.5万个量子比特。
艺术家绘制的量子孪生模拟器示意图
这块超大规模的量子比特“阵列”，或者说量子模拟“芯片”，为量子材料领域提供了一个前所未有的超大模拟平台，有望揭示量子材料神奇的工作原理，并帮助科学家改变材料特性。
所谓量子材料是指表现出宏观量子现象的奇特材料。例如，超导体能以近乎完美的效率导电；此种超导现象无法通过经典物理学解释，而源于量子效应。
量子模拟器则可直接模拟这样的量子效应；若借助传统设备，需执行更多数学转换步骤。如果说量子计算机利用量子现象解决经典计算机力所不及的计算问题，那么量子模拟器就负责描绘材料与分子的量子图景。
量子孪生的开发团队来自澳大利亚硅量子计算公司（SQC）。2026年2月4日，他们于《自然》（
Nature） 杂志撰文报道了相关工作。
研究人员将磷原子嵌入硅芯片，构建出多个模拟器。芯片内的每个磷原子都作为一个量子比特，即模拟器的基本构建单元。这些量子比特被精确排列成不同的网格，用以模拟真实材料中原子的排列方式。
此前有科学家构建类似的量子比特阵列，但它们的规模(比如数千个极冷原子)都远不及量子孪生模拟器的1.5万个量子比特(构成方形网格)。
通过图案化工艺，以及为每个芯片添加电子元件的方式，研究团队还控制了芯片中电子的特性——这是对“对模拟材料中电子的控制”的模拟，其重大意义在于助我们理解材料内部的电流流动等现象。举例来说，科学家有能力调节“向方形网格里任意一点添加电子”的难易程度，或是“电子在两点之间跳跃”的难易程度。
团队负责人米歇尔·西蒙斯(Michelle Simmons)表示，传统计算机难以模拟大型二维系统以及某些电子特性组合，而量子孪生在这些方面充满潜力。
西蒙斯与同事模拟了一个著名数学模型中的金属-绝缘行为转变；该模型旨在研究材料中“杂质”如何影响其承载电流的能力。他们还测量了系统霍尔系数随温度的变化，这反映模拟材料在受到磁场作用时的行为表现。
西蒙斯指出，实验中使用的设备规模以及团队对变量的控制能力，意味着量子孪生模拟器接下来可着手研究非常规的超导体。
传统超导体在电子层面的工作原理相对易于理解，但它们必须被冷却至极低温度或置于巨大压力下方可实现超导——这并不实用。有些超导体能在较温和条件下工作，但前提是将它们设计得“身处室温常压即可正常工作”，达成此类前提要求研究者从更微观层面理解材料特性，而未来的量子模拟器有望提供这种层面的理解。
西蒙斯还认为，量子孪生可用于研究不同金属之间的界面以及与聚乙炔(导电塑料)相似的分子。此类研究有望助力药物开发和人工光合作用装置的相关工作。
资料来源：
Nature：从小鼠皮毛的颜色，就能看出它是否父爱深沉？
大多数哺乳动物都会拥有一个极少或完全不负担养育任务的父亲。某些父亲甚至无法容忍幼崽。
在如此大环境下，非洲条纹鼠(
Rhabdomys pumilio) 显得奇特而诡异：一部分雄性是“超级奶爸”，会为幼崽舔舐梳毛，并与它们紧紧依偎从而为其保暖；另一些雄性则充满“父恨”，将自己骨肉视作累赘、麻烦，在某些情况下甚至是自助餐？！
在《自然》（
Nature） 杂志2026年2月18日刊载的研究中，普林斯顿大学团队揭示了雄性非洲条纹鼠呈现父爱父恨两极分化现象的原因。答案出人意料：爱恨取决于一个负责决定皮毛颜色的基因的活性
研究人员聚焦大脑深处一块微小区域，即内侧视前区(MPOA)。论文主要作者之一、行为神经科学家福雷斯特·罗杰斯(Forrest Rogers)表示：科学界多年前就已知晓，MPOA区域驱动雌性个体的母性本能，如今事实证明，它也是雄性的“育儿中心”。令人惊讶的是，雄性非洲条纹鼠甚至无需成为父亲就会产生育儿冲动。“单身汉能展现不逊资深奶爸的照顾能力。”
罗杰斯与同事发现，在“好爸爸”们的内侧视前区内，一种名为
Agouti的基因表达水平显著更低。这令人惊讶，根据既有知识，
Agouti基因的作用是决定小鼠毛色；但在非洲条纹鼠身上，它却好似父爱行为的情感调节开关。 ( 当然，同一基因承担多种不同功能的情况并非罕事。 )
当研究团队人为提高
Agouti基因的表达水平后，那些原本最有爱最悉心照料幼崽的父亲也变得冷漠而富有攻击性。
除了DNA，生活环境也影响父爱行为。
罗杰斯等人发现，在拥挤、高压力条件下长大的小鼠，其
Agouti水平更高，更有可能伤害幼崽；独居环境里的单身小鼠呈现更低水平的
Agouti表达，成为了温柔的照顾者。
另一方面，研究团队还排除了饥饿因素的干扰。他们认为左右
Agouti表达的真正驱动力是社交经历而非饥饿。
上述种种发现改变了科学界对雄性育儿的认知。或许，雄性非洲条纹鼠并不存在某种雄性育儿模式的开关，而是天生就具备带崽能力，只不过该能力会受某些环境因素抑制？
资料来源：
大脑皮层类器官里长出了均匀分布的血管，甚至还有血脑屏障……
大脑类器官是怎么得来的？一般情况下，科学家会在培养皿里用化学信号混合物浸泡干细胞，诱导它们形成细胞球。自2013年首次被创造以来，这类电活动近似胎儿/新生儿大脑的神经结构，为研究自闭症、精神分裂症和痴呆等疾病提供了新手段。
不过类器官有一重大缺陷：它们通常生存几个月后就开始死亡。原因是真正的大脑配有输送氧气和营养物质的血管网络，而“迷你大脑”只能从培养皿中吸收养分，其最内层的细胞因缺乏营养而亡。这限制了类器官的尺寸、复杂度以及与发育中大脑的相似度。
为突破上述局限，加州大学旧金山分校的神经外科医生伊森·温克勒(Ethan Winkler)等人在实验室培养皿内培育人类干细胞长达两个月，制备得到他们所谓的“皮层类器官”(cortical organoids)；之所以如此称呼，是因为这种类器官模仿了发育中的大脑皮层。
此外，他们还培养了由血管细胞组成的类器官，并选择在每个皮层类器官的两端各放置一个血管类器官。几周后，血管均匀分布整个微型大脑。
温克勒团队对类器官进行成像后发现，这些血管为中空结构，内有管腔，与真实大脑血管高度相似。这一关键细节在过往的血管引入尝试中从未出现；而常见情况则是类器官的血管分布不均匀。
另一方面，引入皮层类器官的血管在物理特性和基因活性方面更接近真实发育中的大脑，形成了更完善的“血脑屏障”。我们知道，血脑屏障能保护大脑免受病原体入侵，同时允许营养物质和废物通过。
首位开发出大脑类器官的学者玛德琳·兰卡斯特(Madeline Lancaster)盛赞新发现的重大意义，认为这种血管更有可能输送营养液以维持类器官存活。（详见）
但她也指出：“要实现真正功能性的血管，需有‘心脏’进行持续且定向的血液泵送，让新鲜的含氧血液或类似血液的替代物流入类器官，同时带走脱氧血液。我们距离该目标仍非常遥远。”
资料来源：
dish
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