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World File Search System十亿年
月球手电筒：照亮月球南极
月球上的水既是科学记录，也是探索资源。挥发性化合物是行星起源、演化及其与太空环境相互作用的基本示踪物。观测到的凝聚态挥发物的丰度和化学存量也可能揭示太阳系不同区域之间的动态交换历史。在月球两极附近，大面积的常年（或“永久”）阴影形成了冷阱，挥发物可以在其中保持数十亿年的热稳定性。因此，PSR 可能记录了地质时期内挥发物的输送、运输、封存和损失 [1]，[2]。此外，水可能是原位资源利用 (ISRU) 的重要目标，其中可以从水冰沉积物中提取用于生命维持的 O 2 和 H 2 O 或用于燃料和推进剂的 H 2 和 O 2 [3]–[5]。
生物圆形材料联盟2024进度报告
由植物，动物和微生物等活生物体创建的生物材料是地球上生命的基础。这些非凡的材料通过自然过程维持生态系统，分解为有机物并将其作为养分再生，这一周期为我们星球上的生命提供了数十亿年的能力。现在，相同的过程可以帮助解决我们当今面临的一些最大的环境挑战。行动的紧迫性从来没有更清楚。全球行业，尤其是纺织品，正在努力应对不可持续的线性系统的后果：提取，使用，丢弃。这种方法驱动了资源耗竭，填充垃圾填埋场和严重损害的生态系统。仅全球纺织工业每年就会产生数百万吨的废物，其中大部分最终被焚化或垃圾填埋场，导致环境退化。
超过100个量子比特的超导量子计算
谷歌去年 12 月发布的 105 量子比特 Willow 处理器获得了广泛赞誉，不仅因为其质量和规模，还因为它能够承载低于阈值的表面码存储器——这种存储器可能对容错量子计算很有用 [ 1 ]。现在，潘建伟和他的同事们提出了祖冲之 3.0，它有 105 个量子比特，排列成 15 × 7 的阵列，还有 182 个量子比特耦合器（图 2 ) [ 2 ]。研究人员通过对 83 个量子比特的子集进行 32 个逻辑周期的随机电路采样来测试他们的新设备。他们确定，最强大的经典计算机需要数十亿年的运行时间才能模拟他们的量子处理器在 100 秒内生成的概率分布。这一性能比谷歌的 67 和 70 量子比特的 Sycamore 处理器 [ 6 ]（Willow 的两个前身）高出几个数量级。
VLBI 拍摄遥远类星体的图像 - 喷气推进实验室
数十亿光年外的类星体图像是甚长基线干涉测量 (VLBI) 空间天文台计划的惊人初步成果之一，这是一种新型天文学任务，它使用卫星和地面无线电天线的组合来创建比地球更大的望远镜。日本宇宙航空科学研究所 (ISAS) 于 1997 年 2 月发射的无线电干涉测量任务的初步结果发表在 9 月 18 日的《科学》杂志上。JPL 是支持该任务的国际组织联盟的一部分，该联盟创建了有史以来最大的天文“仪器”——一个直径超过地球直径 2.5 倍的射电望远镜。作为有史以来最复杂的太空任务之一，太空 VLBI 为天文学家提供了迄今为止最清晰的宇宙视野之一。《科学》杂志的文章发布了四张新图像，所有图像都描绘了类星体，它们的辐射估计已经传播了数十亿年
进化上保守的精子因子 DCST1 和 DCST2 是配子融合所必需的
摘要 为了触发配子融合，精子需要激活分子机制，其中精子 IZUMO1 和卵母细胞 JUNO（IZUMO1R）相互作用在哺乳动物中起着至关重要的作用。尽管最近已经确定了一组参与此过程的因子，但尚未报道在脊椎动物和无脊椎动物中都能发挥作用的共同因子。在这里，我们首先证明进化保守的因子树突状细胞表达的七个跨膜蛋白结构域 1（DCST1）和树突状细胞表达的七个跨膜蛋白结构域 2（DCST2）对小鼠的精子-卵子融合至关重要，这已通过基因破坏和互补实验得到证实。我们还发现另一个与配子融合相关的精子因子 SPACA6 的蛋白质稳定性受到 DCST1/2 和 IZUMO1 的不同调节。因此，我们认为精子通过整合各种分子途径来确保哺乳动物的正常受精，其中包括经过近十亿年进化而形成的进化保守的系统。
