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Light: Science & Applications 这个长春光机所跟nature合办的期刊,虽然一般国内不承认其为nature子刊,但是从其影响因子来看,基本都是碾压Nature Communications的。
鉴于亚太地区近年来研究成果的快速增长，2006年1月份由自然日本公司（Nature Japan .）成立了自然出版集团（NPG Nature Publishing Group）。自然日本公司是1987年在东京成立的，代表自然出版集团（NPG）在亚太地区出版《自然》杂志（Nature）。改名后的公司聚集了来自自然出版集团分布在该地区东京、香港、墨尔本和德里等机构的员工。自然出版集团自成立以来规模扩大了三倍以上，到2009年5月员工人数已超过80。凭借自然日本公司强大的销售、市场推广及编辑力量，我们出版了几个新刊物，它们既代表自然出版集团各种不同的出版业务，又代表自然出版集团所特有的新业务。2007年1月创刊的《自然光子学》杂志（Nature Photonics）是自然出版集团最新学术刊物之一，其核心编辑团队、包括编辑制作团队在东京，而分项编辑业务则在伦敦。在此之前，《自然》系列的所有学术刊物都是在英国或美国出版的。《自然光子学》的核心团队之所以设在东京，是因为日本及相邻亚洲地区企业及学术机构在光子学领域的研究力量在迅速发展。基于类似的原因，我们为在东京出版的《自然纳米技术》杂志（Nature Nanotechnology）（2006年10月创刊）任命了一位讲汉语的编辑和一位讲日语的顾问编辑。《自然光子学》和《自然纳米技术》的编辑们正在与整个亚太地区的研究人员建立联系，鼓励他们向其刊物投稿一流研究论文；让亚太地区更多研究人员参与投到他们刊物的文章的审稿工作；同时去发现在当地刊物上所发表的及在当地会议上所提交的一些最好的研究工作，以便在《自然光子学》和《自然纳米技术》上介绍其主要内容。
Nature出版社出版的子刊是一个很广泛的概念，不仅包括Nature Communications、Nature Materials、Nature Methods等杂志，也包括Nature Nanotechnology、Nature Photonics、Nature Biomedical Engineering等杂志。Light是Nature出版社出版的一个子刊，可以被认为是Nature子刊。
从Fortran到，这些计算机编码和平台让生物学、气候科学和物理学等学科的发展达到了真正“日新月异”的速度。
2019年，事件视界望远镜团队让世界首次看到了黑洞的样子。不过，研究人员公布的这张发光环形物体的图像并不是传统的图片，而是经过计算获得的。利用位于美国、墨西哥、智利、西班牙和南极地区的射电望远镜所得到的数据，研究人员进行了数学转换，最终合成了这张标志性的图片。研究团队还发布了实现这一壮举所用的编程代码，并撰文记录这一发现，其他研究者也可以在此基础上进一步加以分析。
这种模式正变得越来越普遍。从天文学到动物学，在现代每一项重大科学发现的背后，都有计算机的参与。美国斯坦福大学的计算生物学家迈克尔·莱维特因“为复杂化学系统创造了多尺度模型”与另两位研究者分享了2013年诺贝尔化学奖，他指出，今天的笔记本电脑内存和时钟速度是他在1967年开始获奖工作时实验室制造的计算机的1万倍。“我们今天确实拥有相当可观的计算能力，”他说，“问题在于，我们仍然需要思考。”
如果没有能够解决研究问题的软件，以及知道如何编写并使用软件的研究人员，一台计算机无论再强大，也是毫无用处的。如今的科学研究从根本上已经与计算机软件联系在一起，后者已经渗透到研究工作的各个方面。近日，《自然》（Nature）杂志将目光投向了幕后，着眼于过去几十年来改变科学研究的关键计算机代码，并列出了其中10个关键的计算机项目。
这台CDC 3600型计算机于1963年交付给位于科罗拉多州博尔德的国家大气研究中心，研究者在Fortran编译器的帮助对其进行了编程
语言先驱：Fortran编译器（1957年）
最初的现代计算机并不容易操作。当时的编程实际上是手工将电线连接成一排排电路来实现的。后来出现了机器语言和汇编语言，允许用户用代码为计算机编程，但这两种语言都需要对计算机的架构有深入的了解，使得许多科学家难以掌握。
20世纪50年代，随着符号语言的发展，特别是由约翰·巴克斯及其团队在加州圣何塞的IBM开发的“公式翻译”语言Fortran，这种情况发生了变化。利用Fortran，用户可以用人类可读的指令来编程，例如x = 3 + 5。然后由编译器将这些指令转换成快速、高效的机器代码。
不过，这一过程仍然很不容易。早期的程序员使用打孔卡来输入代码，而复杂的模拟可能需要数万张打孔卡。尽管如此，新泽西州普林斯顿大学的气候学家真锅淑郎（Syukuro Manabe）还是指出，Fortran让非计算机科学家也能编程，“这是我们第一次能够自己给计算机编程”。他和同事们利用这种语言开发的气候模型是最早取得成功的模型之一。
Fortran发展至今已经到了第八个十年，它仍然广泛应用于气候建模、流体动力学、计算化学等学科，这些学科都涉及到复杂线性代数并需要强大的计算机来快速处理数字。Fortran生成的代码速度很快，而且仍然有很多程序员知道如何编写。古早的Fortran代码库仍然活跃在世界各地的实验室和超级计算机上。“以前的程序员知道他们在做什么，”美国海军研究院的应用数学家和气候模型师弗兰克·吉拉尔多说，“他们非常注重内存，因为他们拥有的内存非常少。”
