北京時(shí)間 2026 年1月29日凌晨，國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《Nature》與《Science》同步上線新一批研究成果，北京大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)迎來(lái)高光時(shí)刻——單日斬獲 4 篇《Nature》、2 篇《Science》正刊成果，覆蓋化學(xué)、人工智能、計(jì)算機(jī)、物理等多個(gè)前沿領(lǐng)域。其中，化學(xué)與分子工程學(xué)院雷曉光團(tuán)隊(duì)更是實(shí)現(xiàn)兩日連發(fā)，在兩大頂刊分別發(fā)表重要研究，展現(xiàn)出北大在基礎(chǔ)科研領(lǐng)域的硬核實(shí)力與多學(xué)科協(xié)同創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)。

此次登刊的 6 項(xiàng)成果各有突破，既有對(duì)生命體內(nèi)關(guān)鍵機(jī)制的解碼，也有面向未來(lái)的芯片、模型、量子技術(shù)創(chuàng)新，還有新材料與合成方法的革命性進(jìn)展，每一項(xiàng)都為所屬領(lǐng)域的發(fā)展提供了全新思路與解決方案。

解碼膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制，為靶向藥物開(kāi)發(fā)奠基

北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院雷曉光團(tuán)隊(duì)與合作者，在《Nature》發(fā)表研究成果，成功解碼人體內(nèi)膽汁酸轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制。生命體內(nèi)高效的營(yíng)養(yǎng)循環(huán)體系，離不開(kāi)關(guān)鍵“物流專(zhuān)員”——轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的精準(zhǔn)協(xié)作，其中負(fù)責(zé)膽汁酸“回收”的OSTα/β蛋白尤為特殊，需α和β兩個(gè)亞基搭檔工作且不消耗能量。研究團(tuán)隊(duì)利用低溫冷凍電鏡技術(shù)，首次解析了人源OSTα/β蛋白的高分辨率三維結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)其以獨(dú)特的“2+2”異源四聚體形式存在，緊密的亞基界面相互作用大幅增強(qiáng)了復(fù)合物穩(wěn)定性。

這項(xiàng)研究回答了長(zhǎng)期以來(lái)關(guān)于 OSTα/β 組裝方式和轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制的核心問(wèn)題，為理解膽汁酸跨膜運(yùn)輸構(gòu)建了全新結(jié)構(gòu)框架，也為針對(duì)該蛋白的靶向藥物研發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，對(duì)肝膽疾病等相關(guān)領(lǐng)域的研究具有重要意義。

研發(fā)全柔性存算一體芯片，打造柔性智能 “大腦”

北京大學(xué)人工智能研究院燕博南團(tuán)隊(duì)與合作者，在《Nature》發(fā)表題為“A flexible digital compute-in-memory chip for edge intelligence”的研究成果，成功研制出世界首款基于量產(chǎn)工藝的大規(guī)模全柔性存算一體人工智能芯片“FLEXI”。

該芯片核心突破在于工藝-電路-算法的深度協(xié)同，將數(shù)字存內(nèi)計(jì)算技術(shù)首次引入柔性電子領(lǐng)域，厚度僅約25微米，可承受超過(guò)4萬(wàn)次彎曲，連續(xù)執(zhí)行百億次運(yùn)算仍能保持零錯(cuò)誤，且具備“一鍵部署”特性，大幅降低功耗與延遲。僅1kb大小的最小版本即可實(shí)現(xiàn)99.2%準(zhǔn)確率的心律失常檢測(cè)和97.4%準(zhǔn)確率的人體活動(dòng)識(shí)別，為可穿戴醫(yī)療、柔性機(jī)器人等領(lǐng)域提供核心計(jì)算引擎。

統(tǒng)一多模態(tài) AI 路線，自回歸范式實(shí)現(xiàn)全新突破

北京大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院黃鐵軍團(tuán)隊(duì)與合作者主導(dǎo)，在《Nature》發(fā)表我國(guó)科研機(jī)構(gòu)首次主導(dǎo)的大模型成果，成功將生成式人工智能路線統(tǒng)一到自回歸范式。自GPT以來(lái)，“預(yù)測(cè)下一個(gè)詞元”的自回歸路線統(tǒng)治了語(yǔ)言模型，但多模態(tài)任務(wù)長(zhǎng)期依賴專(zhuān)用路線，該研究提出僅采用這一種核心范式，即可訓(xùn)練出強(qiáng)大的原生多模態(tài)大模型Emu，實(shí)現(xiàn)文本、圖像與視頻的理解與生成統(tǒng)一，性能可與專(zhuān)用模型媲美。

《Nature》編輯高度評(píng)價(jià)該成果，后續(xù)迭代版本Emu3.5更實(shí)現(xiàn)從“預(yù)測(cè)下一個(gè)詞元”到“預(yù)測(cè)下一個(gè)狀態(tài)”的躍遷，展現(xiàn)出對(duì)物理世界時(shí)空與因果關(guān)系的建模潛力，為下一代多模態(tài)智能系統(tǒng)指明演進(jìn)路徑。

