北京时间1月29日凌晨，国际学术期刊《自然》（Nature）与《科学》（Science）的官网几乎同时更新，北京大学以雷霆之势连发6篇研究长文——4篇登上《自然》，2篇问鼎《科学》，其中化学与分子工程学院雷晓光教授团队更是实现"两日连发"的罕见成就。
从胆汁酸转运的分子密码到柔性AI芯片的物理形态，从统一多模态的大模型范式到量子世界的可控热化，这场跨越化学、物理、计算机科学与人工智能的"顶刊风暴"，不仅展现了中国基础研究的硬核实力，更勾勒出未来技术的清晰轮廓。
生命科学的"物流密码"：首次解析人源OSTα/β转运蛋白结构
在生命体的微观世界里，营养物质的循环回收依赖一群精密的"物流专员"——转运蛋白。负责胆汁酸回收的OSTα/β蛋白因其独特的"双人协作"模式而备受关注：它必须由α和β两个亚基搭档才能工作，且不消耗ATP能量即可完成跨膜转运。这种"节能环保"的机制如何运作，长期困扰着结构生物学界。
雷晓光团队与合作者利用低温冷冻电镜技术（cryo-EM），首次解析了人源OSTα/β蛋白的高分辨率三维结构，揭示其以独特的"2+2"异源四聚体形式存在。研究发现，两个亚基之间通过紧密的界面相互作用形成稳定复合物，这种结构特征解释了其高效转运的分子基础。
该研究不仅回答了长期以来关于OSTα/β组装方式的根本问题，更为开发针对胆汁酸代谢相关疾病的靶向药物提供了精确的结构蓝图。
柔性电子的"智慧大脑"：世界首款全柔性存算一体芯片
当人工智能遇见柔性电子，未来的智能硬件将是能与人体共融的"第二层皮肤"。然而，为柔性系统打造既能运行复杂AI算法，又兼具超薄、可弯曲、高可靠性的计算核心，一直是领域内的关键瓶颈。
北京大学人工智能研究院燕博南团队成功研制出世界首款基于量产工艺的大规模全柔性存算一体人工智能芯片"FLEXI"。该芯片厚度仅约25微米，却集成了高性能数字存内计算（CIM）架构，通过工艺-电路-算法的深度协同优化，实现了柔性电子领域的重大突破。
性能数据令人瞩目：FLEXI可承受超过4万次弯曲，在连续执行百亿次运算后仍保持零错误率。其独特的"一键部署"特性允许AI模型一次性植入，运行时无需重复写入权重，大幅降低功耗与延迟。实际应用中，仅1kb大小的最小版本即可实现心律失常检测（准确率99.2%）和人体活动识别（准确率97.4%），展现出在可穿戴医疗监测、柔性机器人等领域的巨大潜力。这项工作标志着我们向真正的"环境智能"迈出了关键一步。
多模态AI的"统一场论"：自回归路线一统江湖
生成式人工智能的技术路线之争正迎来历史性统一。自GPT以来，"预测下一个词元"（Next-token prediction）的自回归范式统治了语言模型，但在图像、视频等多模态任务中，业界长期依赖对比学习、扩散模型等专门路线。一个根本问题悬而未决：自回归能否成为通用路线统一多模态？
计算机学院黄铁军团队与合作者给出了肯定答案。他们研发的Emu3模型仅采用"预测下一个词元"这一种核心范式，即实现了文本、图像与视频的统一理解与生成，性能可媲美针对特定任务设计的专用模型。Nature编辑评价指出，这一成果对构建可扩展、统一的多模态智能系统具有重要意义。
更具前瞻性的是，在后续版本Emu3.5中，通过大规模时序视频训练，模型实现了从"预测下一个词元"到"预测下一个状态"的能力跃迁，展现出对物理世界时空与因果关系的建模潜力。这项工作不仅简化了复杂的多模态系统设计，更为开发下一代原生多模态助手、世界模型及具身智能系统指明了清晰且可扩展的演进路径。值得注意的是，这是我国科研机构首次主导发表于Nature的大模型成果。