信号处理器：快速傅立叶变换（1965）
当射电天文学家扫描天空时，他们捕捉到的是随时间变化的复杂信号杂音。为了理解这些无线电波的本质，他们需要看到这些信号作为频率的函数时是什么样的。一种名为“傅里叶变换”的数学过程可以帮到研究人员，但它的效率很低，对于一个大小为N的数据集需要N^2次计算。
1965年，美国数学家詹姆斯·库利和约翰·杜基想出了一种加速该过程的方法。快速傅里叶变换（FFT）通过递归（一种通过重复将问题分解为同类的子问题而解决问题的编程方法）将计算傅里叶变换的问题简化为N log2（N）步。随着N的增加，速度也会提高。对于1000个点，速度提升大约是100倍；100万个点则是5万倍。
这个“发现”实际上是一个再发现，因为德国数学家高斯在1805年就对此进行了研究，但他从未发表过。而詹姆斯·库利和约翰·杜基做到了，他们开启了傅里叶变换在数字信号处理、图像分析、结构生物学等领域的应用，成为应用数学和工程领域的重大事件之一。FFT在代码中的应用已有很多次，近年一个流行的方案是FFTW，被认为是世界上最快的FFT。
保罗·亚当斯是加州劳伦斯伯克利国家实验室分子生物物理学和综合生物成像部门的主任，他回忆称，当他在1995年改进细菌蛋白质凝胶的结构时，即使使用FFT和超级计算机，也需要“很多个小时，甚至数天”的计算。“如果在没有FFT的情况下尝试做这些，我不知道在现实中应该如何做到，”他说，“那可能要花很长时间。”
分子编目：生物数据库（1965年）
数据库是当今科学研究中不可或缺的组成部分，以至于人们很容易忘记它们也是由软件驱动的。过去的几十年中，数据库资源的规模急剧膨胀，影响了许多领域，但或许没有哪个领域的变化会比生物学领域更引人注目。
蛋白质数据库Protein Data Bank拥有超过17万个分子结构的档案，包括这种细菌的“表达子”（expressome），其功能是结合RNA和蛋白质合成的过程。
今天，科学家所用的庞大基因组和蛋白质数据库源于美国物理化学家玛格丽特·戴霍夫的工作，她也是生物信息学领域的先驱。20世纪60年代初，当生物学家们致力于梳理蛋白质的氨基酸序列时，戴霍夫开始整理这些信息，以寻找不同物种之间进化关系的线索。她与三位合著者于1965年发表了《蛋白质序列和结构图谱》，描述了当时已知的65种蛋白质的序列、结构和相似性。 历史 学家布鲁诺·斯特拉瑟在2010年写道，这是第一个“与特定研究问题无关”的数据集，它将数据编码在打孔卡中，这使得扩展数据库和搜索成为可能。
其他“计算机化”的生物数据库紧随其后。蛋白质数据库Protein Data Bank于1971年投入使用，如今详细记录了超过17万个大分子结构。加州大学圣地亚哥分校的进化生物学家拉塞尔·杜利特尔在1981年创建了另一个名为Newat的蛋白质数据库。1982年，美国国立卫生研究院（NIH）与多个机构合作，成立了GenBank数据库，这是一个开放获取的DNA序列数据库。
这些数据库资源在1983年7月证明了其存在价值。当时，由伦敦帝国癌症研究基金会蛋白质生物化学家迈克尔·沃特菲尔德领导的团队，与杜利特尔的团队各自独立报道了一个特殊的人类生长因子序列与一种导致猴子出现癌症的病毒蛋白质之间的相似性。观察结果显示了一种病毒诱发肿瘤机制——通过模仿一种生长因子，病毒会诱导细胞不受控制地生长。美国国家生物技术信息中心（NCBI）前主任詹姆斯·奥斯特尔说：“这一结果让一些对计算机和统计学不感兴趣的生物学家头脑里灵光一闪：我们可以通过比较序列来了解有关癌症的一些情况。”
奥斯特尔还表示，这一发现标志着“客观生物学的到来”。除了设计实验来验证特定的假设，研究人员还可以挖掘公共数据集，寻找那些实际收集数据的人可能从未想到的联系。当不同的数据集连接在一起时，这种力量就会急剧增长。例如，NCBI的程序员在1991年通过Entrez实现了这一点；Entrez是一个可以让研究人员在DNA、蛋白质和文献之间自由检索和比对的工具。
预测领先者：大气环流模式（1969年）
在第二次世界大战结束时，计算机先驱约翰·冯·诺伊曼开始将几年前用于计算弹道轨迹和武器设计的计算机转向天气预测问题。真锅淑郎解释道，在那之前，“天气预报只是经验性的”，即利用经验和直觉来预测接下来会发生什么。相比之下，冯·诺伊曼的团队“试图基于物理定律进行数值天气预测”。
新泽西州普林斯顿的美国国家海洋和大气管理局（NOAA）地球物理流体动力学实验室的建模系统部门负责人Venkatramani Balaji表示，几十年来，人们已经熟知这些方程式。但早期的气象学家无法实际解决这些问题。要做到这一点，需要输入当前的条件，计算它们在短时间内会如何变化，并不断重复。这个过程非常耗时，以至于在天气状况实际出现之前还无法完成数学运算。1922年，数学家刘易斯·弗莱·理查森花了几个月时间计算德国慕尼黑的6小时预报。根据一段 历史 记载，他的结果是“极不准确的”，包括“在任何已知的陆地条件下都不可能发生的”预测。计算机使这个问题变得很容易解决。
20世纪40年代末，冯·诺伊曼在普林斯顿高等研究院建立了天气预报团队。1955年，第二个团队——地球物理流体动力学实验室——开始进行他所谓的“无限预测”，也就是气候建模。
真锅淑郎于1958年加入气候建模团队，开始研究大气模型；他的同事柯克·布莱恩将这一模型应用在海洋研究中。1969年，他们成功将二者结合起来，创造了《自然》杂志在2006年所说的科学计算“里程碑”。
