Quantum key distribution (QKD) uses individual light quanta in quantum superposition states to guarantee unconditional communication security between distant parties. However, the distance over which QKD is achievable has been limited to a few hundred kilometres, owing to the channel loss that occurs when using optical fibres or terrestrial free space that exponentially reduces the photon transmission rate. Satellite-based QKD has the potential to help to establish a global-scale quantum network, owing to the negligible photon loss and decoherence experienced in empty space. Here we report the development and launch of a low-Earth-orbit satellite for implementing decoy-state QKD—a form of QKD that uses weak coherent pulses at high channel loss and is secure because photon-number-splitting eavesdropping can be detected. We achieve a kilohertz key rate from the satellite to the ground over a distance of up to 1,200 kilometres. This key rate is around 20 orders of magnitudes greater than that expected using an optical fibre of the same length. The establishment of a reliable and efficient space-to-ground link for quantum-state transmission paves the way to global-scale quantum networks. Decoy-state quantum key distribution from a satellite to a ground station is achieved with much greater efficiency than is possible over the same distance using optical fibres. The laws of quantum physics give rise to protocols for ultra-secure cryptography and quantum communications. However, to be useful in a global network, these protocols will have to function with satellites. Extending existing protocols to such long distances poses a tremendous experimental challenge. Researchers led by Jian-Wei Pan present a pair of papers in this issue that take steps toward a global quantum network, using the low-Earth-orbit satellite Micius. They demonstrate satellite-to-ground quantum key distribution, an integral part of quantum cryptosystems, at kilohertz rates over 1,200 kilometres, and report quantum teleportation of a single-photon qubit over 1,400 kilometres. Quantum teleportation is the transfer of the exact state of a quantum object from one place to another, without physical travelling of the object itself, and is a central process in many quantum communication protocols. These two experiments suggest that Micius could become the first component in a global quantum internet.

We perform decoy-state quantum key distribution between a low-Earth-orbit satellite and multiple ground stations located in Xinglong, Nanshan, and Graz, which establish satellite-to-ground secure keys with ∼kHz rate per passage of the satellite Micius over a ground station. The satellite thus establishes a secure key between itself and, say, Xinglong, and another key between itself and, say, Graz. Then, upon request from the ground command, Micius acts as a trusted relay. It performs bitwise exclusive or operations between the two keys and relays the result to one of the ground stations. That way, a secret key is created between China and Europe at locations separated by 7600 km on Earth. These keys are then used for intercontinental quantum-secured communication. This was, on the one hand, the transmission of images in a one-time pad configuration from China to Austria as well as from Austria to China. Also, a video conference was performed between the Austrian Academy of Sciences and the Chinese Academy of Sciences, which also included a 280 km optical ground connection between Xinglong and Beijing. Our work clearly confirms the Micius satellite as a robust platform for quantum key distribution with different ground stations on Earth, and points towards an efficient solution for an ultralong-distance global quantum network.Received 6 December 2017DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.120.030501© 2018 American Physical SocietyPhysics Subject Headings (PhySH)Research AreasQuantum channelsQuantum communicationQuantum cryptographyQuantum networksQuantum opticsQuantum Information, Science & TechnologyAtomic, Molecular & Optical

Abstract Hepatocellular carcinoma (HCC) is a highly heterogeneous and malignant cancer with poor overall survival. The application of sorafenib is a major breakthrough in the treatment of HCC. In our study, FOXQ1 was significantly overexpressed in sorafenib-resistant HCC cells and suppressed sorafenib-induced ferroptosis. We found that phosphorylation of FOXQ1 at serine 248 is critical for the suppression of sorafenib-induced ferroptosis. Furthermore, as the upstream phosphorylation kinase of FOXQ1, JNK1, which is activated by sorafenib, can directly phosphorylate the serine 248 site of FOXQ1. Then, the phosphorylated FOXQ1 got a high affinity for the promoter of ETHE1 and activates its transcription. Further flow cytometry results showed that ETHE1 reduced intracellular lipid peroxidation and iron levels. Collectively, our study implicated the JNK1-FOXQ1-ETHE1 axis in HCC ferroptosis induced by sorafenib, providing mechanistic insight into sensitivity to sorafenib therapy of HCC.

