计算机辅助设计

上图 真菌可能与标准电子设备相连。图片来源：安德鲁阿达马茨基下图 实验室培养的脑细胞可用于计算。图片来源：托马斯哈滕/约翰斯霍普金斯大学细菌和超级计算机有什么区别？区别是细菌更“高级”，因为它有更多的回路和更强的处理能力。所有生命都在“计算”。从响应化学信号的单个细胞，到在特定环境中航行的复杂生物体，信息处理是生命系统的核心。经过数十年的尝试，科学家终于开始收集细胞、分子甚至整个生物体，来为人类自己的目的执行计算任务。从本质上讲，计算机也只是信息处理器，而且人们越来越认识到大自然拥有丰富的这种能力。最明显的例子是复杂生物体的神经系统，它能处理来自环境的大量数据并对各种复杂的行为“下指令”。但即使是最小的细胞，也充满了复杂的生物分子通路，这些通路响应输入信号，打开和关闭基因、产生化学物质或进行自我组织。最终，生命中所有令人难以置信的壮举，都依赖于DNA存储、复制和传递遗传指令的能力。如何构建一台生物计算机？生物系统有自身的独特优势：更紧凑、能源效率更高、可自我维持和自我修复，而且特别擅长处理来自自然界的信号。在过去的20年里，强大的细胞和分子工程工具让人们终于能在构建生物计算机领域迈出一步。美国麻省理工学院生物合成学家克里斯托弗沃伊特说，该方法的核心是“生物电路”，类似于计算机中的电子电路。这些电路涉及各种生物分子相互作用以获取输入，并对其进行处理以产生不同的输出，就像它们的硅对应物一样。通过编辑支撑这些过程的遗传指令，人们现在可以重新连接这些电路以执行自然界从未计划的功能。2019年，瑞士联邦理工学院利用CRISPR技术，构建了相当于计算机中央处理器（CPU）的生物等效物。这个CPU被插入一个细胞，在那里它调节不同基因的活动以响应专门设计的RNA序列，使细胞实现了类似于硅计算机中的逻辑门。印度萨哈核物理研究所在2021年更进一步，诱使一群大肠杆菌计算简单迷宫的解决方案。该电路分布在几个大肠杆菌菌株之间，每个菌株都被设计用来解决部分问题。通过共享信息，该电路成功地实现了如何在多个迷宫中导航。大多数生物系统并不同于经典计算机的二进制逻辑，它们也不会像计算机芯片那样一步步解决问题。它们充满了重复、奇怪的反馈循环和以不同速度并排运行的截然不同的过程。更怪异的是，生物的计算能力还能完全脱离其自然环境。瑞典隆德大学科学家正在试验一种完全不同的生物计算方法，使用由分子马达驱动的微小蛋白质丝围绕迷宫推进。迷宫的结构经过精心设计，而细丝能同时探索所有路线。这意味着解决更大的问题不需要更多的时间，只需要更多的细丝。重新设计生物系统会带来什么？但美国马萨诸塞州塔夫茨大学的迈克尔莱文认为，生命系统已经在生物学的各个层面展示了令人惊叹的计算壮举，人们应该将重点从尝试重新设计生物系统，转移到寻找与现有系统交互的方法。莱文实验室已经证明，他们可以操纵细胞之间的电通信，帮助它们决定如何以及在哪里生长。举个恐怖的例子，这可能让蝌蚪的内脏上长出眼睛，或让青蛙长出额外的腿。它并不等同于计算，但团队认为它代表了如何将自然界预先存在的电路折射为一个“新目标”。类似的方法可用来解决广泛的计算任务。此外，真菌计算的深奥领域也正在显示其应用潜力。英国布里斯托尔西英格兰大学研究显示，真菌在感知pH值、化学物质、光线、重力和机械应力等方面具有的能力令人印象深刻。它们似乎使用电活动的尖峰进行交流，这开辟了将它们与传统电子设备连接的前景。类器官智能有多智能？要探寻生物计算，离不开人们迄今已知的最强大计算设备：大脑。当前组织工程学的进步意味着，科学家们可从干细胞中培育出相当于微型大脑的复杂神经元簇，也就是“大脑类器官”。与此同时，能将信号传输到脑细胞并能解码它们的反应，意味着人们已经开始试验类器官的记忆和学习能力。今年早些时候，美国约翰斯霍普金斯大学团队概述了“类器官智能”这一新领域的愿景。目标与人工智能相反：他们不会让计算机更像大脑，而是试图让脑细胞更像计算机。初创公司Cortical已可训练在硅芯片上培养的人类脑细胞来玩电子乒乓游戏Pong。而在它们的新软件中，任何具有基本编码技能的人都能为“培养皿大脑”编程。不过，所有这些生物计算方法目前都远未成为主流。与设计和制造硅芯片的能力相比，人们操纵生物学的能力仍处于初级阶段。但生物计算的巨大潜力和投入生物技术的数十亿美元，将在未来几年为这个领域带来快速进步。

在最近上映的科幻电影《流浪地球2》中，有一被誉为“全场最有价值道具”的最高算力智能量子计算机MOSS贯穿全局，它可以满足数万座发动机协同运作，并支撑“数字生命”计划所需算力。事实上，量子计算机并非科幻。1月28日，记者从安徽省量子计算工程研究中心获悉，合肥本源量子已研发出多台中国量子计算机，并成功交付一台量子计算机给用户使用。该量子计算机的成功交付使我国成为世界上第三个具备量子计算机整机交付能力的国家。这是我国继实现“量子优越性”之后，又一次确立了在国际量子计算研究领域的领先地位。“全球有100多家量子计算公司投入了巨大的人力物力进行研制，加拿大的量子计算公司2011年出售了其第一个量子计算机，美国IBM公司在2019年将其商用量子计算机交付部署，中国公司本源量子的量子计算机在2021年就已交付用户。”安徽省量子计算工程研究中心主任张辉介绍，量子计算机已经成为各国竞争的焦点之一，越来越多的研究单位和大型公司企业的加入，将加速可实用化通用量子计算机研制的进程。据了解，本源量子是中国第一家量子计算公司，其在2020年已上线国内首台国产超导量子计算机本源悟源，并通过云平台面向全球用户提供量子计算服务；在2022年发布了国内首个量子计算机和超级计算机协同计算系统解决方案，该方案可以双向发挥量子计算机和超级计算机的优势。

在当前的信息技术时代，对颜色进行数字化管理已成为一种不可避免的趋势。在那些工业高度发达的国家里，涉及染色工艺的领域，如纺织品的印染、各类涂料、塑料染色处理以及油墨制造等，广泛采用了计算机辅助的配色技术。这种技术在产品的开发、生产过程、质量监控和销售环节中，已成为一个重要的辅助工具，享有极高的普及率。它极大地促进了生产过程的科学化和高效化，同时也显著提升了经济效益。一、计算机辅助配色技术原理和优点计算机辅助配色技术依赖于对材质反射率（或透射率）的精确测量来设计配色方案，能够精准复制目标颜色的反射率，实现所需色彩的完美匹配。颜色产生于材料对光线的吸收与反射，这一过程对于不同材料来说遵循特定的规律。通过计算各种材料的光学特性，可以精确地预测它们混合后的颜色表现。反射率被视为颜色的核心特性，相当于颜色的“指纹”。采用数据化和科学的方法进行配色，能够显著减少色差，确保颜色一致性。这要求配色专家深入理解各种材料的色彩特性，以选择适宜的组合进行配色。计算机辅助配色系统通过对材料色彩特性的测定，构建丰富的数据库，从而在配制目标色彩时，能够依托这些详尽的数据进行精确计算。二、计算机配色过程的计算模型解析计算机配色的基础理论依赖于颜色通过材料的吸收与反射机制产生的原理。1931年，Paul Kubelka和Franz Munk首次提出了Kubelka-Munk理论，这一理论对于理解和实现配色过程至关重要。这一理论基于颜色可通过其反射光谱进行量化的观点，旨在探究如何通过混合不同颜色来达到预期的颜色效果。Kubelka-Munk理论阐释了物体颜色的反射率是由颜料的散射系数、吸收系数、物体的厚度以及基底反射率共同决定的。此外，理论中引入了K/S概念，证明了它在配色过程中的加和性，从而为颜色混合提供了一种量化的方法。尽管Kubelka-Munk理论最初在1931年被提出，它的实际应用于纺织和印染领域始于1958年，而在印刷业的采纳则要到20世纪70年代。如今，在美国、日本等国家开发的计算机配色系统中，这一理论依然是其核心依据。为了实现计算机辅助配色技术，系统的建立需配备以下设备：计算机、专用配色软件以及分光光度仪。此外，系统的辅助设施还包括打样和称重设备。计算机的主要作用是运行配色软件，该软件负责搜集颜色信息并计算出新的配色方案。例如，爱色丽Ci7800分光光度仪专门用于精确测量样品的颜色数据。Ci7800台式色差仪通过其高度灵活的设计，支持设计灵感的实现、色彩的精确匹配、生产过程的色彩管理以及最终产品的质量控制，确保了全流程的色彩一致性。该设备的多功能孔径设计允许对各种复杂样本进行精确测量，包括反射率和透射率的测试，满足广泛的应用需求。在中国，除了少数跨国公司之外，大多数本土企业依然采用传统的人工配色方法进行塑料配色。这种方法依赖于配色专家长期积累的经验，通过目视判断和个人经验来估算颜色配方。然而，人工配色过程中，因配色人员的生理和心理状态以及其他外部条件的影响，往往导致产品颜色质量的不稳定性。此外，这种依靠个人感觉的配色方式无法做到精准定量，使得技术传承与行业内的知识共享变得更加困难。因此，塑料配色问题成为色母粒和改性塑料行业面临的一个重大挑战。优秀的配色技术人才稀缺、成本高昂且流动性大，成为行业发展的一大瓶颈。而这一挑战预计在未来几年内仍将是行业进步的重要阻碍。三、计算机辅助配色技术相较人工配色的核心优势（1）简化操作流程，显著缩减配色所需时间。通过将所有配色记录存储于数据库中，随时可快速检索再利用，实现在短时间内生成和调整配方，从而提升配色效率，减少人力和材料成本。（2）计算机辅助配色系统可与ERP管理系统（例如SAP）无缝集成，通过应用程序接口，动态链接SAP的采购、物流存储模块与配色软件的原材料价格数据库。这种集成使得从采购部门的最新原材料价格更新到重要原料供应情况的变动都能实时反映在系统中，进而通过系统生成的报告自动通知库存状态或提醒相关部门采取措施。通过这种高效的数据交换和信息管理，能够极大提升传统配色作业的效率，为配色操作者和管理层提供强大的支持工具。（3）通过简化操作流程，计算机辅助配色技术显著提高了配色效率，允许将历史配色数据存入数据库以便快速调用，并能迅速计算出修正配方，从而减少人力和材料成本。此外，该技术可以与ERP系统（例如SAP）无缝集成，通过应用程序接口实现原料价格和库存信息的实时同步，优化资源管理和自动化更新，极大提高配色作业的效率和精准性。同时，它解决了传统人工配色难以克服的同色异谱现象，特别是在不同光源下保持色彩一致性的挑战，为汽车等行业的塑料配色提供了精确的色彩匹配和高度一致性，显著减少试错过程，提升配色的准确度。（4）塑料配色是一个涉及广泛的系统工程，涵盖200多种的有机、无机颜料和溶剂染料等。为着色剂性能与各类应用之间建立联系，对配色专家来说是一项巨大挑战，这解释了为何塑料配色领域内培养一名合格的专家需要五年或更久的时间。计算机辅助配色技术通过创建着色剂性能的数据库，不仅加速了查询与比较过程，还提供了配色任务指令单的模板管理，支持各种配色任务的高效执行。因此，计算机辅助配色的最大优点在于能够经过短期培训便让配色人员投入工作，从而显著降低人力成本。计算机辅助配色技术优点很多，特别是对配色人员经短时间培训就可以工作，为解决行业痛点有帮助，将成为推动行业进步的动力。当然计算机辅助配色技术需一笔不菲投资用于硬件和软件的建立，特别是核心数据库的建立。四、关于爱色丽“爱色丽彩通 ”总部位于美国密歇根州，成立于1958年。作为全球知名的色彩趋势、科学和技术公司，爱色丽彩通提供服务和解决方案，帮助品牌、制造商和供应商管理从设计到最终产品的色彩。如果您需要更多信息，请关注官方微信公众号：爱色丽彩通