今天的模型可以将地球表面划分为一个个25公里 25公里的正方形，并将大气层划分为数十层。相比之下，真锅淑郎和布莱恩的海洋-大气联合模型划分的面积为500平方公里，将大气分为9个层次，只覆盖了地球的六分之一。尽管如此，Venkatramani Balaji表示，“这个模型做得很好”，使研究团队第一次能够通过计算机预测二氧化碳含量上升的影响。
数字运算机：BLAS（1979年）
科学计算通常涉及到使用向量和矩阵进行相对简单的数学运算，但这样的向量和矩阵实在太多了。但在20世纪70年代，还没有一套普遍认可的计算工具来执行这些运算。因此，从事科学工作的程序员会将时间花在设计高效的代码来进行基本的数学运算，而不是专注于科学问题。
加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室的Cray-1超级计算机。在BLAS编程工具于1979年问世之前，并没有线性代数标准可供研究人员在Cray-1超级计算机等机器上工作
编程世界需要一个标准。1979年，这样的标准出现了：基本线性代数程序集（Basic Linear Algebra Subprograms，简称BLAS）。这是一个应用程序接口（API）标准，用以规范发布基础线性代数操作的数值库，如矢量或矩阵乘法。该标准一直发展到1990年，为向量数学和后来矩阵数学定义了数十个基本例程。
美国田纳西大学计算机科学家、BLAS开发团队成员杰克·唐加拉表示，事实上，BLAS把矩阵和向量数学简化成了和加法和减法一样基本的计算单元。
美国德克萨斯大学奥斯汀分校的计算机科学家Robert van de Geijn指出，BLAS“可能是为科学计算定义的最重要的接口”。除了为常用函数提供标准化的名称之外，研究人员还可以确保基于BLAS的代码在任何计算机上以相同方式工作。该标准还使计算机制造商能够优化BLAS的安装启用，以实现在其硬件上的快速操作。
40多年来，BLAS代表了科学计算堆栈的核心，也就是使科学软件运转的代码。美国乔治·华盛顿大学的机械和航空航天工程师洛雷娜·巴尔巴称其为“五层代码中的机械”。而杰克·唐加拉说：“它为我们的计算提供了基础结构。”
显微镜必备：NIH Image（1987年）
20世纪80年代初，程序员韦恩·拉斯班德在马里兰州贝塞斯达的美国国立卫生研究院的脑成像实验室工作。该实验室拥有一台扫描仪，可以对X光片进行数字化处理，但无法在电脑上显示或分析。为此，拉斯班德写了一个程序。
这个程序是专门为一台价值15万美元的PDP-11小型计算机设计的，这是一台安装在架子上的计算机，显然不适合个人使用。然后，在1987年，苹果公司发布了Macintosh II，这是一个更友好、更实惠的选择。拉斯班德说：“在我看来，这显然是一种更好的实验室图像分析系统。”他将软件转移到新的平台上，并重新命名，建立了一个图像分析生态系统。
NIH Image及其后续版本使研究人员能在任何计算机上查看和量化几乎任何图像。该软件系列包括ImageJ，一个拉斯班德为Windows和Linux用户编写的基于Java的版本；以及Fiji，这是ImageJ的分发版，由德国德累斯顿的马克斯普朗克分子细胞生物学和遗传学研究所的Pavel Tomancak团队开发，其中包括关键的插件。“ImageJ无疑是我们所拥有的最基础的工具，”布洛德研究所（由麻省理工学院和哈佛大学联合创立）成像平台的计算生物学家贝丝·契米妮说，“我从来没有和一个使用过显微镜，但没有使用过ImageJ或Fiji的生物学家说过话。”
拉斯班德表示，部分原因可能是这些工具是免费的。但威斯康星大学麦迪逊分校的生物医学工程师Kevin Eliceiri指出，另一个原因是用户可以很容易地根据自己的需求定制工具。自拉斯班德退休后，Kevin Eliceiri的团队一直领导着ImageJ的开发。ImageJ提供了一个看似简单、极简主义的用户界面，自20世纪90年代以来基本上没有改变。然而，由于其内置的宏记录器（允许用户通过记录鼠标点击和菜单选择的序列来保存工作流）、广泛的文件格式兼容性和灵活的插件架构，该工具具有无限的可扩展性。该团队的编程主管柯蒂斯·鲁登表示，有“数以百计的人”为ImageJ贡献了插件。这些新添加的功能极大扩展了研究人员的工具集，例如在视频中跟踪对象或自动识别细胞的功能。
Kevin Eliceiri说：“这个程序的目的不是做到一切或终结一切，而是服务于用户的目标。不像Photoshop和其他程序，ImageJ可以成为你想要的任何东西。”
序列搜索器：BLAST （1990年）
可能没有什么能比把软件名称变成动词更能说明文化的相关性了。提到搜索，你会想到谷歌；而提到遗传学，研究者会立刻想到BLAST。
通过诸如替代、删除、缺失和重排等方式，生物将进化中的改变蚀刻在分子序列中。寻找序列之间的相似性——特别是蛋白质之间的相似性——可以让研究人员发现进化关系，并深入了解基因功能。在迅速膨胀的分子信息数据库中，想要快速而准确地做到这一点并不容易。
玛格丽特·戴霍夫在1978年提供了关键的进展。她设计了一种“点接受突变”矩阵，使研究人员不仅可以根据两种蛋白质序列的相似程度，还可以根据进化距离来为评估它们的亲缘关系。
1985年，弗吉尼亚大学的威廉·皮尔森和NCBI的大卫·利普曼引入了FASTP，这是一种结合了戴霍夫矩阵和快速搜索能力的算法。
数年后，利普曼与NCBI的沃伦·吉什和斯蒂芬·阿特舒尔，宾夕法尼亚州立大学的韦伯·米勒，以及亚利桑那大学的吉恩·迈尔斯一起开发了一种更强大的改进技术：BLAST（Basic Local Alignment Search Tool）。BLAST发布于1990年，将处理快速增长的数据库所需的搜索速度，与提取进化上更为遥远的匹配结果的能力结合起来。与此同时，该工具还可以计算出这些匹配发生的概率。
