兩日連發Nature+Science！北大6篇成果同日登頂，橫跨六大前沿領域

北京時間1月29日凌晨，國際學術期刊《自然》（Nature）與《科學》（Science）的官網幾乎同時更新，北京大學以雷霆之勢連發6篇研究長文——4篇登上《自然》，2篇問鼎《科學》，其中化學與分子工程學院雷曉光教授團隊更是實現"兩日連發"的罕見成就。

從膽汁酸轉運的分子密碼到柔性AI芯片的物理形態，從統一多模態的大模型范式到量子世界的可控熱化，這場跨越化學、物理、計算機科學與人工智能的"頂刊風暴"，不僅展現了中國基礎研究的硬核實力，更勾勒出未來技術的清晰輪廓。

生命科學的"物流密碼"：首次解析人源OSTα/β轉運蛋白結構

在生命體的微觀世界里，營養物質的循環回收依賴一群精密的"物流專員"——轉運蛋白。負責膽汁酸回收的OSTα/β蛋白因其獨特的"雙人協作"模式而備受關注：它必須由α和β兩個亞基搭檔才能工作，且不消耗ATP能量即可完成跨膜轉運。這種"節能環保"的機制如何運作，長期困擾著結構生物學界。

雷曉光團隊與合作者利用低溫冷凍電鏡技術（cryo-EM），首次解析了人源OSTα/β蛋白的高分辨率三維結構，揭示其以獨特的"2+2"異源四聚體形式存在。研究發現，兩個亞基之間通過緊密的界面相互作用形成穩定復合物，這種結構特征解釋了其高效轉運的分子基礎。

該研究不僅回答了長期以來關于OSTα/β組裝方式的根本問題，更為開發針對膽汁酸代謝相關疾病的靶向藥物提供了精確的結構藍圖。

柔性電子的"智慧大腦"：世界首款全柔性存算一體芯片

當人工智能遇見柔性電子，未來的智能硬件將是能與人體共融的"第二層皮膚"。然而，為柔性系統打造既能運行復雜AI算法，又兼具超薄、可彎曲、高可靠性的計算核心，一直是領域內的關鍵瓶頸。

北京大學人工智能研究院燕博南團隊成功研制出世界首款基于量產工藝的大規模全柔性存算一體人工智能芯片"FLEXI"。該芯片厚度僅約25微米，卻集成了高性能數字存內計算（CIM）架構，通過工藝-電路-算法的深度協同優化，實現了柔性電子領域的重大突破。

性能數據令人矚目：FLEXI可承受超過4萬次彎曲，在連續執行百億次運算后仍保持零錯誤率。其獨特的"一鍵部署"特性允許AI模型一次性植入，運行時無需重復寫入權重，大幅降低功耗與延遲。實際應用中，僅1kb大小的最小版本即可實現心律失常檢測（準確率99.2%）和人體活動識別（準確率97.4%），展現出在可穿戴醫療監測、柔性機器人等領域的巨大潛力。這項工作標志著我們向真正的"環境智能"邁出了關鍵一步。

多模態AI的"統一場論"：自回歸路線一統江湖

生成式人工智能的技術路線之爭正迎來歷史性統一。自GPT以來，"預測下一個詞元"（Next-token prediction）的自回歸范式統治了語言模型，但在圖像、視頻等多模態任務中，業界長期依賴對比學習、擴散模型等專門路線。一個根本問題懸而未決：自回歸能否成為通用路線統一多模態？

計算機學院黃鐵軍團隊與合作者給出了肯定答案。他們研發的Emu3模型僅采用"預測下一個詞元"這一種核心范式，即實現了文本、圖像與視頻的統一理解與生成，性能可媲美針對特定任務設計的專用模型。Nature編輯評價指出，這一成果對構建可擴展、統一的多模態智能系統具有重要意義。

更具前瞻性的是，在后續版本Emu3.5中，通過大規模時序視頻訓練，模型實現了從"預測下一個詞元"到"預測下一個狀態"的能力躍遷，展現出對物理世界時空與因果關系的建模潛力。這項工作不僅簡化了復雜的多模態系統設計，更為開發下一代原生多模態助手、世界模型及具身智能系統指明了清晰且可擴展的演進路徑。值得注意的是，這是我國科研機構首次主導發表于Nature的大模型成果。