量子计算机前段时间着实在朋友圈火了一把，这主要得益于中国科学技术大学陆朝阳教授和潘建伟教授领导的科学团队研发出10个比特的超导量子计算机的重要成果。经过各大新闻的争相播报，它现在不仅是“人尽皆知”，更让我国在量子领域步入国际行列。那么，量子计算机究竟是什么样的呢？ 简单来说量子计算机是一个计算速度非常快的计算机，如果将现代的计算机比做自行车，那量子计算机就是飞机。但是对于它的长相，我们现在无法想象，就好比处在晶体管和电子管时代的人不能想象出超大规模集成电路的计算机长什么样。谁曾想过智能手机芯片已经“完爆”了占地上千平方米的初期计算机呢！ 话不多说，今天就带你看看现在的量子计算机长啥样。目前初阶段的量子计算机还真说不上高颜值，跟早期计算机一样，它的“身躯”遍布在实验室的各处。但是谈到关键部分，也就是量子计算机的“心脏”，那可就是“高大上”了。与现在计算机的cpu不同，量子计算机的核心部分是参与运算的量子比特，通常来说是相干光子或离子。产生这些相干光子或离子的方法通常有超导环和离子阱两种方法。其中超导环在多量子比特拓展方面还有一些困难，从而离子阱成为目前较为优势的手段。而无论是超导环还是离子阱，这些器件的稳定运行都需要端苛刻的外界条件，那就是超高真空和低温，也就是说他们要冻在抽真空的“冰箱”里...... advanced microfabricated ion traps. left: high-optical access (hoa) trap from sandia national laboratories (image courtesy of duke university). right: ball-grid array (bga) trap from gtri/honeywell (image courtesy of honeywell). 上图中的器件就是典型的芯片式离子阱，用于产生量子比特的原子就在该芯片的中心位置被激发并被电磁场和库伦相互作用所束缚。而下图是为芯片提供超高真空和超低温环境的montana超精细光学恒温器。该恒温器具有超低温（3k）、超高真空的特点，并且提供多路自由光学通道和光线通道以及多可达100根电学引线，是量子计算机的“心脏”所在。（做为离子阱的标准装置，图片来源于christopher monroe发表在《nature》旗下《量子信息》杂志上的综述文章）。说完“心脏”的外观，那这个心脏的能力如何呢？采用传统离子阱式的量子计算机方案能做到多少比特呢？预计是50个！不要小看这个数字哦，如果能够完全利用它们的相干性，那就是250个数据量，并且信息处理速度可以达到ghz。经过改进的新型离子阱预计可以达到1000个量子比特甚至更多，计算能力和信息量也会大大增加，这会给以后的计算机带来天翻地覆的变化。 compact cryogenic uhv enclosure for trapped ions. (a) on-package vacuum enclosure, sealed in a uhv environment, that contains the ion trap, getter pumps and the atomic source. (b) upon installation and cooling in a compact cryostat, the uhv environment is established. (c) the optical components can be arranged in a compact volume around the cryostat to support the ion trap operation. 后再次祝贺quantum design的用户陆朝阳教授和潘建伟教授在量子计算机领域取得的惊人成就，希望祖国科研再上新台阶。相关参考文献：co-designing a scalable quantum computer with trapped atomic ions. npj quantum information (2016) 2, 16034相关产品链接：美国montana无液氦超低振动低温光学恒温器 http://www.instrument.com.cn/netshow/c122418.htm无液氦低温强磁场共聚焦显微镜 http://www.instrument.com.cn/netshow/c159541.htm低温纳米位移台-attocube http://www.instrument.com.cn/netshow/c80795.htm

p　　11月14至17日，中国化学会第十五届全国计算(机)化学学术会议在复旦大学举行。此次会议由中国化学会主办，中国化学会计算机化学专业委员会、复旦大学、复旦大学附属肿瘤医院承办 复旦大学遗传工程国家重点实验室、复旦大学人类表型组研究院协办。/pp　　会议以“计算化学与精准药物设计”为主题，分化学计量学与生物信息学、化学信息学与分子设计、化学理论计算与过程模拟和精准药物设计与精准医学四个分会场，全面展示近年来我国在计算(机)化学领域取得的最新进展及成果，深入探讨所面临的机遇、挑战及未来发展方向，致力于促进学术界与产业界的沟通联系，推进我国计算机化学的健康发展。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/e836652a-0707-4e2c-8eb4-3cad83766147.jpg" title="1_副本.png" alt="1_副本.png"//pp style="text-align: center "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "图：中国化学会计算(机)化学专业委员会主任委员、中国科学院院士、中科院上海药物所教授蒋华良/span/ppspan style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "/span/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/9e016cab-5558-44f1-bd76-f42ba83009a6.jpg" title="2_副本.png" alt="2_副本.png"//pp style="text-align: center "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "图：本次大会组织委员会副主任、复旦大学生命科学学院教授石乐明博士/span/pp　　大会报告精彩纷呈，开幕式由复旦大学石乐明教授主持，中国化学会计算(机)化学专业委员会主任委员、中国科学院院士、中科院上海药物所蒋华良教授做了题为“大数据和人工智能助推药物设计”的报告，深圳微芯生物科技股份有限公司鲁先平博士做了题为“结合计算机辅助药物设计与化学基因组学的新药研发”的报告。/pp　　据了解本次大会参会代表600多名，8个大会报告，4个分会场，137个口头报告，逾150篇墙报。大会期间，颁发了2019年度(第二届)中国化学会计算机化学专业委员会“计算机化学奖”，该奖设立三类子奖：“终身成就奖”、“杰出贡献奖”和“青年计算化学家奖”。本届终身成就奖空缺。获得本届“杰出贡献奖”的是湖南大学吴海龙教授。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/c8c057af-72db-401a-bac7-5ec8c2f95bd9.jpg" title="3_副本.png" alt="3_副本.png"//pp style="text-align: center "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "图：国际著名药物化学家、美国密歇根大学终身教授王少萌为湖南大学吴海龙教授颁发杰出贡献奖证书/span/pp　strong　杰出贡献奖获奖人员介绍：/strong/pp　　吴海龙，湖南大学化学生物传感与计量学国家重点实验室教授，博士生导师。长期从事化学计量学方法和应用研究，发表研究论文逾300篇。荣获2002年湖南省科技进步奖一等奖、2003年国家自然科学奖二等奖，中国化学会分析化学基础研究“梁树权”奖等学术奖项。培养毕业博士生28名、毕业硕士生70多名。/pp　　获得本届青年计算化学家奖的分别是中山大学罗海彬教授和北京大学裴剑锋教授。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/c54f9c08-deb6-4d01-9454-7acdbb746274.jpg" title="4_副本.png" alt="4_副本.png"//pp style="text-align: center "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "图:从左到右依次是中山大学罗海彬教授、南开大学邵学广教授和北京大学裴剑锋教授/span/pp　strong　青年计算化学家奖获奖人员介绍：/strong/pp　　裴剑锋，北京大学前沿交叉学科研究院研究员，博士生导师，长期从事化学信息学、生物信息学和药物设计研究，在 JACS、PNAS、NAR、Nature 等国际重要学术刊物上发表论文 60 多篇, 申请获得专利 6 项，软件著作权 8 项。主持新药创制国家科技重大专项等多个国家项目。获得过中国药学会施维雅青年药物化学奖、药明康德生命化学研究奖等奖项。/pp　　罗海彬，中山大学药学院副院长，教授、博士生导师，国家重点研发计划首席科学家，广东省“珠江学者”特聘教授，国家自然科学基金优秀青年基金获得者，中国药学会-施维雅青年药物化学奖获得者，SCI期刊Chem Biol Drug Des、药学学报(英文版)、药学研究编委。主要从事药物化学和结构生物学等方面的研究。多年来从事抗老年性痴呆、肺动脉高压、糖尿病、哮喘等药物靶标结构生物学和发现研究，重点构建基于靶标磷酸二酯酶(PDE)的药物筛选体系，并进行相关的药物分子设计、有机合成和作用机制研究。/pp　　据悉，中国化学会计算机化学“终身成就奖”奖励多年为计算机化学的发展做出重要贡献的科学家，为本领域的最高荣誉 奖励名额根据提名情况设定。 “杰出贡献奖”奖励为计算机化学发展做出杰出贡献，在某一领域中做出了完整、系统、具有创新性研究成果的科技人员 每届奖励1名。 “青年计算化学家奖”奖励在计算机化学研究领域中取得突出成绩，有创新性研究成果的青年科技工作者(45周岁以下)，每届奖励2名。/pp style="text-align: center"img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201911/uepic/51a2959b-9554-43cd-89a8-efcdce7bfe4f.jpg" title="5_副本.jpg" alt="5_副本.jpg"//pp style="text-align: center "span style="font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai "图：2019中国化学会第十五届全国计算(机)化学学术会议参会代表合影/span/p

好消息！热烈祝贺我司再获多项计算机软件著作权证书及Zhuan Li！！2021年已过小半，智易时代已喜迎多项软件著作权证书及Zhuan Li。软件著作权分别是：智慧环保大数据分析及指挥调度平台、机动车尾气遥感监测综合管理系统、道路车流量监测系统 、污染源在线监测APP系统、污染源在线监测IOS系统。实用新型Zhuan Li分别是：一种便携式β射线原位在线监测仪及监测方法、一种高精度车载微型空气质量监测仪及控制系统、一种负压型油烟探头及其检测方法、一种静电式净化器监测模块及其监测方法、一种恶臭在线监测系统、一种车辆尾气颗粒物监测装置。《计算机软件著作权登记证》是国家版权局为保护知识产权专为原创软件著作人颁发的产权证书。此次智易时代获得的三项计算机软件著作权，不仅是自主知识产权软件产品的quan威资质，也是智易时代核心技术及企业雄厚科技实力的证明，标志着智易时代技术研发及自主知识产权建设的又一新突破，同时也是公司致力于专业化技术的重要见证。实用新型Zhuan Li是三种Zhuan Li类型（发明、实用新型和外观设计）中的一种，实用新型是指对产品的形状、构造或者其结合所提出的适于实用的新的技术方案。Zhuan Li对于现在的企业发展至关重要，Zhuan Li的质量和数量直接反映了企业的核心竞争力。未来的市场竞争可以说是企业之间知识产权的竞争,拥有的技术Zhuan Li比别人多，就能在市场上占据一定地位。公司成立至今，着重加大对产品研发的投入力度，积极开展技术创新工作。截止目前，已获取计算机软件著作权登记证书60多个，Zhuan Li证书30多个，我司仍有多项软件著作权证书及Zhuan Li证书正在申报中。这些成果的获取为公司后续的发展积蓄了前进的动力，进一步提升了公司产品科技含量，增强了产品稳定性，提高企业核心竞争力，为公司的持续发展提供了强有力的科技支撑。