阿特舒尔表示，计算结果出来得非常快，“你可以输入搜索内容，喝一口咖啡，搜索就完成了。”但更重要的是，BLAST很容易使用。在一个通过邮寄更新数据库的时代，沃伦·吉什建立了一个电子邮件系统，后来又建立了一个基于网络的架构，允许用户在NCBI计算机上远程运行搜索，从而确保搜索结果始终是最新的。
哈佛大学的计算生物学家肖恩·艾迪表示，BLAST系统为当时处于萌芽阶段的基因组生物学领域提供了一个变革性的工具，即一种根据相关基因找出未知基因可能功能的方法。对于各地的测序实验室，它还提供了一个新颖的动词。“它是众多由名词变成动词的例子之一，”艾迪说，“你会说，你正准备BLAST一下你的序列。”
预印本平台： （1991年）
20世纪80年代末，高能物理学家经常将他们已投稿的论文手稿副本邮寄给同行，征求他们的意见——但只发给少数人。物理学家保罗·金斯帕格在2017年写道：“处于食物链较低位置的人依赖于一线研究者的成果，而非精英机构中有抱负的研究人员则往往身处特权圈以外。”
1991年，当时在新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室工作的金斯帕格编写了一个电子邮件自动应答程序，希望建立一个公平的竞争环境。订阅者每天都会收到预印本列表，每一篇都与文章标识符相关联。只需通过一封电子邮件，世界各地的用户就可以从实验室的计算机系统中提交或检索论文，并获得新论文的列表，或按作者或标题进行搜索。
金斯帕格的计划是将论文保留三个月，并将内容限制在高能物理学界。但一位同事说服他无限期地保留这些文章。他说：“就在那一刻，它从布告栏变成了档案馆。”于是，论文开始从比各个领域如潮水般涌来。1993年，金斯伯格将这个系统迁移到互联网上，并在1998年将其命名为，沿用至今。
arXiv成立已近30年，拥有约180万份预印本，全部免费提供，而且每月有超过万份论文提交，下载量达3000万次。十年前，《自然-光子学》（Nature Photonics）的编辑在评论arXiv创立20周年时写道：“不难看出为什么arXiv的服务会如此受欢迎，这个系统让研究人员能快速而方便地插上旗帜，显示他们所做的工作，同时避免投稿传统同行评议期刊时的麻烦和时间成本。”
arXiv网站的成功也促进了生物学、医学、 社会 学和其他学科同类预印本网站的繁荣。在如今已出版的数万份关于新冠病毒的预印本中就可以看到这种影响。“很高兴看到30年前在粒子物理学界之外被认为是异端的方法，现在被普遍认为是平淡无奇和自然而然的，”金斯伯格说，“从这个意义上说，它就像一个成功的研究项目。”
数据浏览器：IPython Notebook （2011年）
2001年，费尔南多·佩雷斯还是一位希望“寻找拖延症”的研究生，当时他决定采用Python的一个核心组件。
Python是一种解释型语言，这意味着程序是逐行执行的。程序员可以使用一种称为“读取-评估-打印循环”（read–evaluate–print loop，简称REPL）的计算调用和响应工具，在其中输入代码，然后由解释器执行代码。REPL允许快速 探索 和迭代，但佩雷斯指出，Python的REPL并不是为科学目的而构建的。例如，它不允许用户方便地预加载代码模块，也不允许打开数据可视化。因此，佩雷斯自己编写了另一个版本。
结果就是IPython的诞生，这是一个“交互式”Python解释器，由佩雷斯在2001年12月推出，共有259行代码。十年后，佩雷斯与物理学家布莱恩·格兰杰和数学家埃文·帕特森合作，将该工具迁移到web浏览器上，推出了IPython Notebook，开启了一场数据科学革命。
与其他计算型Notebook一样，IPython Notebook将代码、结果、图形和文本合并在一个文档中。但与其他类似项目不同的是，IPython Notebook是开源的，邀请了大量开发者社区的参与其中。而且它支持Python，一种很受科学家欢迎的语言。2014年，IPython演变为Jupyter，支持大约100种语言，允许用户在远程超级计算机上 探索 数据，就像在自己的笔记本电脑上一样轻松。
《自然》杂志在2018年写道：“对于数据科学家，Jupyter实际上已经成为一个标准。”当时，在GitHub代码共享平台上有250万个Jupyter Notebook；如今，这一数字已经发展到1000万个，在2016年引力波的发现，以及2019年的黑洞成像工作中，它们都发挥了重要的作用。佩雷斯说：“我们对这些项目做出了很小的贡献，这是非常值得的。”
快速学习器：AlexNet（2012年）
人工智能有两种类型。一种是使用编码规则，另一种则通过模拟大脑的神经结构来让计算机“学习”。加拿大多伦多大学的计算机科学家杰弗里•辛顿表示，几十年来，人工智能研究人员一直认为后者是“一派胡言”。但在2012年，他的研究生亚力克斯·克里泽夫斯基和伊尔亚·苏茨克维证明了事实并非如此。
在一年一度的ImageNet比赛中，研究人员被要求在一个包含100万张日常物体图像的数据库中训练人工智能，然后在一个单独图像集上测试生成的算法。辛顿表示，当时最好的算法错误分类了大约四分之一的图像。克里泽夫斯基和苏茨克维的AlexNet是一种基于神经网络的“深度学习”算法，它将错误率降低到了16%。辛顿说：“我们基本上把错误率减半了，或者说几乎减半了。”
辛顿还指出，该团队在2012年的成功反映了足够大的训练数据集与出色的编程，以及新出现的图形处理单元的强大能力的结合。图形处理单元是最初设计用来加速计算机视频性能的处理器。“突然之间，我们可以将（算法）运行速度提高30倍，”他说，“或者说，学习多达30倍的数据。”