5-methyl-2-hexanone is used as a versatile polymerization solvent for industrial preparation processes of bulk and fine chemicals. An efficient catalyst, Pd/γ-Al

The functionalization of polyoxovanadate clusters is promising but of great challenge due to the versatile coordination geometry and oxidation state of vanadium. Here, two unprecedented silsesquioxane ligand-protected "fully reduced" polyoxovanadate clusters were fabricated via a facial solvothermal methodology. The initial mixture of the two polyoxovanadate clusters with different colors and morphologies (green plate V14 and blue block V6) was successfully separated as pure phases by meticulously controlling the assembly conditions. Therein, the V14 cluster is the highest-nuclearity V-silsesquioxane cluster to date. Moreover, the transformation from a dimeric silsesquioxane ligand-protected V14 cluster to a cyclic hexameric silsesquioxane ligand-protected V6 cluster was also achieved, and the possible mechanism termed "ligand-condensation-involved dissociation reassembly" was proposed to explain this intricate conversion process. In addition, the robust V6 cluster was served as a heterogeneous catalyst for the synthesis of important heterocyclic compounds, quinazolinones, starting from 2-aminobenzamide and aldehydes. The V6 cluster exhibits high activity and selectivity to access pure quinazolinones under mild conditions, where the high selectivity was attributed to the confinement effect of the macrocyclic silsesquioxane ligand constraining the molecular freedom of the reaction species. The stability and recyclability as well as the tolerance of a wide scope of aldehyde substrates endow the V6 cluster with a superior performance and appreciable potential in catalytic applications.

Abstract Colitis is a commonly encountered inflammatory disease in colon tissue, which can be triggered by various causes. Although traditional Chinese medicine (TCM) has been utilized for the treatment of colitis, it is still a great challenge to identify the major bioactive constituents and their modes of action among thousands of ingredients in TCM prescriptions. Inspired by the success of artificial intelligence and deep learning methods, we proposed a deep neural network (DNN) for TCM prescription recommendation. We constructed a graph-based DNN with 9,845 nodes and 161,950 edges, which integrated microscopic information including bioactive molecules, protein targets, and extracted features of prescriptions through feature embedding. A novel and efficient data augmentation strategy was implemented to expand the sample size based on 378 collected TCM prescriptions. Network pharmacology study revealed that the 10 most frequent ingredients in generated prescriptions were associated with multiple inflammatory signaling pathways. To verify the bioactive constituents in the generated prescriptions, 5 selected constituents were administrated to BALB/c mice with colitis. Suppressive effects of disease progression and pro-inflammatory factors comparable to sulfasalazin were observed with these compounds, revealing the effectiveness of our artificial intelligence strategy on idetification of bioactive constituents from TCM prescriptions.

Background: Microplastics (PS-MPs) are a new type of pollutant with definite hepatotoxicity. Selenium, on the other hand, has natural, protective effects on the liver. Objectives/Methods: The purpose of this experiment is to find out whether nano-selenium (SeNP) can alleviate liver damage caused by microplastics. Initially, we established through in vitro experiments that SeNP has the ability to enhance the growth of healthy mouse liver cells, while microplastics exhibit a harmful impact on normal mouse hepatocyte cell suspensions, leading to a decrease in cell count. Subsequently, through in vivo experiments on male ICR mice, we ascertained that SeNPs alleviated the detrimental impacts of PS-MPs on mouse liver. Results: SeNPs hinder the signaling pathway of NF-κB/NLRP3 inflammatory vesicles, which is crucial for reducing inflammation induced by PS-MPs. In terms of their mechanism, SeNPs hinder the abnormalities in mitochondrial fission, biogenesis, and fusion caused by PS-MPs and additionally enhance mitochondrial respiration. This enhancement is crucial in averting disorders in energy metabolism and inflammation. Conclusions: To summarize, the use of SeNPs hindered inflammation by regulating mitochondrial dynamics, thus relieving liver damage caused by PS-MPs in mice. The anticipated outcomes offer new research directions that can be referenced in terms of inflammatory injuries caused by PS-MPs.