2015年5月26日，CFDA正式发布了2010版GMP法规的新附录之一《计算机化系统》，引起了国内制药行业的广泛讨论和高度关注。其实许多制药企业对它的内容并不陌生，因为这则法规于2013年作为征求意见稿已经添加到新版GMP法规附录中。而现在，它将作为正式的法规于2015年12月1日起执行。这则法规附录将给国内制药企业带来什么新的挑战？从近两年来CFDA的一系列举措（频繁的飞行检查，2014年至今已取消近100家药企的GMP证书）来看，国内GMP的监管力度是显著增强的。所以届时如果企业不能满足《计算机化系统》法规的要求，将可能面临十分严重的后果。 CFDA为何要发布这则法规？ 国内外GMP法规有许多差异，而对计算机化系统的要求差异尤为明显。CFDA所执行的2010版GMP法规内容与国际上其他法规机构的cGMP法规是对等的，如FDA 21 CFR Part 211。但美国的制药企业除了执行 21 CFR Part 211以外，同时还要遵守21 CFR Part 11法规；欧盟国家的制药企业除了执行欧盟GMP以外，还要遵循Annex 11法规。FDA的21 CFR Part 11与欧盟的Annex 11的内容是类似的，都是针对于制药企业使用计算机化系统的法规要求。新颁布的《计算机化系统》法规附录是国内法规与国际接轨的重要一步，将填补国内对于计算机化系统要求的法规空白，是实现与国际法规监管机构之间相互认可的前提条件之一。 法规到底讲了些什么？ 《计算机化系统》法规附录究竟讲了哪些内容？其实，我们发现内容并不多，全文共24条要求、6页，共计2500字。我们尝试对这些法规条文作了初步的解读，把所理解的核心内容概括如下： 1.CFDA明确提出进行计算机化系统验证的要求 以往，法规对于仪器的确认是一直有要求的，但对计算机软件验证的要求不明确。因而，大部分的制药企业不对计算机系统进行验证，或仅进行最简单的确认。真正按照GAMP5指南基于风险评估进行完整验证的企业不多，仅某些企业有国外业务、需要通过FDA或欧盟审计时才会考虑。而这则法规发布以后，明确对所有的国内制药企业提出进行计算机化系统验证的要求，为计算机化系统验证提供了法规依据。这里尤其值得注意的是，法规附录里要求进行基于风险评估的计算机化系统验证，实际上就是指遵循GAMP5的验证方法学，即计算机化系统验证的形式应该是验证（Validation），通常所说的确认（Qualification，IQ/OQ/PQ）是不足够的。 2.数据合规性要求 法规明确了对数据输入的准确性和数据处理过程的正确性要求，以保证数据的合规性。概括来说，对计算机系统合规性的功能要求可以总结为：访问控制、权限分配、审计追踪和电子签名。 访问控制：只有经许可的人员才能进入和使用系统。 权限分配：应当对进入和使用系统制订授权、取消和授权变更的操作规程。 审计追踪：用于记录数据的输入和修改以及系统的使用和变更。 电子签名：明确了直接对电子数据进行电子签名是合规的，但电子签名需要符合相应法规。 其中，电子签名是“可以有”，而不是“必须”，这取决于企业对于主数据的定义是电子数据还是纸质数据。这与21 CFR Part 11和Annex 11是一致的。对于审计追踪记录的要求，是“根据风险评估的结果，考虑在计算机化系统中建立数据审计跟踪系统”，这可能是考虑到很多软件自身功能设计上无法实现的情况。然而，对于色谱数据系统这样的关键原始数据系统来说，审计追踪肯定是必然的要求。 3.电子数据安全性要求 电子数据安全性一般分为逻辑安全性和物理安全性。逻辑安全性即是通过软件自身的权限控制对数据的访问、录入、修改和删除等操作，确保不被人为误操作或有意的篡改行为而影响数据安全。而物理安全性，即是对数据存储的介质（如硬盘、光盘、服务器等）进行保护，确保系统本身不会因为物理介质的损坏或故障造成数据丢失。 4.数据备份要求 关于电子数据的备份要求不算是新的法规要求，GMP法规也一直要求数据备份以保证原始数据的安全性。国内制药企业通常也都制定了数据备份策略，但我们发现通常只是一个月甚至半年才做一次数据备份，真正发生故障时原始数据还是会严重丢失。这样的数据备份归档，其形式意义大过于实际意义；而即使是这样的一个备份频率，企业都已经觉得数据备份的工作任务很重。其根本原因是缺乏良好的解决方案。《计算机化系统》单独列出这条要求，将提高制药企业对数据备份的重视，进而采纳更先进的解决方案。 那么这些新的要求将对国内制药企业带来什么影响？会为实验室工作带来哪些变化？ 预期影响一：单机版色谱软件被网络版软件取代的步伐将加快 目前，国内有些制药企业采用单机版色谱工作站来处理色谱数据，尤其是在规模较小的实验室（少于5套色谱系统），在仪器数量较少时，单机版软件初始成本较低，能满足实验室日常操作需求。当仪器数量超过5台以上，企业就需要考虑单机版和网络版软件的平均成本了。而《计算机化系统》附录对计算机化系统明确提出了验证的要求，如果按照这一要求来做，网络版软件在合规性和成本上的优势将越发显著。 1.成本有效降低 按照以往的认知，网络版软件价格是贵于单套单机版软件的，通常在实验室规模化了之后，企业才会考虑。而现在，《计算机化系统》附录明确要求对每套计算机化系统进行验证，这将大大增加单机版色谱系统的验证成本。比如，如果一家企业的实验室有10套色谱系统，就意味着需要做10次验证，每一台仪器都需要作为独立系统逐一进行计算机系统验证。而一套网络版软件可接入多套仪器，只在第一次部署的时候产生验证成本。未来再接入新仪器时，都只需对仪器硬件进行确认即可，无需再对软件进行全面的重新验证。这样下来，单机版和网络版的验证成本可能相差数十倍。 这种情况下，网络版软件无疑将成为制药企业满足验证要求的同时降低成本的有效途径。沃特世Empower 3网络版软件可控制包括安捷伦、PE、岛津、Thermo等在内的多家色谱系统，最大程度上将实验室的计算机化系统数量和类型减至最低，帮助制药企业摆脱单机版高昂的验证成本，一劳永逸地解决色谱系统的计算机化系统验证问题。 2.数据的合规性与安全性 《计算机化系统》附录明确表示电子数据是可以接受的。其实电子数据相比纸质数据，可以更完整地反应数据的状态，包括：报告、仪器方法、积分方法、样品序列、审计追踪报告等。当电子数据变得越来越重要，它的合规性和安全性需要得到足够的保障。 单机版软件都会面临一个物理安全性的问题，那就是数据都存储于本地电脑，而电脑处于实验室环境中，存在客观的物理损坏、易被获取等风险。普通的电脑硬盘也有一定的工作寿命，一旦硬盘损坏，数据将会丢失。而网络版软件采用服务器将原始数据存储于更为安全的IT机房，并采用服务器的硬件镜像技术，确保了数据的物理安全性。此外，通过服务器可以实现数据的自动备份，并且可以将备份周期从原来的一个月或半年提高到每天，显著提高了便利性和效率。 除了确保电子数据的物理安全性，数据的逻辑安全性也要得到保障。所谓的逻辑安全性，即是通过软件自身的权限控制对数据的访问、录入、修改和删除等操作，确保不被人为误操作或有意的篡改行为而影响数据安全。Empower 3网络版软件基于Oracle数据库而开发，具有严谨详细的权限控制功能，通过权限控制使用户无法对仪器方法、积分方法和原始数据等进行篡改或删除，确保了数据的逻辑安全性。 图1. 通过Empower 3软件指导，管理员可确保该系统配置符合GxP和21 CFR Part 11的规定。 预期影响二：计算机化系统验证需求显著增长 计算机化系统验证比较耗时且操作复杂，需要多领域的专家花费大量时间去完成。沃特世从欧洲ISPE制药工程协会聘请了资深的验证咨询顾问（GAMP5指南的编辑之一），为国内企业提供全套专业的合规性和验证（Computer System Validation, CSV）服务，可协助广大用户顺利完成验证工作，使系统尽快投入运行，并满足法规要求。 非色谱类数据管理 前面提到Empower 3网络版软件可以解决色谱数据的安全性、合规性和备份问题。那么，对于非色谱类仪器，如何解决它们的数据管理问题？ 根据《计算机化系统》附录的要求，除了色谱类（LC和GC）数据，实验室也要确保非色谱类数据的安全性和合规性，比如质谱、红外、核磁等仪器。对于这些无法通过Empower网络版软件控制的系统，沃特世提供另一种数据管理解决方案——NuGenesis SDMS科学数据管理系统，它可以自动采集、编目原始数据和报告数据，将来自任何仪器的原始数据归档至安全、可靠的Oracle数据库中，符合电子记录和电子签名的规定等，最终帮助企业满足法规要求。 1.数据备份、归档 CFDA的《计算机化系统》法规附录里强调了电子数据的备份和归档的重要性，不论是以电子数据作为主数据，还是纸质打印件作为主数据。而FDA也认为，完整、准确的数据副本非常重要，因为纸质打印件已不再适合代替电子数据。NuGenesis SDMS以Oracle作为底层数据库，可以自动、准确地采集原始数据和报告数据，并归档到数据库中；可对数据的变化进行追踪，并将每一次变化保存到数据库，保护其不被篡改。相比其他备份软件采用的固定备份周期，如：每天一次或每周一次，NuGenesis SDMS对数据进行实时备份，显著降低了故障发生时的数据丢失率。 2.审计追踪 通过“审计追踪”功能，可追踪对数据的访问的更改，是维护系统安全的关键。审计追踪不完整或缺失会影响数据的完整性，甚至影响产品质量。从过去的审查案例中可以看到，通过审计追踪可以有效发现是否有数据操纵行为发生。而当在审查过程中发现数据偏差时，审计追踪显得尤为重要。 NuGenesis科学数据管理系统（SDMS）审计追踪自动生成，能够为所有非色谱类系统提供： –采集所有历史信息（人员、时间、内容），包括任何数据的插入、对元数据的修改、记录副本及删除等动作。 –不允许更改数据本身 –追溯用户权限的修改 –识别无效或已修改的记录 –能够对所有原始数据和报告数据进行校验确认，保护系统内的数据免遭修改。 这些功能大大降低了信息丢失或修改的风险，保持记录的完整性。当面临审计要求、要提供客观证据时，可以从在线NuGenesis SDMS数据库中快速、方便地找到证明文档，而无需人工翻查纸质打印报告，显著提高了效率。 3.电子审批 《计算机化系统》附录明确认可电子数据和电子签名，这意味着原始数据可以不用像以往那样打印出来再签名，直接对电子数据进行签名是合规的。在不久的将来，制药企业或将由传统的纯纸质记录逐渐转向更为灵活的电子数据和信息环境。如果企业决定采用电子审批，那么同样的，Empower网络版软件可以快速、方便地解决色谱类仪器的电子签名；而对于实验室中的非色谱类仪器，同样可以交给NuGenesis SDMS去解决它们的电子审批过程。 虽然《计算机化系统》附录并没有明确电子签名的相应法规，但从NuGenesis SDMS在满足21 CFR Part 11对电子签名的要求中可以看出，它可以提供一系列功能，满足Part 11对电子签名的要求。 –签名的显示——NuGenesis SDMS中的电子签名可显示：1）签名者的完整印刷体姓名；2）执行签名的日期和时间；3）签名的含义（复核、审批、授权、职责）。在签署记录时，这些都是必需要素。此外，NuGenesis SDMS可防止电子签名被重新分配和使用，不允许在应用电子记录后删除该电子记录中的签名信息，确保了电子签名的唯一性。 –签名/记录链接——NuGenesis SDMS能够在电子签名和原始电子记录间建立无法破坏的链接，确保签名无法被删除、复制或转移。 以上仅列出了NuGenesis SDMS的几项关键功能，帮助制药企业轻松、可靠地管理非色谱类仪器数据，满足合规性要求。 如您对法规、软件、验证等有任何问题，欢迎发送邮件至yong_jin@waters.com，沃特世信息学专家将为您解答，感谢您的关注。