真正的算法突破实际上发生在三年前，当时辛顿的实验室创建了一个神经网络，可以比经过几十年改进的传统人工智能更准确地识别语音。“只是稍微好一点，”辛顿说，“但这已经预示了某些东西。”
这些成功预示着深度学习在实验室研究、临床医学和其他领域的崛起。通过人工智能的深度学习，手机能够理解语音查询，图像分析工具能够很容易地在显微照片中识别出细胞；这就是为什么AlexNet会成为众多从根本上改变科学，也改变世界的工具之一。（任天）
《光学学报》好。《光子学报》是中国科学院西安光学精密机械研究所、中国光学学会主办、科学出版社出版的学术月刊。《光子学报》官网显示，第九届编辑委员会有国内编委47人，国际编委5人。《光学学报》是1981年创办的中文学术期刊，月刊，中国科学院上海光学精密机械研究所与中国光学学会主办，中国科学技术学会主管。《光学学报》官网显示，学报编委会拥有4位顾问、18位常务编委及17位编委。
量子通信是当下热门的科研话题之一。
但由于光子的衰减，量子通信会被距离所限制， 这些光子就正如神话故事里的“牛郎”和“织女”一样，被分隔在光纤两端 。
如果说牛郎织女可以靠着“鹊桥”每隔一年相会一次。
那么在量子世界里，能让“光子牛郎”和“光子织女”相遇的“鹊桥”就是 “量子中继” 。
中国科学技术大学郭光灿院士团队 李传锋、周宗权研究组 利用固态量子存储器和外置纠缠光源，首次实现两个 吸收型量子存储器之间的量子纠缠 ，并演示了多模式量子中继。
该研究成果登上国际著名学术期刊《Nature》新一期封面，这也是中国量子存储和量子中继领域的重大进展。
受限于光子数在光纤中的指数衰减，远程量子纠缠的传输距离被限制在百公里水平。
中科大科研团队是这么描绘远程量子纠缠传输难题：“通过光纤向距离一千公里外的地方每秒发射一百亿个光子，要花三百年才能接收到一个光子。”
距离问题，就成了当下量子网络建设亟待解决的问题之一 。
为此，科学家们提出量子中继的思想，即将远距离传输划分为若干短距离基本链路，先在基本链路的两个临近节点间建立可预报的量子纠缠，然后通过纠缠交换技术进行级联，从而逐步扩大量子纠缠的距离。
通俗易懂来讲： 如果直接发送光子很困难，那么可以像短跑接力一样，将光子分段传输，从而实现远距离通信。
这其中的技术核心是量子存储技术，作为量子中继的核心器件， 量子存储器对光子比特进行缓存，并用于储存光子纠缠态 。
而当前业内一直研究的课题，就是 提升纠缠连接效率 。
目前，国际上的研究者已在冷原子气体和单量子系统中实现量子中继的基本链路，但均基于 发射型量子存储器 构建，其纠缠光子是由存储器本身发射出来的。此前，李传锋教授在接受新华社采访时表示：发射型量子存储器，要么一次只能传输1个量子，效率低；要么一次传输多个量子，但精确率低。
这种架构难以同时支持确定性光子发射和多模式复用存储，限制了纠缠分发的速率。
而此次李传锋、周宗权研究组的 吸收型量子存储器 的量子中继架构，把量子存储器和量子光源分离开来，故能同时兼容确定性光子源和多模式复用， 是目前理论上通信速率最优的量子中继方案 。
简单来说， 存储和发射分离开来，可以保证传输时的精确度。
此前，李传锋、周宗权研究组长期从事基于稀土离子掺杂晶体的固态量子存储器的研究。
早在2015年，该团队就首次利用光子的空间自由度实现复用量子存储，存储维度数达到51维，至今保持固态量子存储维度数最高水平。
此后，研究组还进一步证明他们的存储器可以在时间和频率自由度实现任意脉冲操作，代表性的操作包括脉冲排序、分束、分频、异频光子合束和窄带滤波等。
在本次实验里，研究组研究的是 基于稀土离子掺杂晶体 的固态量子存储，这种存储器利用两块毫米厚的掺钕钒酸钇晶体，分别处理光的两种正交偏振态。
基于独创的“三明治”结构，每对纠缠光子中的一个光子被三明治型量子存储器所存储，然后，每对纠缠光子中的另一个光子会同时传输至中间站点，这就实现了量子中继。
《Nature》杂志审稿人对此次的研究成功给予高度评价并表示：“这是在地面上实现远距离量子网络的一项重大成就。”
总结来讲，这次研究成果就是如何让单个微弱的纠缠态光子在光纤中尽可能远的传输，传输的其实依然是量子密钥，距离真正的“量子+通讯”还有一定距离。
但这依然是中科大这些年量子通讯领域一系列进步的延续，也延续着该领域的国际领先地位。
目前来看， 中国已经走在了国际量子通信领域的前列。
一方面，中国拥有世界上最好的光纤资源，这为其大规模实施量子通信提供了土壤。另一方面，行业头部企业在产品上的突破和通信巨头的入局，国内外相关标准制定的推进，也为量子通信低成本产业化带来可能。
在未来， 信息安全本身是一个刚需、庞大的市场，而量子通信作为信息安全中的重要战略产业 ，也将一直保持行业技术突破，直到我国实现“量子霸权”。
对于今后的研究方向，李传锋教授表示：下一步，研究组将继续提高量子存储器的各项指标，并采用确定性纠缠光源，从而大幅提高纠缠分发的速率，努力实现超越光纤直接传输的实用化量子中继器。
我们也期待中科大科研团队能在未来有更大的突破。
《自然科学》的双刊号是国际标准刊号ISSN和国内统一刊号CN。根据查询相关资料信息双刊号期刊是国际标准刊号ISSN，国内统一刊号CN（中国的简称），一般国内正规的刊物都有这两个刊号。CN是国内统一刊号的英文缩写。CN刊物指在我国境内注册、国内公开发行的刊物。ISSN是国际标准刊号的英文缩写。所谓ISSN类刊物是指在我国境地外注册，国内、外公开发行的刊物。
自然科学，与“社会科学”、“思维科学”并称“科学三大领域”，它是以定量作为手段，研究无机自然界和包括人的生物属性在内的有机自然界的各门科学的总称。自然科学是研究大自然中有机或无机的事物和现象的科学，包括天文学、物理学、化学、地球科学、生物学等。