量子世界的"避風港"：超導量子模擬平臺實現可控預熱化

駕馭量子系統猶如在風暴中保持燭火不滅?，F實中的量子比特極其脆弱，外界驅動或擾動會使其迅速吸收能量、"升溫熱化"，最終喪失量子特性。這一"加熱問題"是量子計算實用化的核心障礙。

物理學院趙宏政團隊與合作者在"莊子二號"超導量子處理器上完成了一項精妙的實驗。他們提出通過精心設計驅動場的內部頻譜結構，為量子系統創造出一個受保護的"能量緩沖帶"，從而顯著延緩熱化進程。研究人員跟蹤了系統經歷上千次驅動周期的演化，觀察到一個持續存在的"預熱化"階段——系統能量吸收極慢，卻能維持高度有序的量子狀態。

實驗驗證了理論預言：這種穩定狀態的持續時間遵循普適的物理規律，而不依賴于系統的精細調節。這項工作不僅深化了人們對非平衡量子多體物理的理解，也為解決量子系統含時操控不穩定這一核心瓶頸提供了全新方案。

化學合成的"綠色革命"：酰胺鍵生物合成新策略

在化學與分子工程學院雷曉光團隊第二篇頂刊成果中，他們發明了一種顛覆性的生物催化策略，徹底改變了藥物關鍵結構"酰胺鍵"的合成方式。

傳統方法構建酰胺鍵往往依賴有毒試劑、貴金屬催化劑或高能耗的活化步驟。雷曉光團隊通過"重寫"醛脫氫酶（ALDH）的源代碼，將其天然功能從氧化醛生成羧酸，轉變為催化醛與胺直接形成酰胺。研究團隊對酶活性位點進行理性設計，通過突變四個關鍵氨基酸殘基，顯著拓寬并疏水化了催化口袋，使胺類底物能夠優先進攻反應中間體，從而開創了一種全新的"氧化酰胺化"反應類型（OxiAm）。

該方法在溫和水相條件下即可高效運行，無需貴金屬、有毒氧化劑或高能輔因子。更具突破性的是，團隊將OxiAm與醇脫氫酶級聯，直接從來源廣泛的醇類原料出發，兩步反應即可構建酰胺鍵。以抗白血病藥物伊馬替尼（格列衛）的合成為例，新策略相比傳統路線顯著減少了反應步驟和副產物，提升了原子經濟性，為藥物工業的綠色制造開辟了新途徑。

后摩爾時代的"材料基石"：晶圓級范德華鐵電氧化物

如何突破傳統硅基器件的物理極限？彭海琳團隊給出的答案是α-硒酸鉍（α-Bi?SeO?）——一種新型高介電常數范德華鐵電材料。

鐵電晶體管（FeFET）因其非易失性存儲和存算一體潛力被視為后摩爾時代的關鍵器件，但鐵電層與半導體層的異質界面一直難以完美兼容。彭海琳團隊基于自主開發的高遷移率鉍基二維半導體Bi?O?Se，開發出精準可控的自氧化制備方法，首次構建了具有原子級平整界面和單晶胞厚度（~1納米）鐵電層的晶圓級異質結構。

由此制備的鐵電晶體管展現出顛覆性性能：工作電壓低至0.8V，耐久性高達1.5×1012次循環，綜合性能全面超越現有工業級鉿基鐵電體系。團隊進一步構建出可動態重構的存內邏輯運算電路，在低于1V的CMOS兼容電壓下即可實現邏輯功能切換。這是目前全球首個晶圓級二維鐵電材料體系，為開發高能效先進芯片和神經形態計算系統提供了突破性材料基石。

結語：交叉融合的創新生態

六篇頂刊，橫跨結構生物學、柔性電子、人工智能、量子計算、合成化學與材料科學，這不僅是北大科研實力的集中展示，更體現了一個鮮明的趨勢：重大科學突破越來越誕生于學科交叉的邊界地帶。

從雷曉光團隊用結構生物學手段解決化學合成難題，到燕博南團隊將計算機架構與柔性電子融合，再到彭海琳團隊以材料科學突破推動芯片技術變革，這些研究共同勾勒出一幅面向未來的創新圖景。

在兩日之內連續登頂全球科研巔峰，北大團隊用實力證明：中國基礎研究正在從"跟跑"轉向"并跑"乃至"領跑"，而這場靜悄悄的革命，或許才剛剛開始。