为了提高电器设备和各行业产品能源利用效率，提升显著的经济和环境效益，澳大利亚颁发了温室和能源最低标准法规(简称GEMS)并于2012年10月1日起生效，新的GEMS法规涵盖了以往的主要政策工作，包括强制性的最低能效标准(简称MEPS)和能源星级标签要求(简称ERLs)，其主要目的是提高管制产品的能效，确保消费者能够做出选择，以提高能源、利用效率，降低能源消耗、能源成本和温室气体排放。GEMS法规规定凡是涵盖的产品，无论是在澳大利亚制造或出口至澳大利亚，在GEMS决定生效日期之后，必须满足决定的相关能效要求。　　2013年6月12日，澳大利亚发布了G/TBT/N/AUS/75号通报，GMES法规中关于计算机和显示器的决定草案。　　温室和能源最低标准(计算机)决定2013草案中规定了计算机产品的最低能效和产品性能要求，并给出了相关的测试方法，该决定拟于2013年10月1日起生效。其涵盖的主要设备包括台式计算机、一体式台式机、笔记本电脑、平板电脑(同时支持物理键盘和触摸屏)、小型服务器，不包括手持式计算设备(如PDA、掌上电脑或智能手机等)、游戏机、手持游戏设备、刀片式个人电脑、工作站、移动式工作站、不在小型服务器范围中的服务器设备、平板电脑(只支持触摸屏)、瘦客户机式计算机、高端的D类计算机。其中台式机、一体式台式机、笔记本电脑、平板电脑(同时支持物理键盘和触摸屏)须满足AS/NZS 5813.3: 2012中的年度典型能耗要求，小型服务器产品需要满足AS/NZS 5813.3: 2012中空闲状态和待机状态下的功耗要求。　　其依据的主要标准：　　AS/NZS 4665.1: 2005 外部电源性能要求第1部分：测试方法和能效标签　　AS/NZS 5813.1: 2012 信息技术设备-计算机能效要求第1部分：能效测试方法　　AS/NZS 5813.3: 2012 信息技术设备-计算机能效要求第2部分：计算机最低能效要求　　AS/NZS 5814.1: 2012 信息技术设备-内部电源能效要求第1部分：能效测试方法　　温室和能源最低标准(计算机显示器)决定2013草案中规定了计算机显示器产品的最低能效和能效标签要求，并给出了相关的测试方法。该决定拟于2013年10月1日起生效。其涵盖的主要设备包括对角尺寸不大于60英寸的计算机显示器，不包括专门用来显示数字信号或数字图片的电子显示器、专门用于显示广告的电子显示器、高性能电子显示器、专用电子显示器以及类似组合产品、电视机用显示器等类似装置。根据其显示器尺寸和分辨率，显示器应满足按照公式计算出的相应能效要求，显示器还应按照星级指数计算公式标识出相应的星级标签。　　AS/NZS 4665.1: 2005 外部电源性能要求第1部分：测试方法和能效标签　　AS/NZS 5815.1: 2012 信息技术设备-计算机显示器能效要求第1部分：能效测试方法

美国每日科学网站12月22日报道题：更强大的超级计算机?新装置或可传输光信息。　　研究人员们已经研制出一种新型光学装置，其体积极小，一个计算机芯片就足以安装数百万个这种装置。该装置可提高信息处理速度和能力，让超级计算机变得更快、更强大。　　这种“无源光学二极管”是由两个微小的硅质环状物制成的，环状物的直径仅有10微米，大约是人的一根头发直径的1/10。与其他光学二极管不同，这种“无源光学二极管”无需外部能源就能传播信号，还很容易被集成到计算机芯片上。　　珀杜大学电子和计算机工程学副教授齐明豪说，这种二极管可进行“非交互性传输”，即单向信号传输，由此可具备信息处理能力。　　齐明豪解释说：“这种单向传输是逻辑电路的最基本要素。因此，我们研制的这种二极管为实现光信息处理敞开了大门。”　　虽然光缆可用于跨洋和跨大洲传输海量数据，但其信息处理速度会变慢，传输数据也容易遭到网络攻击，因为光学信号须转换成电子信号才能在计算机上使用，反之亦然。　　研究人员说：“进行这种转换需要十分昂贵的设备。而你希望能做到的是，将这种光纤直接插入计算机而无需进行转换，那样的话，你就可以获得大量带宽，安全方面也会大有保障了。”　　研究人员樊丽(音)说：“这些二极管非常小，它们身上还有一些特性也很有吸引力。这些二极管或可成为未来光子信息处理芯片的零部件。”　　用这种新型光学二极管就无需进行光学-电子信号的转换了，因此有可能提高信息处理速度和安全度。这种装置现已接近投入商业生产。使用这种新型光学二极管将多个处理器连接起来，还有可能提高超级计算机的信息处理速度和能力。　　研究人员利奥瓦尔盖塞说：“当今导致超级计算机受限的一个主要因素就是，系统内各种独立的超级芯片进行信息传输的速度和带宽。我们研制的这种光学二极管或可成为光互联通信系统的一个组成部分，而该系统或许就可以解决这样的瓶颈问题了。”　　激光器以通信用波长发出的红外线通过光导纤维，并由被称为“波导管”的微结构进行控制。红外线会按顺序通过两个硅质环状物，并在微型环状物内进行“非线性相互作用”。根据先进入哪个环状物，光束要么向前通过，要么向后耗散，从而完成单向传输。环状物还可通过“微加热器”加热的方式进行调整。微加热器会改变传输波长，因此可对范围广泛的波段加以处理。

2015年5月26日，CFDA正式发布了2010版GMP法规的新附录之一《计算机化系统》，引起了国内制药行业的广泛讨论和高度关注。其实许多制药企业对它的内容并不陌生，因为这则法规于2013年作为征求意见稿已经添加到新版GMP法规附录中。而现在，它将作为正式的法规于2015年12月1日起执行。这则法规附录将给国内制药企业带来什么新的挑战？从近两年来CFDA的一系列举措（频繁的飞行检查，2014年至今已取消近100家药企的GMP证书）来看，国内GMP的监管力度是显著增强的。所以届时如果企业不能满足《计算机化系统》法规的要求，将可能面临十分严重的后果。 CFDA为何要发布这则法规？国内外GMP法规有许多差异，而对计算机化系统的要求差异尤为明显。CFDA所执行的2010版GMP法规内容与国际上其他法规机构的cGMP法规是对等的，如FDA 21 CFR Part 211。但美国的制药企业除了执行 21 CFR Part 211以外，同时还要遵守21 CFR Part 11法规；欧盟国家的制药企业除了执行欧盟GMP以外，还要遵循Annex 11法规。FDA的21 CFR Part 11与欧盟的Annex 11的内容是类似的，都是针对于制药企业使用计算机化系统的法规要求。新颁布的《计算机化系统》法规附录是国内法规与国际接轨的重要一步，将填补国内对于计算机化系统要求的法规空白，是实现与国际法规监管机构之间相互认可的前提条件之一。 法规到底讲了些什么？ 《计算机化系统》法规附录究竟讲了哪些内容？其实，我们发现内容并不多，全文共24条要求、6页，共计2500字。我们尝试对这些法规条文作了初步的解读，把所理解的核心内容概括如下： 1. CFDA明确提出进行计算机化系统验证的要求 以往，法规对于仪器的确认是一直有要求的，但对计算机软件验证的要求不明确。因而，大部分的制药企业不对计算机系统进行验证，或仅进行最简单的确认。真正按照GAMP5指南基于风险评估进行完整验证的企业不多，仅某些企业有国外业务、需要通过FDA或欧盟审计时才会考虑。而这则法规发布以后，明确对所有的国内制药企业提出进行计算机化系统验证的要求，为计算机化系统验证提供了法规依据。这里尤其值得注意的是，法规附录里要求进行基于风险评估的计算机化系统验证，实际上就是指遵循GAMP5的验证方法学，即计算机化系统验证的形式应该是验证（Validation），通常所说的确认（Qualification，IQ/OQ/PQ）是不足够的。 2. 数据合规性要求 法规明确了对数据输入的准确性和数据处理过程的正确性要求，以保证数据的合规性。概括来说，对计算机系统合规性的功能要求可以总结为：访问控制、权限分配、审计追踪和电子签名。 访问控制：只有经许可的人员才能进入和使用系统。 权限分配：应当对进入和使用系统制订授权、取消和授权变更的操作规程。 审计追踪：用于记录数据的输入和修改以及系统的使用和变更。 电子签名：明确了直接对电子数据进行电子签名是合规的，但电子签名需要符合相应法规。 其中，电子签名是“可以有”，而不是“必须”，这取决于企业对于主数据的定义是电子数据还是纸质数据。这与21 CFR Part 11和Annex 11是一致的。对于审计追踪记录的要求，是“根据风险评估的结果，考虑在计算机化系统中建立数据审计跟踪系统”，这可能是考虑到很多软件自身功能设计上无法实现的情况。然而，对于色谱数据系统这样的关键原始数据系统来说，审计追踪肯定是必然的要求。 3. 电子数据安全性要求 电子数据安全性一般分为逻辑安全性和物理安全性。逻辑安全性即是通过软件自身的权限控制对数据的访问、录入、修改和删除等操作，确保不被人为误操作或有意的篡改行为而影响数据安全。而物理安全性，即是对数据存储的介质（如硬盘、光盘、服务器等）进行保护，确保系统本身不会因为物理介质的损坏或故障造成数据丢失。 4. 数据备份要求 关于电子数据的备份要求不算是新的法规要求，GMP法规也一直要求数据备份以保证原始数据的安全性。国内制药企业通常也都制定了数据备份策略，但我们发现通常只是一个月甚至半年才做一次数据备份，真正发生故障时原始数据还是会严重丢失。这样的数据备份归档，其形式意义大过于实际意义；而即使是这样的一个备份频率，企业都已经觉得数据备份的工作任务很重。其根本原因是缺乏良好的解决方案。《计算机化系统》单独列出这条要求，将提高制药企业对数据备份的重视，进而采纳更先进的解决方案。 在下一期《计算机化系统》法规解读中，我们将继续逐项解析该则法规对制药企业带来的影响，工作站是否能应对新的法规要求？如何管理您实验室的非色谱类数据？等等。敬请关注。

尊敬的企业科研人员、管理者： 为了帮助企业解决在执行计算机化系统验证中存在较多的困惑，指导企业自主找出数据完整性方面的缺陷，建立数据完整性质量体系，由北京创腾科技有限公司主办为期一天的“计算机化系统验证培训”将于2016年5月21日（周六）在北京凤凰会议中心（国家蛋白质科学研究中心）举办。我们诚挚地邀请您参加本次培训。 随着CFDA颁布并执行2010版GMP法规的新附录《计算机化系统》，随着国内GMP的监力度显著增强，越来越多的企业意识到能不能满足《计算机化系统》法规的要求将起着至关重要的作用。本届培训将围绕此命题，对计算机化系统法规进行深入的解读，理解法规对计算机化系统合规的要求及其重要性，对计算机化系统验证内容及流程进行详细阐述，并帮助企业识别生命科学行业。法规具体适用的计算机化系统验证法规以及实战解释相关规例和成功验证系统的指南。 我们邀请到具有计算机系统验证资质的资深培训师Shannon女士为嘉宾进行深入系统的培训，以下是培训详情，请您仔细阅读，我们诚邀您的参与！一、培训时间和地点:培训时间：2016年5月21日（周六）8:30-17:00培训地点：北京凤凰会议中心 小会议室北京市昌平区北清路中关村生命科学园（国家蛋白质科学研究中心）二、参加对象:企业管理人员和技术人员，包括质量保证部门、质量控制部门、IT部门、验证实施部门、技术支持部门等需要掌握CSV基础知识的管理人员、以及计算机系统的供应商等。三、培训专家介绍：Shannon Wang个人简介： 具有超过 15 年的经验，为政府机构、 电信、 建筑、 电子商务以及医疗行业提供有效应对技术挑战的解决方案。非常熟悉医药行业，按照监管要求及GAMP5指南提供完整的计算机化的系统实施和验证解决方案。 项目包括，ERP验证、 MES实施和验证、BMS/EMS 系统验证、 LIMS 系统实施和验证、WMS系统验证等。具有国际制药工程协会(ISPE) 中国培训委员会成员及ISPE中国GAMP培训师，以及中国食品药品查验审核中心（CFDI）计算机化系统验证培训师资质。为中国本地制药公司提供计算机化系统验证培训。四、培训详细议程：点击查看五、培训费用：培训费用：RMB 1000元/人 （包括：专家费、资料、中餐、证书，住宿和交通费自理）优惠费用及条件： RMB 800元/人，只限于参加“第三届数字化实验室建设与应用研讨会“的代表。收费方式：A、银行汇款信息（请在汇款时务必注明用途“培训费+姓名“） 　 户 名：北京创腾科技有限公司上海分公司 开户行：招商银行上海晨晖支行 账 户：121919707510501B、现金支付：会议现场注册，支持刷卡支付方式。六、报名方式：请您填写报名回执，并将回执以邮件、传真或邮寄方式于5月15日前提交会务组（报名信箱：huiyi@neotrident.com），以便我们在培训举办前，为您安排好相关培训事宜。收到您的报名回执后，会务组将用邮件方式与您确认。七、住宿与交通：梧桐苑商务酒店会议价格：RMB 328/晚 （含早，标准间）宾馆地址：北京市昌平区北清路中关村生命科学园内宾馆电话：010-61777200海诺康会馆会议价格：RMB 298 /晚（含早，标准间）宾馆地址：北京市昌平区生命科学园路 16 号（中关村生命科学园内）宾馆电话：010-80728999转8178会议地址：凤凰会议中心小会议室（北京昌平区中关村生命科学园入口东侧大楼）八、培训联系：北京创腾科技有限公司电话： 021- 51821768转233（陈女士） 13916858963 021-51821768转219 (崔小姐) 010-82676188转213（杨小姐）传真： 021- 51821758邮箱：huiyi@neotrident.com网站：www.neotrident.com