其认识的对象是整个自然界，即自然界物质的各种类型、状态、属性及运动形式。认识的任务在于揭示自然界发生的现象以及自然现象发生过程的实质，进而把握这些现象和过程的规律性，以便解读它们，并预见新的现象和过程，为在社会实践中合理而有目的地利用自然界的规律开辟各种可能的途径。
自然科学的最重要的两个支柱是观察和逻辑推理。由对自然的观察和逻辑推理自然科学可以引导出大自然中的规律。假如观察的现象与规律的预言不同，那么要么是因为观察中有错误，要么是因为至此为止被认为是正确的规律是错误的，超自然因素不存在考虑之中。顺着传统用法，自然科学可被理解为生物科学（涉及生物学程式），并以区辨物理科学（涉及宇宙的物理及化学法则）及化学科学。
自然杂志近年来发展的很快，出版集团还出版了其它专业杂志如《自然医学》,《自然免疫学》,《自然遗传学》，《自然细胞生物学》，《自然神经科学》、《自然生物学技术》、《自然方法学》、《自然临床实践》、《自然结构和分子生物学》、《自然评论》，《自然化学》，《自然物理学》，《自然纳米技术》，《自然材料学》和《自然综述系列》，总共37个子系列杂志，另外还有其他语言版的《自然中国》，,《自然印度》等系列。应该说自然是乞今为止世界上最权威，最有影响力，学科最齐全，相对来说最为公正的科学杂志！其中的《自然医学》, 《自然免疫学》,《自然遗传学》三份的影响因子已和《自然》《科学》一样高，在专业领域里威望很高。《自然》杂志不光关注生命科学，还积极跟踪新兴科学像纳米技术和材料科学。个人的感觉是自然杂志以其亲民扑实的作风，敏锐的目光和分析和最其全的学科复盖面，大有一统科学文献江山的气概和实力。
《科学》（Science） 是美国科学促进会（AAAS）出版的一份学术杂志 。1880年，纽约新闻记者约翰·麦克尔创立了《科学》杂志，这份杂志先后得到了托马斯·爱迪生以及亚历山大·格拉汉姆·贝尔的资助。此后，由于财政困难《科学》于1882年3月停刊。一年后，昆虫学家Samuel H. Scudder使其复活并取得了一定的成功。然而到了1894年，《科学》重新陷入财政危机，随后被以500美元的价格转让给心理学家James McKeen Cattell。1900年，Cattell与美国科学促进会秘书Leland O. Howard达成协议,《科学》成为美国科学促进会的期刊。1944年Cattell去世后,AAAS成为《科学》新主人。这本杂志主要刊登最新的科学研究成果。同时，《科学》也刊登关于科学的新闻、关于科技政策、科学家感兴趣的事务的观点。《科学》刊登各个学科的原创论文。目前，《科学》是全世界最权威的学术杂志之一，它的主要竞争对手是英国出版的《自然》杂志。像自然一样，《科学》杂志也是周刊，稿件学术水准和质量和自然比肩的，所不同的是科学没有子刊系列，也没有像《自然》那样的定期发表综述的刊物。因为这一点，《科学》杂志的影响力是不及《自然》的。
在生命科学领域，《细胞》（Cell）杂志为另一份同行评审科学期刊，主要发表实验生物学领域中的最新研究发现。《细胞》是一分深受关注并具有较高学术声誉的期刊，刊登过许多重大的生命科学研究进展。与《自然》和《科学》一样，是全世界最权威的学术杂志之一。单从其影响因子来看，它一直高于《自然》和《科学》两杂志，表明它所刊登的文章广受引用。
《细胞》是由爱尔塞维亚(Elsevier)出版公司旗下的细胞出版社(Cell Press)发行。《细胞》杂志主要以美东学术重镇波士顿为基地，以哈佛大学，麻省理工学院的生命科学家为后盾。《细胞》杂志前主编Benjamin Lewin不光主导这份生物学中最有份量的杂志，而且亲自主编教课书《Gene》，该书出版后广受好评，被殴美大学列为生物遗传学的第一首选教课书。 Lewin先生的知识也更新的很快，该书差不多每两年再版一次，现在已出版到第8版了。DNA双螺旋的发现者沃森教授也写了一本《Molecular Biology of Gene》不过，没有Lewin先生的书流行。《细胞》杂志也有许多子刊系列像《Cancer Cell》，《Stem Cell》,《Immunity》,《Neuron》和《Molecular Cell》等都是生命科学中的重量级刊物。再加上爱尔塞维亚(Elsevier)出版公司拥有的大量其他刊物，爱尔塞维亚(Elsevier)出版公司也是在生命科学文献界能够呼风唤雨的出版公司。
个人对这三份杂志的感觉是，全世界的科学家对《自然》要略微青睐一些，自然对发展中国家的投稿都比较友好，编辑会对来自英语国家的稿件进行英语修改和完善。编辑部的原则是科学第一，语言第二。《自然》杂志幅盖面很广，应该是龙头老大的地位。《科学》杂志也许一直会保留其风格，即在学术水平上跟《自然》争风斗艳，但是刊物还没有要扩张的迹象。
《科学》即是《自然》的对手，又和《自然》一起协手并肩统领报道人类科技的进步和发展的进程，比如当人类历史上耗资最大的人类基因测序工作完成后，《自然》发表了由Landers博士领导的学术界的人类基因测许结果；而《科学》则发表了由Venter博士领导的工业界完成的人类基因测序结果，可谓比翼双飞，也显示了英语在世界科学的领导地位。《细胞》杂志在生命科学界则是独树一旗，跟《自然》和《科学》的以短篇报道方式科学研究中的突破和进展不同之处是《细胞》的每篇文章都要求是长篇大论，文章必须要叙述一个完整的研究过程和结果,每期《细胞》的文章总数一般不超过15 篇。此外《细胞》跟其名一样，文章的角度也多从细胞生物学，分子生物学的手段和方法展开，相对来说，较少从分子遗传学，群体遗传学，化学生物学的角度出发。