實(shí)現(xiàn)量子系統(tǒng)可控預(yù)熱化，破解量子操控核心難題

北京大學(xué)物理學(xué)院趙宏政團(tuán)隊(duì)與合作者在 78 比特 “莊子二號(hào)” 超導(dǎo)量子處理器上，首次實(shí)現(xiàn)了量子系統(tǒng)的可控預(yù)熱化，為解決量子計(jì)算與模擬的 “加熱問(wèn)題” 提供了創(chuàng)新方案。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)場(chǎng)內(nèi)部頻譜結(jié)構(gòu)，為量子系統(tǒng)打造了 “能量緩沖帶”，顯著延緩了熱化進(jìn)程。

實(shí)驗(yàn)中，量子系統(tǒng)經(jīng)歷上千次驅(qū)動(dòng)周期仍能維持高度有序的預(yù)熱化階段，能量吸收極慢且初始信息保留完整，其穩(wěn)定狀態(tài)持續(xù)時(shí)間遵循普適物理規(guī)律。這項(xiàng)研究加深了對(duì)非平衡量子多體物理的理解，為量子系統(tǒng)的含時(shí)精準(zhǔn)操控提供了全新方法，推動(dòng)量子技術(shù)向?qū)嵱没~進(jìn)。

革新酰胺鍵生物合成，開(kāi)啟綠色高效制藥新路徑

北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院雷曉光團(tuán)隊(duì)，在《Science》發(fā)表研究長(zhǎng)文（標(biāo)題：Engineered aldehyde dehydrogenases for amide bond formation），實(shí)現(xiàn)了酰胺鍵的變革性生物合成。團(tuán)隊(duì)通過(guò)重寫(xiě)酶的源代碼，重構(gòu)經(jīng)典ALDH催化路徑，精準(zhǔn)改造酶的活性位點(diǎn)，使胺類(lèi)底物優(yōu)先反應(yīng)直接生成酰胺，成功將醛脫氫酶改造為新于自然的氧化酰胺合成酶OxiAm。

該體系溫和環(huán)保，無(wú)需貴金屬催化劑和有毒氧化劑，擺脫對(duì)高能酰基供體的依賴，還可與醇脫氫酶構(gòu)建級(jí)聯(lián)反應(yīng)，拓展合成原料選擇?；谠摬呗栽O(shè)計(jì)的抗白血病藥物伊馬替尼合成路線，大幅減少反應(yīng)步驟、降低副產(chǎn)物，展現(xiàn)出巨大的工業(yè)應(yīng)用潛力。

研制晶圓級(jí)范德華鐵電氧化物，突破后摩爾時(shí)代芯片瓶頸

北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院彭海琳團(tuán)隊(duì)，在《Science》發(fā)表研究長(zhǎng)文（標(biāo)題：Wafer-scale ultrathin and uniform van der Waals ferroelectric oxide），成功發(fā)布晶圓級(jí)超薄且均勻的范德華鐵電氧化物α-硒酸鉍，攻克了兼容現(xiàn)有芯片工藝的晶圓級(jí)超薄膜制備難題。

團(tuán)隊(duì)利用自主開(kāi)發(fā)的鉍基二維半導(dǎo)體Bi2O2Se晶圓材料，通過(guò)精準(zhǔn)可控的自氧化制備方法，首次構(gòu)筑出原子級(jí)平整界面、單晶胞厚度（~1納米）的晶圓級(jí)鐵電/半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)構(gòu)，基于該結(jié)構(gòu)打造的鉍基鐵電晶體管，工作電壓低至0.8V，耐久性高達(dá)1.5×1012次循環(huán)，綜合性能超越工業(yè)級(jí)鉿基鐵電體系，突破后摩爾時(shí)代芯片關(guān)鍵瓶頸。

此次北京大學(xué)單日6篇頂刊的成果爆發(fā)，不僅是各科研團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期深耕的結(jié)果，更是北大堅(jiān)持基礎(chǔ)研究、推動(dòng)多學(xué)科交叉融合的生動(dòng)體現(xiàn)。從生命科學(xué)到人工智能，從量子技術(shù)到新材料研發(fā)，北大科研人持續(xù)向科學(xué)前沿發(fā)起沖擊，不斷以原創(chuàng)性成果為國(guó)家科技自立自強(qiáng)貢獻(xiàn)力量。

此次北京大學(xué)單日 6 篇頂刊的成果爆發(fā)，不僅是各科研團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期深耕的結(jié)果，更是北大堅(jiān)持基礎(chǔ)研究、推動(dòng)多學(xué)科交叉融合的生動(dòng)體現(xiàn)。從生命科學(xué)到人工智能，從量子技術(shù)到新材料研發(fā)，北大科研人持續(xù)向科學(xué)前沿發(fā)起沖擊，不斷以原創(chuàng)性成果為國(guó)家科技自立自強(qiáng)貢獻(xiàn)力量。

撰文、編輯：石瑾鵬

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