量子计算机与体育界的状元秀有什么共同点？两者都吸引了众多星探的关注。近日发表在《自然物理学》上的镜像电路方法，比传统测试更快、更准确，将帮助科学家开发出最有可能导致世界上第一台实用量子计算机的技术，大大加速医学、化学、物理学、农业和国家安全研究。量子计算机是可比超级计算机更快地执行某些任务的实验机器，就像年轻的运动员一样，不断受到评估，因为它们有朝一日有可能成为改变游戏规则的技术。现在，“科学家星探”有了他们的第一个工具，来对一项前瞻性技术执行现实任务的能力进行排名，揭示其真正的潜力和局限性。美国桑迪亚国家实验室设计的一种新型基准测试，可预测量子处理器无误运行特定程序的可能性。此前，量子计算界的标准做法是仅使用随机、无序的程序来衡量性能。但新研究表明，传统的基准测试低估了许多量子计算错误。这可能会导致人们对量子机器的强大或有用程度产生不切实际的期望。该论文称，镜像电路提供了一种更准确的测试方法。镜像电路是一种计算机程序，它执行一系列计算，然后将其反转。新的测试方法还可以节省时间，这将有助于研究人员评估日益复杂的机器。大多数基准测试通过在量子机器和传统计算机上运行相同的指令集来检查错误。如果没有错误，结果应该匹配。由于量子计算机执行某些计算的速度比传统计算机快得多，因此研究人员可能会花很长时间等待传统计算机完成。然而，对于镜像电路，输出应始终与输入或一些有意的修正相同。因此，科学家无需等待，而是可以立即检查量子计算机的结果。桑迪亚量子性能实验室计算机科学家蒂莫西普罗科特团队发现，随机测试忽略或低估了错误的复合影响。当错误加剧时，它会随着程序的运行而变得更糟，就像一个走错路线的运动员，随着比赛的进行，离他应该去的地方越来越远。通过模拟功能程序，研究人员发现最终结果往往比随机测试显示的差异更大。普罗科特说：“我们的基准测试表明，当前量子计算机的性能在结构化程序上的可变性比之前已知的要大得多。”镜像电路方法还让科学家们更深入地了解如何改进当前的量子计算机。普罗科特说：“通过将我们的方法应用于当前的量子计算机，我们能够了解很多关于这些特定设备所遭受错误的信息——因为不同类型的错误对不同程序的影响程度不同。这是第一次在多量子位处理器中观察到这些效应。我们的方法是第一个大规模探索这些误差效应的工具。”

量子计算机从实验室走向产业化应用的步伐正在加快。北京玻色量子科技有限公司日前发布了自研100量子比特相干光量子计算机——“天工量子大脑”，该成果目前已在通信、金融、生物医药、交通等产业领域进行了真机应用测试。量子计算，是一种遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算模式。随着电子计算机赖以提升算力的摩尔定律逐渐走到尽头，人们对新一代计算工具无比渴求，量子计算机正是备受关注的新一代计算工具的代表。量子比特是量子计算机的基本信息单元，当前，在实验室里制备单个或少量的量子比特对量子物理学家来说已经不再是难题，如何制备出成百上千的量子比特并使其在系统中稳定运行，成为量子计算技术从实验室走向产业应用的最大挑战。据悉，“天工量子大脑”具有100个计算量子比特，可以解决最高超过100个变量的数学问题，已达国际领先水平。此外，它还实现了上百规模光量子之间的“全连接”控制，具备完整的可编程能力，也就是对应不同的应用场景和不同算法时硬件无需修改，完全通过软件配置就能实现可扩展、可编程，充分利用光量子计算优势，极大降低了实际问题的建模复杂度。公司首席技术官魏海介绍，当光穿过非线性材料时，其光子的波长和相位都会发生变化，在精准控制其能量和相位的过程中，在相空间会出现量子叠加态效应，这也是“天工量子大脑”实现加速计算的根本原因，玻色量子技术团队利用该效应，完成了100光量子比特的并行加速计算。为了满足光量子存储运算的极高精度需求，实现超过100个量子比特的存储，技术团队自主研发了一款光量子计算专用光纤恒温控制设备——“量晷”，该设备能将光纤的温度变化稳定在千分之一摄氏度量级，即能够做到0.001摄氏度的温度稳定维持，有效避免环境温度波动带来的光纤内存长度误差。为了导入计算问题的参数矩阵，玻色量子自研了光量子测控一体机——“量枢”，集光量子测量反馈、系统状态检测、计算流程控制等功能于一体，同时控制、读取和执行快速反馈来操控100个计算量子比特。量子计算应用在产业的实际场景中，究竟有何优势？平安银行LAMBDA创新实验室负责人崔孝林介绍，其在“天工量子大脑”上实现了对德国信用数据集特征筛选计算的加速，在不到一毫秒的时间内完成了相关问题的求解。这一计算速度与传统的经典计算机最优算法相比，至少实现了100倍加速。北京航空航天大学教授、数据智能与智慧管理工信部重点实验室主任吴俊杰也举例说道，在复杂环境下的动态决策问题困扰了其很久，量子计算为其提供了新的解决思路和技术路径。北京量子信息科学研究院科研副院长、清华大学物理系教授龙桂鲁说，在量子计算机的多种技术路径里，“天工量子大脑”所属的相干伊辛机是最经济实用的，也是当前具产业化应用条件的方向之一。据悉，玻色量子2020年11月成立于北京朝阳区，其团队来自斯坦福、清华、中科院等顶尖院所，目前其成果已率先在金融、通讯、生物医药、交通等领域进行了应用探索，推动光量子计算领域实用化与产业化。3个月前，因“天工量子大脑”在通信、金融等领域的巨大潜力，玻色量子团队获得了中国移动的产业投资，这也是量子计算行业里首例来自产业领域的战略投资。

便携式、柔性和可穿戴电子设备的发展促进了高性能的电化学储能设备的快速发展。与电池和燃料电池相比，超级电容器表现出显著的优势，具有优异的倍率性能、杰出的循环寿命和卓越的安全性。然而，超级电容器的能量密度相对较低，不足以为电子设备提供连续且稳定的电源。为了提高能量密度，厚电极设计是有效的手段。而在传统的三明治结构的超级电容器中，平面电极的活性材料质量负载是相当有限的。设计三维多孔电极可以有效地提高活性物质的质量负载，同时保持较短的离子/电子传输距离和快速的反应动力学。但传统的制备三维多孔电极的方法通常复杂、昂贵、耗时，并且很难精确控制电极的结构。3D打印技术，通过计算机辅助设计/制造模型，对预定义的3D模型进行数字化控制，使得在短时间内精确控制和制造复杂结构成为可能。区别于传统的等材和减材制造技术， 3D打印技术可以实现几乎任何所需的立体几何形状，不需要所谓的模具或光刻掩模。这使得打印的超级电容器具有可调整的几何结构、高度集成、节省时间和低成本、以及卓越的功率和能量密度。为了总结这一领域的最新进展并为未来的研究提供设想，来自哈尔滨工业大学（深圳）的魏军教授团队，在Advanced Functional Materials上发表题为“3D Printed Supercapacitor: Techniques, Materials, Designs and Applications”的综述文章，回顾了3D打印超级电容器的最新进展，如图1所示。 图1. 3D打印超级电容器研究进展首先，介绍了用于制备超级电容器的代表性的3D打印技术，不同技术的原理图和特点如图2所示。 图2. 制备超级电容器的各种3D打印技术的原理图和特点接下来，文章重点介绍了超级电容器的可打印模块，包括电极、电解液和集流体，如图3所示。 图3. 用于3D打印超级电容器的材料在研究合适的可打印材料的同时，制造中的打印设计对于优化超级电容器的性能也是重要的。因此，文章总结了电极的设计（图4）、打印电极的后处理，并概括了3D打印超级电容器的不同构型（图5）。图4. 3D打印电极的不同结构设计 图5. 3D打印超级电容器的构型此外，还总结了3D打印超级电容器的各种应用，包括柔性可穿戴电子设备（图6）、自供电集成电子设备和传感系统（图7）。 图6. 不同类型的智能响应型超级电容器 图7. 3D打印的自供电集成系统，和超级电容器驱动的传感器系统。如图8可知，目前制备的3D打印超级电容器的能量密度与铅酸、镍氢电池和锂电池相当，有的甚至更高。 图8. 3D打印超级电容器的 (a)质量Ragone图， (b) 面积Ragone图最后，总结了目前3D打印技术的局限性和未来3D打印超级电容器的研究面临的挑战，并提出了一些可能的研究方向。 图9. 3D打印超级电容器的未来展望文章信息：Mengrui Li, Shiqiang Zhou, Lukuan Cheng, Funian Mo, Lina Chen,* Suzhu Yu,* Jun Wei,* 3D Printed Supercapacitor: Techniques, Materials, Designs and Applications, Advanced Functional Materials, 2022, 202208034.原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202208034

英国《自然》杂志19日连发三篇论文，来自三个团队的科学家们在开发容错量子计算机方面取得重要突破。他们验证了硅双量子位门保真度，超越了容错计算机的阈值（99%）。研究结果证实，硅材料中强大、可靠的量子计算正在成为现实。研究还表明，硅量子计算机与超导和离子阱一样，是实现大规模量子计算机研发的有前途的候选者。　　澳大利亚新南威尔士大学研究团队在磷供体形成的两个核自旋之间创建了双量子位通用量子逻辑运算，通过行业标准的离子注入方法将其引入硅中。他们使用一种被称为“量子门集层析成像（GST）”的方法，对其量子处理器的性能进行了验证，实现了高达99.95%的单量子位保真度和99.37%的双量子位保真度。此外，根据研究结果，电子自旋本身就是一个量子位，可和两个原子核纠缠在一起，形成一个三量子位的量子纠缠态，这一保真度达到了92.5%。这为大型硅基量子处理器在现实世界中的制造和应用铺平了道路。　　荷兰代尔夫特理工大学研究团队使用由硅和硅锗合金堆栈形成的材料创造了一个双量子位系统，其中量子信息被编码在限制于量子点的电子自旋中，最终实现99.87%的单量子位保真度和99.65%的双量子位保真度。　　日本理化学研究所的研究团队采取了类似的路线，使用代尔夫特团队生产的相同材料堆栈，创建了双电子量子位，实现了99.8%的单量子位保真度和99.5%的双量子位保真度。研究结果首次使自旋量子位在通用量子控制性能方面与超导电路和离子陷阱相抗衡。　　来自荷兰和日本的研究团队在合作实验过程中发现，一种名为拉比频率的属性是量子计算机系统性能的关键。他们还发现了一个频率范围，其中单量子位门保真度为99.8%，双量子位门保真度为99.5%，达到了所需的阈值。　　研究人员证明了他们可实现通用运算，这意味着构成量子运算的所有基本运算，包括单量子位运算和双量子位运算，都可在高于纠错阈值的门保真度下执行。　　为了测试新系统的性能，研究人员还采用了双量子位的Deutsch-Jozsa算法和Grover搜索算法。这两种算法都能以96%—97%的高保真度输出正确的结果，表明硅量子计算机可进行高精度的量子计算。

12月9日，计算机体系结构国家重点实验室(筹)在中科院计算技术研究所揭牌。这是我国在计算机体系结构方面唯一的一个国家重点实验室。　　目前我国共有国家重点实验室382个，包括在高校和研究院所建设的国家重点实验室261个、试点国家实验室6个。而新揭牌的计算机体系结构国家重点实验室依托中科院计算所，主要从事计算机体系结构和系统设计方法领域的应用基础研究。据该实验室主任、中科院计算所所长孙凝晖介绍，实验室主要设立了高端计算机体系结构和设计方法、微体系结构、编译和编程、VLSI与容错计算、非传统计算机体系结构5个研究方向，发展目标是建立具有国际水平的计算机体系结构研究实验平台，为全国计算机体系结构研究提供基础支持。　　当天，该实验室还举行了开放日活动，向社会各界展示实验室的最新研究成果。这些成果大部分都发表在国际顶级学术期刊和会议上，提高了中科院计算所在体系结构研究领域的知名度和影响力。