这三份DJ学术期刊不仅是各大学和研究所的必定刊物，而且欧美大学许多教授，科研人员都自己定阅这些刊物，其中《科学》个人定阅价是140美元，《自然》是 199美元一年。像其他许多杂志一样，欧美杂志的做法是定阅者交的费用只是像证性的，杂志主要靠名气和发行量后面所带来的广告费挣钱维持生计，杂志越有名，发行量越大，越容易生存。但是像爱尔塞维亚(Elsevier) 这样拥有众多杂志的出版公司也往往表现出很强的拢断行为，曾几何时，以波士顿地区哈佛麻省理工为代表的新英格兰派系的《细胞》杂志的学校、研究所定阅费（往往是图书馆的定阅杂志，全校师生可以下载文章）昂贵的连美国的公立大学都感到难以承受，以加州大学，密西根大学为首的几十所公立大学曾经罢投《细胞》杂志的稿件，以表达他们的不满，双方的挣执曾使牛气十足的《细胞》杂志降下身段接受发展中国家科学家的稿件，中国也有了事隔二十几年得以重返《细胞》杂志的大事记！
这几份牛气的DJ学术的垄断行为和昂贵的订阅费也引起了一些科学家的烦感，终于有一些人站了出来，他们决心创办一份真正免费的生命科技杂志，Plos（Public Library of Science)就是这样诞生的产物，它是完全开方的，免费阅读, 免费打印！只有发表是收费的，多完美的主意！记得几年前我在加州大学旧金山分校做博后时，有一天所里来了一个讲座，就是关于Plos杂志，题目就是介绍一份全新的杂志Plos-公共科学杂志，当时听讲的人并不多，比起一般的学术讲座真可谓廖廖无几，主持人开场白介绍-讲演者也是一位优秀的科技工作者，她在博士博后期间有7篇论文发表，文章包括《Nature》，《Gene Development》《JBC》，《Molecular Cell》等，后来她加入了《自然》杂志的编辑行业。她讲到在她做编辑的时候才感觉到，很多发展中国家的大学的财力无力订阅全《自然》家族的杂志，因为稿费昂贵的原因，一些优秀的稿件也不能送到《自然》这样的DJ刊物，这种情况被诺贝尔奖获得者NIH前院长Harold E. Varmus,博士也知道了，他和斯坦福大学的生化教授，基因芯片技术的殿基人之一Patrick O. Brown,博士，以及加州大学伯克莱分校的遗传学教授Michael B. Eisen博士共同发起创办了一份属于大众的科学杂志，真正意义上的免费杂志！这样2000年10月Plos终于诞生了。如果你能细看一看Plos杂志的核心原则，就就会明白它是一份百分之百的大众的科学学书杂志！对于发展中国家，Plos给予了最无私的优惠政策：
可喜的是Plos杂志今天已成为了仅次于《Nature》，《Science》和《Cell》的有极大影响力的刊物，并且成为了拥有Plos-one和Plos生物，医学，遗传学，计算生物，病原学，热带医学7个成员的大家庭， 虽然美国科学院院刊（PNAS)和少数几份杂志也是免费的，但都没有Plos这样有高的引用率和影响力。
《Plos》杂志的成功和贡献再一次告诉我们，发展科学技术一定要有一套体系，从科研基金的建立和管理，到建立世界顶尖大学及研究所，特别是最后一个环节-发表科学技术成果的平台和媒体-科技杂志，每一样都极其重要！中国以人数众多的科技人才，庞大的接受了西方教育的海外人才库和飞速发展的经济为后盾，中国成为世界科技大国和强国的现实只是时间问题，要想在这个问题上不走弯路，早日实现这一目标。创办一份成功的类似于《自然》或《Plos》这样的科技杂志是比不可少的，也是绝对需要的。
都是周刊。
1、美国《科学》杂志为周刊 ，一年51期，全球发行量超过150万份。《科学》（英语：Science）是美国科学促进会（出版的一份学术期刊，为全世界最权威的学术期刊之一。
《科学》是发表最好的原始研究论文、以及综述和分析当前研究和科学政策的同行评议的期刊之一。该杂志于1880年由爱迪生投资1万美元创办，于1894年成为美国最大的科学团体“美国科学促进会”（American Association for the Advancement of Science ，AAAS)的官方刊物。
2、《英国自然杂志》周刊是世界上最早的国际性科技期刊，自从1869年创刊以来，始终如一地报道和评论全球科技领域里最重要的突破。
《自然》杂志也是一份在学术界享有盛誉的国际综合性科学周刊。杂志以报道科学世界中的重大发现、重要突破为使命，要求科研成果新颖。
扩展资料：
《科学》主编：
《科学》杂志的现任主编唐纳德·科尼迪毕业于哈佛大学，博士学位，为斯坦福大学第八任校长，著名的环境科学教授。
国务院总理李克强2014年1月13日下午在中南海紫光阁会见美国《科学》杂志主编麦纳特，就科学技术、航天、教育、气候变化、环境保护等问题回答了提问。
李克强表示，尊重科学、尊重知识是中华民族的优良传统。当今时代，科学技术不仅关乎经济社会发展，而且事关民生改善。希望《科学》杂志继续支持中国科技事业进步，促进基础科学研究，向国际社会积极传播中国科学界的声音，扩大中外科研成果交流互鉴。
《自然》杂志的使命：
首先，通过迅速发表各科学领域的重大进展为科学家服务，并提供一个报告和讨论科学新闻和科学问题的论坛。其次，确保科学成果快速传播到世界各地以使它们在学术研究、社会文化和日常生活方面产生重要影响。
参考资料：百度百科-英国自然杂志
百度百科-美国杂志《科学》
国际顶级期刊，影响因子位列全球杂志前列，能在这两本杂志发表文章代表学术水平非常高！
nature和science与cell一起被称作学术界三大刊物，可见其全球影响力之高。在nature上发表一篇文章，那绝对是能够深刻影响世界或者刷新人类认知的科研成果，普通的研究结果根本不可能发在这种期刊上。
