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冬奥比赛正在如火如荼地进行中，在这段特殊的日子里，除了实在太火根本抢不到的冰墩墩，有一句话也正在火起来。从开幕式的“你可以永远相信张艺谋”，到中国首金的“你可以永远相信中国短道速滑”，再到赛前就炙手可热，最终斩获金牌的“你可以永远相信谷爱凌”。。。而在2月10日，Nature同时刊发了三篇来自中国科学技术大学的研究成果。这是目前在国内高校中不多见的。我们先来看看发布的研究成果。（内容均来自中科大官网报道）成果梳理

1.笼目结构超导体

合肥微尺度物质科学国家研究中心、物理学院、中科院强耦合量子材料物理重点实验室陈仙辉、吴涛和王震宇等组成的研究团队，近日在笼目结构（kagome）超导体的研究中取得重要进展。研究团队在笼目超导体CsV3Sb5中观测到电荷密度波序在低温下演化为由three state Potts模型所描述的电子向列相，该向列相的发现不仅为理解笼目结构超导体中电荷密度波与超导电性之间的反常竞争提供了重要实验证据，也为进一步研究关联电子体系中与非常规超导电性密切相关的交织序（intertwined orders）提供了新的研究方向。相关研究成果以?“Charge-density-wave-driven electronic nematicity in a kagome superconductor”为题在Nature杂志上以“Accelerated Article Preview”的方式在线发表?。

图：笼目结构超导体中三重调制电荷密度波导致的电子向列序与超导电性的物理示意图

2.蛋白质从头设计方法

中国科学技术大学刘海燕教授、陈泉副教授团队采用数据驱动策略，开辟出一条全新的蛋白质头设计路线。蛋白质是生命的基础，是生命功能的主要执行者，其结构与功能由氨基酸序列所决定。目前，能够形成稳定三维结构的蛋白质，几乎全部是天然蛋白质，其氨基酸序列是长期自然进化形成。在天然蛋白结构功能不能满足工业或医疗应用需求时，想要得到特定的功能蛋白，就需要对其结构和序列进行设计。目前，国际上报道的蛋白质从头设计工作主要使用天然结构片段作为构建模块来拼接产生人工结构。然而，这种方法存在设计结果单一、对主链结构细节过于敏感等不足，限制了设计主链结构的多样性和可变性。蛋白质从头设计中最困难的问题，是如何充分地探索蛋白质主链结构空间，发现新颖的、“高可设计性”主链结构，对这一问题目前还缺乏系统性的解决方法。中国科学技术大学相关团队长期深耕计算结构生物学方向的基础研究和应用基础研究；施蕴渝院士是国内这一领域的开拓者；刘海燕教授、陈泉副教授团队十余年来致力于发展数据驱动的蛋白质设计方法，经过长期不懈努力，建立并实验验证了给定主链结构设计氨基酸序列的ABACUS模型，进而发展了能在氨基酸序列待定时从头设计全新主链结构的SCUBA模型（图1）。SCUBA采用了一种新的统计学习策略，基于核密度估计（或近邻计数，NC）和神经网络拟合（NN）方法，从原始结构数据中得到神经网络形式的解析能量函数，能够高保真地反应实际蛋白质结构中不同结构变量间的高维相关关系，在不确定序列的前提下，连续、广泛地搜索主链结构空间，自动产生“高可设计性”主链。相关成果以“用于蛋白质设计的以主链为中心的神经网络能量函数”为题发表于Nature。

图.用SCUBA模型进行蛋白质设计的原理。(a) SCUBA主链能量面上的极小对应了蛋白质的可设计主链结构，即特定氨基酸序列下的最低自由能结构；(b) SCUBA中用神经网络表示的统计能量项；(c)和（d） 用近邻计数（NC）-神经网络（NN）方法从蛋白质结构原始数据中学习解析能量函数的方法框架。

3.三原子分子的量子相干合成

中国科学技术大学潘建伟、赵博等与中国科学院化学所白春礼小组合作，在超冷原子双原子分子混合气中首次实现三原子分子的相干合成。在该项研究中，中国科学技术大学的研究小组和中科院化学所的研究小组合作，首次成功实现了利用射频场相干合成三原子分子。在实验中，他们从接近绝对零度的超冷原子混合气出发，制备了处于单一超精细态的钠钾基态分子。在钾原子和钠钾分子的Feshbach共振附近，通过射频场将原子分子的散射态和三原子分子的束缚态耦合在一起。他们成功地在钠钾分子的射频损失谱上观测到了射频合成三原子分子的信号，并测量了Feshbach共振附近三原子分子的束缚能。这一工作为量子模拟和超冷化学的研究开辟了一条新的道路。超冷三原子分子是模拟量子力学下三体问题的理想研究平台。三体问题极其复杂，即使经典的三体问题由于存在混沌效应也无法精确求解。在量子力学的约束下，三体问题变得更加难以捉摸。如何理解和描述量子力学下的三体问题一直都是少体物理中的一个重要难题。此外，超冷三原子分子可以用来实现超高精度的光谱测量，这为刻画复杂的三体相互作用势能面提供了重要的基准。由于计算势能面需要高精度地求解多电子薛定谔方程，超冷三原子分子的势能面也为量子化学中的电子结构问题提供了重要的信息。研究成果以Evidence for the association of triatomic molecules in ultracold 23Na40K+40K mixtures为题发表于Nature。

图：从超冷原子和双原子分子混合气中利用射频场合成三原子分子的示意图

据据软科统计，2021年中科大在Nature、Sciecen正刊上发表11篇文章，位列全国高校中第五位。而在由中国科学院、中国工程院主办，中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的2021年中国、世界十大科技进展新闻评选中，中科大郭光灿团队的“稀土离子实现多模式量子中继及1小时光存储”入选2021年度“中国十大科技进展新闻”。杨睿智教授作为共同通讯作者参与的研究成果“1400万亿电子伏特 我国科学家观测到迄今最高能量光子”与地球和空间科学学院空间有效载荷研制团队参与的“我国首次火星探测任务取得圆满成功”同时入选。

或许，我们真的可以说“你可以永远相信中科大”。