VLBI 拍摄遥远类星体图像 - 喷气推进实验室
数十亿光年外的类星体图像是甚长基线干涉测量 (VLBI) 空间天文台计划的惊人初步成果之一，该计划是一种新型天文学任务，使用卫星和地面无线电天线的组合来创建比地球更大的望远镜。1997 年 2 月由日本宇宙航空科学研究所 (ISAS) 发射的无线电干涉测量任务的初步结果发表在 9 月 18 日的《科学》杂志上。JPL 是支持该任务的国际组织联盟的一部分，该联盟创建了有史以来最大的天文“仪器”——一个直径超过地球直径 2.5 倍的射电望远镜。作为有史以来最复杂的太空任务之一，太空 VLBI 为天文学家提供了迄今为止最清晰的宇宙视野之一。《科学》杂志的文章发布了四张新图片，这些图片均描绘了类星体，据估计，这些类星体的辐射已经传播了数十亿年
第 28 单元：可持续能源
学习目标 A 要求您帮助学习者建立关于化石燃料（煤炭、原油和天然气）、它们对环境的影响、可再生能源技术及其优缺点的先前知识和理解。学习者需要了解煤炭副产品（煤焦油）的用途和重要性。小组合作调查化石燃料与全球变暖、气温和海平面上升、干旱风险增加、热浪和风暴强度以及这些如何导致生态破坏有关的环境影响，将使学习者展示和获得知识、理解和人际交往技能。必须调查和了解有毒空气污染物及其对健康的影响。必须调查和了解水力压裂获取石油和页岩气及其对环境的影响。学习目标 B 可以从研究可持续和替代能源生产的定义开始。化石燃料是不可持续的，因为一旦燃烧，它们的能量就会永远消失，剩余的储量是有限的——估计需要几十年或几个世纪。太阳能是可持续的，因为太阳预计还能以目前的状态持续存在五十亿年。
人工智能：绕过莫拉维克悖论？
人工智能 (AI) 的概念，即具有类似人类认知能力的机器，已经存在了几十年。有趣的是，长期以来人工智能研究的主要教训是，难题很容易解决，而容易的问题很难解决。虽然让计算机成功解决最难的成人水平的逻辑问题相对容易，但我们认为理所当然的儿童心智能力——识别面孔、拿起铅笔、走过房间、回答问题——却与直觉相反，却是计算机最难解决的问题之一。这一观察结果被称为莫拉维克悖论，以奥地利科学家汉斯·莫拉维克命名。他推断，最古老的人类技能（运动、语言）在数十亿年的进化后大部分是无意识的，而抽象思维是最近才获得的，因此更容易进行逆向工程。这种限制意味着人工智能应用在历史上大部分时间都集中在非常小众的领域。然而，直到 21 世纪最初几十年，随着计算能力、数据生成/存储和机器学习技术的巨大进步，我们才终于进入真正的人工智能时代的关键时刻。
量子计算
计算机减少了人类的努力，也专注于提高性能以推动技术进步。人们已经设计出许多方法来提高计算机的性能。其中一种方法是减小系统中使用的晶体管的尺寸。另一个非常重要的方法是使用量子计算机。事实证明，它在用于分解大数时非常有效。人们发现它可以在 20 分钟内解密代码，而传统计算机则需要数十亿年。这是专注于这个主题的一大动机。量子计算机使用“量子位”或量子比特来具有三种状态 - 0、1 和 0 或 1。最后一种状态是相干态。这使得可以同时对两个不同的值执行操作。然而，这带来了退相干的问题。使用量子计算机进行计算变得困难。量子计算机需要具有五种能力 - 可扩展系统、可初始化状态、长退相干时间、量子门的通用集、高效测量。量子计算机的架构是计算机领域的新研究领域。它由量子算法、错误管理和集群状态计算衍生而来。如果没有它，量子算法就不会如此高效。要充分利用量子计算机的强大功能，算法应该基于量子并行性，即一个序列周期。