12月26日，中国科技大学召开的成果发布会上透露，我国产KD-50-I-E增强型万亿次国产高性能计算机已成功应用于城市交通控制与管理、防灾减灾，并将于明年在合肥、杭州以及淮河流域等更大范围推广应用，这是中科大“985工程”二期建设取得的丰硕成果之一，它标志着我国产高性能计算机向产业化迈进了一步。　　去年12月底，我国首台采用国产高性能通用处理器芯片“龙芯2F”和其他国产器件、设备和技术的万亿次高性能计算机“KD-50-I”在中科大研制成功，功能定位于大规模科学计算。为了让该项成果直接服务于国民经济建设，在中科大 “985工程”二期建设和安徽省科技厅的支持下，陈国良院士领导的科研团队大胆改进计算节点设计，提高系统主频，采用纠错能力更强的存储芯片、速度更快的交换芯片、合理的结构布局和新的生产工艺，使整机性能得到大幅度的提升，运行更加稳定可靠。今年11月，他们研制出了两台面向行业应用的增强型高性能计算机KD-50-I-E，除具有高性能、高稳定特点外，通过配置数据服务节点和其他应用部件，可灵活地构建出适应不同行业应用需求的万亿次高性能计算机系统。

近日，湖北省计量测试技术研究院顺利通过德国TÜV莱茵实验室审核，其计算机噪声检测实验室获得TÜV授权认可证书。　　近年来，以“光芯屏端网”等战略新兴产业为代表的湖北现代制造业发展水平不断提升，而其面临的国际化检测和认证门槛也在不断提高，没有本地化检测认证支撑，就无法有效参与国际市场竞争。计算机噪声检测认证，就是这样一道“新门槛”。 　　目前，国外发达国家已开始广泛使用成熟的计算机噪声自动监测系统，并拥有相对完善的计算机噪声检测标准，部分主要国际企业标准要求计算机噪声值A计权低于22dB(分贝)，即通过模拟人耳听觉响应特性的网络处理后，计算机噪声值应低于22分贝。 　　与国外相比，我国尚未制定一套完整的计算机噪声检测技术规范体系，相应的检测用软硬件也还处于研究阶段。由于我国的噪声标准与国外存在差异，且各国计算机产品研发各具特点，因此需要先进的计算机噪声检测技术作为强有力的辅助手段，尽快构建符合我国特点的计算噪声检测系统。此外，对计算机噪声检测技术进行研究，有助于促进量子计算机研制工作，推动提高我国尖端科技竞争力。 　　此次湖北省计量测试技术研究院计算机噪声检测实验室获得德国TÜV莱茵实验室授权认可，填补了中南大区计算机噪声检测领域的空白。该院将积极搭建国际市场准入一站式检测认证服务平台，支持湖北乃至中南大区“光芯屏端网”和计算机产业更为便捷、更低成本地拿到国际市场“通行证”，打破国际技术壁垒、参与国际产业竞争。 　　以此为契机，湖北省计量测试技术研究院将逐步加强“光芯屏端网”产业噪声检测领域重点项目建设，积极参与推进我国相关领域检测认证技术、设备研究和标准体系建设，进一步提升科研创新中试服务水平，助推“光芯屏端网”和量子计算机等产业更多“中国造”产品创新升级、质量提升，助力湖北“51020”现代产业集群在国际竞争中抢占发展先机、赢得未来主动权，努力为湖北建设全国构建新发展格局先行区贡献更多计量力量！

创建用于精准医疗的纳米级计算机，长期以来一直是许多科学家和医疗机构的梦想。现在，美国宾夕法尼亚州立大学研究人员首次研制出一种纳米“计算机”，可控制参与细胞运动和癌症转移的特定蛋白质的功能。这项发表在16日《自然通讯》上的研究，为构建用于癌症和其他疾病的复杂设备铺平了道路。　　宾夕法尼亚州立大学医学院尼古莱多霍利安教授及其同事创造了一个类似晶体管的“逻辑门”，可执行计算操作，由多个输入控制一个输出。　　多霍利安称，这个逻辑门是一个重要的里程碑，因为它展示了在蛋白质中嵌入条件去操作并控制其功能的能力。这将给更深入地了解人类生物学和疾病，以及精准疗法的开发带来可能性。　　逻辑门包括两个传感器域，旨在响应两个输入——光和药物雷帕霉素。研究团队瞄准了蛋白质焦点黏附激酶（FAK），因为它涉及细胞黏附和运动，这是转移性癌症发展的初始步骤。　　研究人员首先在编码FAK基因中引入一个名为uniRapr的雷帕霉素敏感域，该域之前由实验室设计和研究过。然后，研究人员引入对光敏感的域LOV2。对两个域进行优化后，研究人员将它们组合成一个最终的逻辑门设计。　　研究团队将修改后的基因插入HeLa癌细胞，并使用共聚焦显微镜在体外观察细胞。他们分别研究了每个输入对细胞行为的影响，以及组合输入的综合影响。　　研究发现，他们不仅可以使用光和雷帕霉素快速激活FAK，而且这种激活导致细胞内部发生变化，从而增强了它们的黏附能力，最终降低了运动性。　　研究人员称，这是第一次证明可在活细胞内构建一种可控制细胞行为的功能性纳米“计算机”。

1999年，18岁的上海人张辉考入中国科学技术大学物理系，本科期间曾跟随中国科学院院士郭光灿完成了关于量子不可克隆的研究。2003年，张辉保研到中科院量子信息重点实验室硕博连读，继续师从郭光灿，从事量子相关科研工作，并成为国内第一个半导体量子计算的博士。然而，彼时的量子技术仍只是实验室中的项目，尚未走向商用。毕业后，张辉一度找不到一份专业对口的工作。直到2009年，中国科学院院士潘建伟团队成立国内第一家量子通信产业化公司，量子技术逐渐从实验室走出来，转化为实实在在的应用。此后，一批量子信息企业相继从合肥涌现，量子领域的产业化开始加速。2017年9月，本源量子计算科技（合肥）股份有限公司成立，张辉也回到合肥，重归老本行，如今成了总经理。除他以外，许多中科院量子信息重点实验室的早期毕业生也陆续回归。在张辉和研发团队的共同努力下，本源量子已发展成国内头部的量子计算企业，研发出多台量子计算机，并成功交付使用。本源量子已研发出多台量子计算机，并成功交付使用近年来，合肥正在打造“量子之都”。数据显示，合肥高新区直接从事量子领域的科研人员超过600人，合肥市量子信息产业相关专利占全国的12.1%，仅次于北京，位居全国第二。还有投资人直言：“做量子领域的投资之前，必须得逛逛合肥的‘量子大道’和中科大。”为什么是合肥？记者试图在与张辉的对话中寻找答案。“毕业就失业”“遇事不决，量子力学。”这句网络热梗曾被用来调侃量子科学。对张辉来说，从事量子领域的科研学习，也颇有种冥冥中注定的玄学意味。张辉开玩笑：“当时保研选择半导体量子计算方向，因为实验室项目经费最充足，看起来最有前途。”当时，国内的量子计算相关研究刚刚起步。张辉到中科院量子信息重点实验室的第一件事，就是和导师团队一起组建实验室，包括搭建平台和实验设施等。张辉记得，实验室大到挖坑埋设备，小到在铝质屏蔽盒上打孔，几乎都由他们手工完成。“我们那一批人，动手能力都很强。不过，我们真正参与科学研究的时间比较短，很多实验都没有过多参与。”张辉说。好不容易搭完了平台，他又开始愁起了毕业。做实验需要的周期很长，也有可能会失败，还会导致延期毕业，为此他只好转向理论研究。好在，那时候很多相关领域都是一片空白，张辉很快就发表了几篇论文并顺利毕业。回过头看，张辉认为，这可能是早期国内量子计算难以跨步向前的症结所在。当时的量子计算还停留在实验室阶段，很多研究者都面临毕业的压力以及转行或科研“二选一”的抉择，不少科研成果难以传承。张辉给记者解释：“比如，‘前浪’做了五六年研究就毕业了，‘后浪’又要从头再来，那时候我们实验室的工艺技术就一直停留在那个五六年的水平。研究成果缺少延续性，很难向前进。”张辉在工作中。受访者供图没想到，毕业难只是第一道坎。由于当时国内尚没有一家量子计算企业，甚至在实验室所在的合肥，张辉也找不到一份专业对口的工作。张辉回忆：“我们这些早期的毕业生，除了极个别的留在实验室继续做科研，其他人基本毕业就失业了。”毕业后，张辉回到老家上海，放下量子计算博士的光环，进入了某园区的招商部门，从零开始，接触金融服务投资等。等张辉再回到合肥，已过去将近10年。在此期间，合肥发展在加速，中科大对合肥的反哺效应逐渐显现。在张辉熟悉的量子领域，全球量子领域的顶尖科学家，几乎全部出自中科大，并涌现出全球首颗量子通信卫星“墨子号”、全球首台光量子计算机、全球首条量子保密通信网络“京沪干线”等一批重大成果。同时，量子技术逐渐从实验室走向产业应用，国盾量子、国仪量子、本源量子等多家拥有量子核心科技的企业相继在合肥成立。其中，本源量子脱胎于张辉曾就读的中科院量子信息重点实验室，由郭光灿和他的学生郭国平联合创立，是国内第一家量子计算公司。2017年，张辉以“编外人员”的身份，帮助本源量子处理融资事宜。两年后，他正式入职，先担任公司副总裁、行政与人力资源总监，负责企业的日常运营管理和相关人才招募，后任职总经理，全面统筹量子计算工程化研发、项目规划等工作。量子计算火了记者在办公室见到张辉时，他正在打电话。通话结束后，他边整理有些褶皱的衬衫边连连表示歉意：“实在不好意思，公司最近有点忙。”采访期间，他接了5次电话，两部调成振动模式的工作手机时不时会收到消息提醒。张辉感觉到，量子计算真的火了。然而，就在几年前，形势还是另一幅光景。当时，尽管市场上已成立了不少应用量子技术的公司，但大部分人对此几乎一无所知。张辉决定入职本源量子的选择，遭到了家人的一致反对。“我之前在企业已经做到管理层，收入不低，来这里的收入可能只有之前的1/3。再加上刚毕业的时候差点找不到工作，还要背井离乡，家里人都不理解。但我始终觉得，这是个好机会。”张辉说。投资人也不了解。创立本源量子之前，郭光灿、郭国平曾接触过一些国内领先的科技企业，但这些企业普遍认为量子时代还很遥远，无一愿意在当时就提前布局。转机出现在2019年。2019年9月，谷歌宣布率先实现“量子霸权”，他们研发的“悬铃木”量子计算原型机，可以在200秒内完成百万量子采样，而美国最快的“顶点”超级计算机需要1万年才能模拟完成。这一下子引爆了当时的科技圈。张辉记得，当天晚上，他就接到好多投资人的电话，还有人直截了当地问：“你们的量子计算机什么时候能造出来？”一年后，本源量子推出国内首个工程化的量子计算机——本源悟源超导量子计算机，而且在众多关键技术领域实现了国产自主研发。同年，本源量子还发布了超导量子计算云平台和量子计算机操作系统等。作为一家致力于量子计算全链条开发的企业，本源量子已成功完成多台量子计算机工程化研制，正发力量子芯片设计与生产制造链，还开发出国产自主知识产权量子芯片工业设计软件、量子芯片激光退火仪、量子芯片无损探针仪等量子芯片工业母机。工作人员正在调试量子计算机有硬核科技的加持，再加上量子赛道的火爆，张辉笑着说，近年来，只要坐在办公室里，就有各类资本主动找上门，还有不少政府部门来考察调研，商讨研究产业政策，帮企业解决实际困难。去年8月，本源量子宣布完成近10亿元B轮融资，刷新全球量子计算企业融资纪录，未来将用于更高位数量子计算机的研制、量子计算应用的落地推广。本源量子的成长轨迹也是量子行业从无到有的发展缩影。2021年，“量子信息”首次出现在“十四五”规划及政府工作报告中，国家在量子通信、量子计算、量子测量等量子信息科学重点领域的投入将持续增加，并将大力支持相关企业的发展。市场资本也持续涌入，数据显示，2022年全球量子信息公司共完成23.5亿美元以上的融资，超过2021年，相比2020年实现翻番。未来还有多远？今年春节，《流浪地球2》上映。电影中，以MOSS为代表的“550系列量子计算机”拥有顶尖算力，可以调动全球计算资源，控制太空电梯、行星发动机的运行等。张辉表示，在可见的未来，量子计算机将为金融交易、药物研发、新材料设计、航空航天、机械制造等领域提供“量子算力”支持，这些都是经典计算无法超越的。对很多人来说，MOSS的形象可能是他们第一次对量子计算机有直观印象。2月6日，本源量子宣布其4台量子计算机首次向社会开放参观活动后，受到广泛关注。不到5天时间，预约报名超过2000人，开放的参观名额仅为30人。张辉觉得，推动量子计算这一前沿技术的普及，相应的科普必不可少，“要让更多人对量子计算产生兴趣并参与进来”。此前，他们在合肥落成了本源量子计算体验中心，并携手广东德美、容山中学共同探索量子计算教育在中小学校园的实践。从2021年开始，教育部正式把量子信息学科加入本科生教育，旨在加快量子领域人才梯队培养。3年前，张辉和同事筹办量子计算编程比赛，计划邀请国内外知名的高校和相关团队参加。“当时根本搞不起来。一共就只有20多支队伍，大家互相之间都认识。”张辉苦笑。去年，姗姗来迟的首届量子计算编程挑战赛终于开赛，吸引到约700支队伍参赛。今年4月，第二届比赛举办，参赛队伍超过800支，还分设了高校组和专业组两个赛道。除量子计算机外，本源量子还自主研发出国内首个量子计算机操作系统。越来越多的人才、资本流向量子赛道，带动的是整个产业的蓬勃发展。比如，聚焦量子计算全产业链开发，本源量子在量子计算机的工程之路上“沿途下蛋”，催生出一大批原创性成果，并推动了量子计算产业联盟的成立。张辉的设想是，通过产业联盟集聚起包括计算科技、机器学习、人工智能等在内的上下游企业，加速量子计算技术开发，探索量子计算应用落地，共同建立和拓展量子计算产业生态圈。这也是合肥乃至安徽的雄心。早在2017年，安徽省就专设总规模100亿元的量子科学产业发展基金，并设立墨子量子科技基金等。如今，依托中科大的人才优势和众多量子信息头部企业的聚合优势，合肥正成为量子产业发展的高地。这些年，张辉和不少地方政府打过交道，但相比而言，合肥提供的政策落地性更强，规划也更为长远。未来，合肥还将规划建设覆盖全产业链的量子科技产业园。接下来，本源量子即将发布最新量子计算机“悟空”，同时将开启新一轮融资。对张辉来说，他和量子计算的故事，还有更多可书写的篇章。