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nature 自然杂志是自然科学领域的顶尖杂志。能发一两篇在国内的普通本科学校混一个教授就没有问题了。如果说是发了八篇，那应该是世界的顶尖教授，是某一个领域的权威人物了。中国有位大神（曹元）就是发过8篇，这已经是轰动学术圈了，
nature，science杂志是世界上最出名的两个综合性学术期刊，这两个杂志基本上代表了学术上最高的水平，在上面发表论文，需要你做出非常好的实验成果，非常惊人的原创性的发现。国内外众多教授终其一生都无法在该杂志上发表论文，可想而知含金量有多高
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推个公众号，memory inn
我通过在网上搜了这么久的经历来告诉你，国内根本就没有正宗的卖英国《自然》和美国《科学》杂志的。简单来说三种方法1：通过海外代购，或者你海外的亲朋好友给你邮过来，但这样的花费很大。2：在英国《自然》和美国《科学》杂志中国官网上进行订阅，同时你还可以在中国官网上进行投稿。注册成为通信会员等。 3：在校大学生或研究生等，可以在你学校里看到《自然》和《科学》或者是去省，国家图书馆去看。以上两点可以说是经验之谈了，除了以上三点外，你没有别的办法看到英国《自然》和美国《科学》杂志。
《科学》是美国科学促进会出版的一份学术期刊，为全世界最权威的学术期刊之一。《科学》是发表最好的原始研究论文、以及综述和分析当前研究和科学政策的同行评议的期刊之一。该杂志于1880年由爱迪生投资1万美元创办，于1894年成为美国最大的科学团体“美国科学促进会”（AmericanAssociationfortheAdvancementofScience，AAAS)的官方刊物。全年共51期，为周刊，全球发行量超过150万份。
《自然》：《Nature》杂志1869年创刊于英国，是世界上最早的国际性科技期刊，涵盖生命科学、自然科学、临床医学、物理化学等领域。自成立以来，始终如一地报道和评论全球科技领域里最重要的突破，影响因子（17年数据）。其办刊宗旨是“将科学发现的重要结果介绍给公众，让公众尽早知道全世界自然知识的每一分支中取得的所有进展”。
《Nature》网站涵盖的内容相当丰富，不仅提供1997年6月到最新出版的《Nature》杂志的全部内容，其姊妹刊物《Nature》出版集团(TheNaturePublishingGroup)出版的8种研究月刊，6种评论杂志，2种工具书。
扩展资料：
《科学》资金来源
多数科技期刊都要向读者收取审稿、评论、发表的相关费用。但《科学》杂志发表来稿是免费的。其杂志的资金来源共有三部分：AAAS的会员费、印刷版和在线版的订阅费、广告费。
《科学》竞争对手
在全球，《科学》杂志的主要对手为英国伦敦的《自然》杂志，该杂志创办于1869年，曾发表了大量的达尔文、赫胥黎等大师的文章。21世纪的前4年中，二者为率先发表人类基因排列的图谱而激烈竞争。
参考资料来源：百度百科-自然
参考资料来源：百度百科-科学
可以上中国邮政商务网看一下的杂志订阅业务，根据每年的期刊发行情况发出订阅年报，不过重要的不是这个年表，因为《自然》这种杂志是肯定有的。
关键是看一下邮发代号。然后去当地邮局根据这个邮发代号订阅，作为国外期刊会根据所在的城市的级别、交通状况有不同的发送时间。如果生活的地区交通不便的话会比较慢，要是北京上海之类的就很准时的送达。
同时有两个建议： 如果不是专业的自然科学工作者，只希望了解最新的自然科学动态建议订阅由法国爱克西里奥集团授权，上海文艺出版社翻译的，有着欧洲科学人文第一品牌的《新发现》，邮发代号为CN31-1963/Z 如果是以为自然科学研究者，但是不是一位收藏家，同时对电子书不反感，建议直接下载电子版，其实电子版要比纸版的更快捷，还有很多方便之处。下页即为电驴下载资源的《自然》杂志。及时更新。
扩展资料：
1、2013年起，《自然杂志》正式改版，采用图文混排、全彩印刷，并且聘请专业美编进行装帧设计。
2、为了方便读者阅读和扩大杂志影响力，2013年起《自然杂志》在APPstore上同步出版。 从2005第1期至2013年第3期，《自然杂志》共出版51期杂志，其中两院院士署名文章已达122篇。
3、《自然杂志》被中国科技论文、中国期刊全文数据库、中国学术期刊（光盘版）、万方数据系统科技期刊群、北京大学《中文核心期刊要目总览》（1992、1996、2000、2004、2008、2011）等收录。
4、在2002年，《科学》杂志撤销了8篇由德国物理学家Jan Hendrik Schön发表的论文，原因是由于文中很多数据由作者捏造。 一篇发表于2002年的关于药物二亚甲基双氧苯丙胺（MDMA）的神经学毒性的论文引发了一些争议，该文于2003年被撤销。
5、2006年，韩国生物学家黄禹锡发表在《科学》杂志上的关于人体干细胞克隆胚胎研究的论文被首尔国立大学查出明显造假。
6、由《科学》杂志社成立的调查委员会发现虽然这篇论文按照正常的步骤审查，然而杂志社却对其中的蓄意造假无能为力。因此委员会建议收到的论文稿件应该被分类为无争议性和争议性的文章，以使存在争议的文章能够更严格地被审查。
7、《科学》杂志也表明《自然》杂志有可能采用这之后相同的论文审标准。 肯尼迪为《科学》杂志的审查系统作辩护，指出严格应对造假只能是“为了揪出偶然的作弊者而对众多科学分支采取不计成本而又冒犯性的审查”。
参考资料：
百度百科--科学杂志
百度百科--自然杂志