量子世界的"避风港"：超导量子模拟平台实现可控预热化
驾驭量子系统犹如在风暴中保持烛火不灭。现实中的量子比特极其脆弱，外界驱动或扰动会使其迅速吸收能量、"升温热化"，最终丧失量子特性。这一"加热问题"是量子计算实用化的核心障碍。
物理学院赵宏政团队与合作者在"庄子二号"超导量子处理器上完成了一项精妙的实验。他们提出通过精心设计驱动场的内部频谱结构，为量子系统创造出一个受保护的"能量缓冲带"，从而显著延缓热化进程。研究人员跟踪了系统经历上千次驱动周期的演化，观察到一个持续存在的"预热化"阶段——系统能量吸收极慢，却能维持高度有序的量子状态。
实验验证了理论预言：这种稳定状态的持续时间遵循普适的物理规律，而不依赖于系统的精细调节。这项工作不仅深化了人们对非平衡量子多体物理的理解，也为解决量子系统含时操控不稳定这一核心瓶颈提供了全新方案。
化学合成的"绿色革命"：酰胺键生物合成新策略
在化学与分子工程学院雷晓光团队第二篇顶刊成果中，他们发明了一种颠覆性的生物催化策略，彻底改变了药物关键结构"酰胺键"的合成方式。
传统方法构建酰胺键往往依赖有毒试剂、贵金属催化剂或高能耗的活化步骤。雷晓光团队通过"重写"醛脱氢酶（ALDH）的源代码，将其天然功能从氧化醛生成羧酸，转变为催化醛与胺直接形成酰胺。研究团队对酶活性位点进行理性设计，通过突变四个关键氨基酸残基，显著拓宽并疏水化了催化口袋，使胺类底物能够优先进攻反应中间体，从而开创了一种全新的"氧化酰胺化"反应类型（OxiAm）。
该方法在温和水相条件下即可高效运行，无需贵金属、有毒氧化剂或高能辅因子。更具突破性的是，团队将OxiAm与醇脱氢酶级联，直接从来源广泛的醇类原料出发，两步反应即可构建酰胺键。以抗白血病药物伊马替尼（格列卫）的合成为例，新策略相比传统路线显著减少了反应步骤和副产物，提升了原子经济性，为药物工业的绿色制造开辟了新途径。
后摩尔时代的"材料基石"：晶圆级范德华铁电氧化物
如何突破传统硅基器件的物理极限？彭海琳团队给出的答案是α-硒酸铋（α-Bi₂SeO₅）——一种新型高介电常数范德华铁电材料。
铁电晶体管（FeFET）因其非易失性存储和存算一体潜力被视为后摩尔时代的关键器件，但铁电层与半导体层的异质界面一直难以完美兼容。彭海琳团队基于自主开发的高迁移率铋基二维半导体Bi₂O₂Se，开发出精准可控的自氧化制备方法，首次构建了具有原子级平整界面和单晶胞厚度（~1纳米）铁电层的晶圆级异质结构。
由此制备的铁电晶体管展现出颠覆性性能：工作电压低至0.8V，耐久性高达1.5×10¹²次循环，综合性能全面超越现有工业级铪基铁电体系。团队进一步构建出可动态重构的存内逻辑运算电路，在低于1V的CMOS兼容电压下即可实现逻辑功能切换。这是目前全球首个晶圆级二维铁电材料体系，为开发高能效先进芯片和神经形态计算系统提供了突破性材料基石。
结语：交叉融合的创新生态
六篇顶刊，横跨结构生物学、柔性电子、人工智能、量子计算、合成化学与材料科学，这不仅是北大科研实力的集中展示，更体现了一个鲜明的趋势：重大科学突破越来越诞生于学科交叉的边界地带。
从雷晓光团队用结构生物学手段解决化学合成难题，到燕博南团队将计算机架构与柔性电子融合，再到彭海琳团队以材料科学突破推动芯片技术变革，这些研究共同勾勒出一幅面向未来的创新图景。
在两日之内连续登顶全球科研巅峰，北大团队用实力证明：中国基础研究正在从"跟跑"转向"并跑"乃至"领跑"，而这场静悄悄的革命，或许才刚刚开始。
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