经中华人民共和国国家版权局审核，根据《计算机软件保护条例》和《计算机软件著作权登记办法》的规定，由深圳市朗诚实业有限公司自主研发的《海洋浮标自动监测系统》于2011年11月18日获得中华人民共和国国家版权局颁发的《计算机软件著作权登记证书》。即日起，其版权将得到&ldquo 中国版权保护中心&rdquo 的有效保护。 海洋浮标自动监测系统是基于自动监测浮标的监测对象，分别对水质、气象、营养盐等各类数据信息进行综合管理，建立模型对数据进行分析、评价，开发管理决策专题子系统，满足海上运动赛区环境监测、海水浴场与滨海旅游区环境、赤潮灾害监测预警、海洋排污监控管理、海洋环境信息发布等功能，为政府管理部门、海上运动执行部门、海水浴场和滨海旅游区管理部门、及其它涉海企业、社会公众等提供海洋环境信息应用服务。附证书:

p　　2015年5月26日，CFDA曾发布“《药品生产质量管理规范(2010年修订)》计算机化系统和确认与验证两个附录的公告(2015年第54号)”,其两个附录分别为“计算机化系统”和“确认与验证”。公告自2015年12月1日起实施。/pp　　简单来说，法规要求制药企业所有用于放行产品、产生数据的仪器，都必须具备“审计追踪”功能，以保证a title="" style="color: rgb(255, 0, 0) text-decoration: underline " href="http://www.instrument.com.cn/application/industry-S22.html" target="_self"span style="color: rgb(255, 0, 0) "strong数据完整性/strong/span/a 必须对系统访问及操作进行记录，以显示“何时由谁因何原因做出了什么动作”。/pp　　新颁布的《计算机化系统》法规附录是国内法规与国际接轨的重要一步，将填补国内对于计算机化系统要求的法规空白，是实现与国际法规监管机构之间相互认可的前提条件之一。/pp　　从制药企业自身来说，历经2015年全年CFDA频繁的飞行检查，不断有企业GMP证书被取消，国内GMP的监管力度显著提高，无论从保证产品质量，还是从应对检查的角度来讲，企业都必须符合《计算机化系统》法规的要求。/pp　　法规还提出对电子数据安全性的要求。电子数据安全性一般分为逻辑安全性和物理安全性。逻辑安全性即是通过软件自身的权限控制对数据的访问、录入、修改和删除等操作，确保不被人为误操作或有意的篡改行为而影响数据安全。而物理安全性，即是对数据存储的介质(如硬盘、光盘、服务器等)进行保护，确保系统本身不会因为物理介质的损坏或故障造成数据丢失。/pp　　另外，还单独列出了“数据备份要求”，这将提高制药企业对数据备份的重视，不论是以电子数据作为主数据，还是纸质打印件作为主数据。/pp　　通过“审计追踪”功能，可追踪对数据的访问的更改，是维护系统安全的关键。/pp　　《计算机化系统》附录明确认可电子数据和电子签名，这意味着原始数据可以不用像以往那样打印出来再签名，直接对电子数据进行签名是合规的。在不久的将来，制药企业或将由传统的纯纸质记录逐渐转向更为灵活的电子数据和信息环境。/pp　　根据《计算机化系统》附录的要求，除了色谱类(LC和GC)数据，实验室也要确保非色谱类数据的安全性和合规性，比如质谱、红外、核磁等仪器，至少要保证试验时间无法修改。/pp　　如今，距公告开始实施已近两个月，虽然因经济原因部分企业可以延期施行，但这已经是大势所趋，未来所有企业都必须符合新版GMP要求才可进行生产。目前进口仪器的相关计算机化系统功能都比较完备，但价格不菲。举例来说，十万分之一的分析天平，其微电脑控制面板可确保操作能够被记录，但价格均在十万元人民币以上，对于药厂来说，一台分析天平显然不可能满足日常生产检验的需求，可想而知，符合新法规的药物分析仪器如果都采用进口仪器，花费必然可观 国产仪器虽然物美价廉，但是在计算机化系统上，却仍为短板，为符合GMP计算机化系统要求，国产仪器厂商将面临严峻挑战。/ppbr//p

国际著名学术期刊《自然》最新发表一篇量子物理学论文，首次报道了利用一台量子处理器对全息虫洞进行量子“模拟”。这一演示使用的是谷歌(Google)的悬铃木(Sycamore)处理器，标志着距离在实验室研究量子引力的可能性又进了一步。该论文介绍，广义相对论描述的是高能或高物质密度的物理世界，比如天体物理对象。量子力学描述的则是原子和亚原子水平上的物质。量子引力是一种假设的物理理论，描述的是与这两类情况都相关的对象，比如黑洞的内部。不过，量子力学与广义相对论在根本上是不相容的，因此对于量子引力的理论目前尚未达成共识。而全息原理是连接不同理论的一种方式，或有助于调和量子力学和广义相对论，它利用一个受限的物理系统将相对论解释为量子物理学的扩展。本次研究中，根据全息原理，论文通讯作者、美国加州理工学院玛丽亚斯皮罗普鲁(Maria Spiropulu)和同事与合作者设计了一个简单系统，用来模拟一个全息虫洞，其经过适当设计的量子系统的性质符合引力系统所该有的性质。该量子模拟利用一台量子计算机进行，有一个9量子比特的电路。量子比特在这台处理器上传输时的动力学特征与量子比特穿过可穿越虫洞时所该有的动力学特征相同。

12月8日，陈志列代表研祥集团与中科院计算技术研究所签署了龙芯嵌入式技术应用战略合作协议，研祥生产的特种计算机将采用龙芯CPU。　　 　　研祥集团是中国同行业中唯一的上市公司，是中国特种计算机行业的龙头企业。从芯片到板卡、模块、整机以及嵌入式系统，研祥已经全面融合了中国自主研发的所有尖端科技，具有国际水平。据了解，研祥已推出多款全球首创的基于龙芯CPU技术的嵌入式产品，如龙芯2E宽温抗震防水车载计算机、龙芯2E4网口网络应用主板等高功效、低能耗的新品。　　龙芯CPU是由中科院计算所自主研制的我国首枚通用处理器芯片。计算所所长李国杰院士表示，计算所科研工作的重点不仅是提高攻克核心技术的能力，还要加强产业化进程，与研祥的战略合作将加强龙芯在嵌入式行业的应用。

21世纪已是信息化时代，传统的办公方法已满足不了现今快节奏的办公方式，这就要求企业需要给自己量身制作一套适合自己的信息化系统。但是企业的信息化建设不仅仅是设备机器上的更新换代，更重要的是应该以使用计算机的人为中心，提升员工的计算机应用水平才是重点。 5月31日，应部分公司员工要求，由电子商务部技术人员主讲了一堂计算机基础知识普及课，主要包括OFFICE办公软件的用法讲解，以及提到了日常常见问题的处理办法，另综合阐述了计算机的组成结构和计算机网络的概念。 此类课程以后还会继续培训下去，这样使得我公司员工对计算机的认识上升一个台阶，更重要的是使他们更易于接受网络技术人员提出的新的系统和新的办公方式（OA,,VPN等）。企业不断完善自己的信息化系统，我们的员工也要不断完善自己的计算机知识。二者相辅相成才能造就企业的蓬勃发展和高效率应变能力。

上一期中，我们预期了GMP法规新附录《计算机化系统》将为制药企业带来的影响，提到Empower 3网络版软件可以解决色谱数据的安全性、合规性和备份问题。那么，对于非色谱类仪器，如何解决它们的数据管理问题？本期我们将进行详细的讨论。 根据《计算机化系统》附录的要求，除了色谱类（LC和GC）数据，实验室也要确保非色谱类数据的安全性和合规性，比如质谱、红外、核磁等仪器。对于这些无法通过Empower网络版软件控制的系统，沃特世提供另一种数据管理解决方案——NuGenesis SDMS科学数据管理系统，它可以自动采集、编目原始数据和报告数据，将来自任何仪器的原始数据归档至安全、可靠的Oracle数据库中，符合电子记录和电子签名的规定等，最终帮助企业满足法规要求。 数据备份、归档 CFDA的《计算机化系统》法规附录里强调了电子数据的备份和归档的重要性，不论是以电子数据作为主数据，还是纸质打印件作为主数据。而FDA也认为，完整、准确的数据副本非常重要，因为纸质打印件已不再适合代替电子数据。NuGenesis SDMS以Oracle作为底层数据库，可以自动、准确地采集原始数据和报告数据，并归档到数据库中；可对数据的变化进行追踪，并将每一次变化保存到数据库，保护其不被篡改。相比其他备份软件采用的固定备份周期，如：每天一次或每周一次，NuGenesis SDMS对数据进行实时备份，显著降低了故障发生时的数据丢失率。 审计追踪 通过“审计追踪”功能，可追踪对数据的访问的更改，是维护系统安全的关键。审计追踪不完整或缺失会影响数据的完整性，甚至影响产品质量。从过去的审查案例中可以看到，通过审计追踪可以有效发现是否有数据操纵行为发生。而当在审查过程中发现数据偏差时，审计追踪显得尤为重要。 NuGenesis科学数据管理系统（SDMS）审计追踪自动生成，能够为所有非色谱类系统提供： 1. 采集所有历史信息（人员、时间、内容），包括任何数据的插入、对元数据的修改、记录副本及删除等动作。 2. 不允许更改数据本身。 3. 追溯用户权限的修改。 4. 识别无效或已修改的记录。 5. 能够对所有原始数据和报告数据进行校验确认，保护系统内的数据免遭修改。这些功能大大降低了信息丢失或修改的风险，保持记录的完整性。当面临审计要求、要提供客观证据时，可以从在线NuGenesis SDMS数据库中快速、方便地找到证明文档，而无需人工翻查纸质打印报告，显著提高了效率。 电子审批 《计算机化系统》附录明确认可电子数据和电子签名，这意味着原始数据可以不用像以往那样打印出来再签名，直接对电子数据进行签名是合规的。在不久的将来，制药企业或将由传统的纯纸质记录逐渐转向更为灵活的电子数据和信息环境。如果企业决定采用电子审批，那么同样的，Empower网络版软件可以快速、方便地解决色谱类仪器的电子签名；而对于实验室中的非色谱类仪器，同样可以交给NuGenesis SDMS去解决它们的电子审批过程。 虽然《计算机化系统》附录并没有明确电子签名的相应法规，但从NuGenesis SDMS在满足21 CFR Part 11对电子签名的要求中可以看出，它可以提供一系列功能，满足Part 11对电子签名的要求。 1. 签名的显示——NuGenesis SDMS中的电子签名可显示：1）签名者的完整印刷体姓名；2）执行签名的日期和时间；3）签名的含义（复核、审批、授权、职责）。在签署记录时，这些都是必需要素。此外，NuGenesis SDMS可防止电子签名被重新分配和使用，不允许在应用电子记录后删除该电子记录中的签名信息，确保了电子签名的唯一性。 2. 签名/记录链接——NuGenesis SDMS能够在电子签名和原始电子记录间建立无法破坏的链接，确保签名无法被删除、复制或转移。 以上仅列出了NuGenesis SDMS的几项关键功能，帮助制药企业轻松、可靠地管理非色谱类仪器数据，满足合规性要求。 如您对法规、软件等有任何问题，欢迎继续通过微信向我们留言或发送邮件至yong_jin@waters.com，我们将在下期文章中收集读者最关心的问题，给予详细的解答，敬请关注。

美国明尼苏达大学双城分校科学家开发出一种新型超导二极管，该器件更节能，可一次处理多个电信号，还包含一系列控制能量流动的门，而此前的超导二极管不具备这一功能。新型超导二极管有助扩大量子计算机的规模，提高人工智能（AI）系统的性能。相关论文发表于最新一期《自然通讯》杂志。新型超导二极管。图片来源：明尼苏达大学双城分校论文资深作者、物理与天文学院副教授弗拉德普瑞比格指出，科学家希望使计算机变得更强大，但目前的材料和制造方法很快会出现一些硬件上的瓶颈，因此需要新方法来开发计算机，目前提高计算能力的最大挑战之一是其耗能太高。二极管通常由半导体制成，但科学家一直希望用超导体制造二极管，因为超导体能在不损失能量的情况下工作。在最新研究中，普瑞比格团队使用3个约瑟夫逊结制造出了新超导二极管。这些约瑟夫逊结通过将非超导材料夹在超导体之间制成，随后他们让超导体与半导体层相连，这一独特设计使他们能用电压控制设备的行为。结果显示，该设备能够处理多个信号输入，而典型的二极管只能处理一个输入和一个输出。这一功能可应用于神经形态计算，这种计算通过模仿神经元在大脑中的功能来提高AI系统的性能。研究团队表示，该设备接近有史以来最高能效，而且他们首次证明了可添加门并施加电场来获得这些特性。新设计不仅所用材料更适合工业生产制造，还提供了新功能，原则上适用于任何类型的超导体，并有助于促进量子计算机的开发。

细胞内有数以亿计的碱基、表达程序以及运行策略，而且各不相同。单细胞测序技术可解读单个细胞里的这些信息，但人工干预多、过度依赖人为选定的标记基因使得单细胞测序技术对细胞的注释稳定性较低。可以理解为，同一类细胞用不同的模型解析，结果不同，对一些特殊细胞“公说公有理婆说婆有理”的分析结果往往难以得到广泛认可。解决上述问题的关键是减少人工干预。9月27日，《自然》子刊《自然机器智能》刊载了我国团队首创的单细胞转录组细胞类型注释算法。该算法可以将细胞中的信息转变为计算机能够理解和学习的“语言”，让计算机和细胞直接“对话”，减少人为因素影响。细分细胞亚型，准确度提升7%据算法研发团队腾讯人工智能实验室方面介绍，新算法，即scBERT模型，对最难分类的外周血单核细胞进行了分类，结果显示人工智能能够做到精准标注、注释极其难区分的两类细胞，例如能够准确区分CD8+细胞毒性T细胞和CD8/CD45RA+T细胞。研发团队成员告诉科技日报记者，“在极具挑战的外周血细胞亚型细分任务上，新算法相较现有最优方法的70%准确度再提升了7%。”此外，团队还在已有的单细胞数据集中，将新算法的性能与其他算法进行了对比，这些数据集涵盖17个主要器官或组织、包含50多个细胞类型、超过50万个细胞。论文中显示，对于每个数据集，团队均采用了五倍交叉验证策略，以避免随机结果对结论的影响。结果显示，新算法对大多数数据集的分析结果在精确度和综合得分方面均表现优异。研发人员表示，针对不同的单细胞分析任务和数据集解析任务，都会有不同的算法成为最佳算法，也就是说有的算法擅长某几类任务，有的算法擅长另几类任务，无法通用，而基于scBERT模型的新算法则表现了很强的通用性，在全部的数据集解析任务中均被列为最佳算法。跨界使用“工具”，让机器读懂细胞语言那么，新算法为什么能让机器通过学习读懂细胞中的复制、翻译、转录的语言呢？相关研发人员解释，“我们首次将‘transformer’运用到单细胞转录组测序数据分析领域。 transformer这种架构从发明以来一直被用在自然语言处理领域，用于进行诸如机器翻译类的工作，成为比较通用的一个框架组件，但我们将它运用到了细胞注释领域。”得益于对计算机处理人类语言和单细胞信息之间的共性理解，团队将已经成熟的人工智能架构进行创新性地“跨界”使用，大大提升了细粒度单细胞分子图谱的构建效率。“跨界工具”让新模型赋予计算机读懂细胞活动的基础，但要想读得准、读得透、读得精，还需要基于大规模的语言预训练。论文显示，为了解决来自不同项目、测序平台的数据难以互通有无的难题，“scBERT” 模型在预训练数据上没有做任何的降维或筛选处理，最大程度上保留数据本身的特性和信息，并学习了包含不同实验来源、批次和组织类型的单细胞数据，以保证模型理解“通用”的知识，不仅捕获单个基因的表达信息还理解基因间的协作。据介绍，该技术可以给生物体中每个细胞都印上专属“身份证”，“单细胞身份证”的应用不仅可以助力疾病致病机制分析、药物靶点发现等基础研究，也可以在临床上高精度地“刻画”肿瘤微环境，推动精准治疗的进一步完善。

（中国，苏州） 美国北极星成像公司（North Star Imaging，简称NSI）在中国苏州建立了第一家工业X射线数字成像和计算机断层扫描 (CT) 设备演示与检测服务实验室，将为亚洲市场提供相关服务和市场应用。NSI 亚洲实验室竭诚为新老客户提供特定应用解决方案相关的技术咨询和支持，帮助他们更好地选择适合的设备和所需的检测服务。典型的检测服务包括内部尺寸测量、三维 CAD（计算机辅助设计）比对、孔隙率分析、逆向工程的表面重建，有限元分析和失效分析等。该实验室配备 NSI 的多功能系统 X5000系列，可提供X射线数字成像和 CT 检测服务，扫描范围达0.8m x 1.2m。与传统X射线不同的是，CT系统可以显示被测工件的横断面图像以及内外部的三维图像。NSI 从事无损检测 (NDT) 服务已有30余年，致力于生产X射线二维数字成像和三维 CT 设备，同时开发系统需要的软件。该公司拥有种类广泛的产品组合，可以满足用户对更大 CT 扫描范围和更高成像分辨率的要求。对X射线数字成像和 CT 演示和检测服务感兴趣者可联系公司安排产品演示，在X5000 CT系统上进行样件检测。

2023年9月6日，第二十届北京分析测试学术报告会暨展览会(BCEIA2023)开幕首日，2023BCEIA金奖颁奖礼在中国国际展览中心顺义馆南登录厅颁奖台举行并揭晓获奖名单，13台仪器整机、5款仪器零部件斩获殊荣。其中，由中国科学院生态环境研究中心申报的“RS-Single Cell ICP-MS进样装置”斩获分析测试仪器零部件金奖。此款获奖产品有哪些创新之处?申报背后有哪些故事?仪器信息网第一时间采访了中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室的胡立刚研究员，以下为采访实录，以飨读者。仪器信息网：首先恭喜您团队获得“2023BCEIA金奖 (分析测试仪器零部件)”，请向广大网友介绍一下本次获奖技术。　　本次获奖的RS-Single Cell ICP-MS进样装置是由我们团队研制的ICP质谱关键零部件，是目前唯一在国内生产，具备自主知识产权的同类型产品，该装置的主要创新点和优势体现在：(1)采用自主研制的单通道ICP-MS进样雾化室，极大地提高了样品的传输效率，减少传输导致的歧视效应 (2)可集成低流速注射泵和温控装置，能够在0-110℃的范围内实现单细胞、单颗粒等非均一样品的长时间、低流速稳定进样 (3)基于计算机辅助设计结合3D打印精确加工的制造工艺，大幅缩减了研制周期和成本。相关产品已申请国家专利8项，已获得授权5项，可以完全替代进口产品。　　仪器信息网：您团队所研制的仪器成果解决了哪些实际问题，主要用户有哪些，成果的市场前景如何?　　常规的ICP-MS进样系统用于单细胞、单颗粒等非均一样品分析时的进样效率低，缺乏专门的进样系统，由于结构复杂，对加工精度要求高，目前国内外只有Glass Expansion等几家公司掌握了单细胞ICP-MS分析模块制造的核心技术，Agilent和Perkin Elmer等极少数国外公司通过使用该技术推出了相关产品，国内只有少数熟练的工人技师能够加工进样部件，但加工精度及制造速度难以满足规模化生产的需求。我们基于计算机辅助设计结合3D打印精确加工的制造工艺，成功研制出一套具备自主知识产权的ICP-MS进样系统，专门用于非均一样品的分析，该装置具有优异的性能，可适配不同厂家不同型号的ICP-MS仪器，并且大幅缩减了研制周期和成本。　　目前本产品的用户和合作方主要包括国内的一些质谱厂商和从事相关研究的科研院校，包括岛津、莱伯泰科、杭州谱育、山东英盛生物、山东省分析测试中心、国科大杭州高等研究院环境学院和江汉大学等。　　由于该零部件是目前唯一在国内生产的同类型产品，性能优异，成本也大幅降低，且近年来单细胞/单颗粒分析是研究的热点领域，预计该装置有望打破国外公司的垄断，将会有较好的市场前景。　　仪器信息网：对于此次获奖您有何感受?您认为“2023BCEIA金奖”将给青年人带来怎样的影响?　　BCEIA金奖是中国分析测试协会为了奖励为我国分析测试技术创新发展做出贡献的科技型企事业单位而设立的奖项，该奖每两年评选一次，由中国分析测试协会颁发奖牌和证书，在领域内认可度非常高。特别是考虑到从“十二五”开始，国家科学仪器专项支持的重点已经逐步从整机转向关键零部件，2023年BCEIA金奖也首次将分析仪器的零部件列入申报范围。这对于从事分析仪器和零部件研制工作的青年研究人员来说是很好的认可，能够激励他们在今后的研究中投入更大的热情，研制出更好的产品。　　仪器信息网：后续您团队还将开展哪些产学研方面的创新工作?　　后续我们团队将继续围绕质谱核心器件的研制开展相关研究工作，聚焦质谱在环境分析、医疗健康等领域应用面临的实际需求和国产替代升级问题，在开展基础科学研究的同时，积极推动相关成果的产业化，也希望能够引导更多有兴趣的青年才俊从事与仪器研发的相关工作，努力推动国产仪器的高质量发展。