文(wén)章來源：人民網 發布時間： 2024-01-03
“中(zhōng)國天眼”發現納赫茲引力波存在的關(guān)鍵證據、清華大學團隊研制出新款憶阻器(qì)存算一體芯片、全球首座第四代核電站(zhàn)正式投産……2023年注定是中(zhōng)國科技史上格外閃亮(liàng)的一年。這一年，基礎研究取得重大原創成果，關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)實現新突破，科技創新支撐高質量發展交出精彩答卷。凡是過往，皆為序章。展望未來，廣大科技工作者定将踔厲奮發、勇毅前行、團結奮鬥，以高水平科技自立自強譜寫中(zhōng)國式現代化的嶄新篇章。
中(zhōng)央科技委員會組建
今年3月(yuè)，《黨和(hé)國家機構改革方案》（以下(xià)簡稱《改革方案》）印發，提出加強黨中(zhōng)央對科技工作的集中(zhōng)統一領導，組建中(zhōng)央科技委員會，重新組建科學技術(shù)部，聚焦科技工作前瞻性謀劃、系統性布局、整體性推進，加快實現高水平科技自立自強。
科技創新在我國現代化建設全局中(zhōng)居于核心地位。面對國際科技競争和(hé)外部遏制打壓的嚴峻形勢，必須進一步理順科技領導和(hé)管理體制，更好統籌科技力量在關(guān)鍵核心技術(shù)上攻堅克難，加快實現高水平科技自立自強。
《改革方案》明确，組建中(zhōng)央科技委員會。加強黨中(zhōng)央對科技工作的集中(zhōng)統一領導，統籌推進國家創新體系建設和(hé)科技體制改革，研究審議國家科技發展重大戰略、重大規劃、重大政策，統籌解決科技領域戰略性、方向性、全局性重大問(wèn)題，研究确定國家戰略科技任務和(hé)重大科研項目，統籌布局國家實驗室等戰略科技力量。
《改革方案》明确，中(zhōng)央科技委員會辦事機構職責由重組後的科學技術(shù)部整體承擔。
作物主效耐堿基因及其作用機制首次揭示
鹽堿地變良田，這是人類千百年的夢。如(rú)今，我國科學家的最新成果讓人類朝這個(gè)目标更進一步——他們以耐鹽堿作物高粱為材料，首次發現主效耐堿基因AT1及其作用機制。大田實驗證明，該基因可(kě)顯著提升高粱、水稻、小麥、玉米和(hé)谷子(zǐ)等作物在鹽堿地的産量，有望大幅提升鹽堿地綜合利用水平。
該研究由中(zhōng)國科學院遺傳與發育生物學研究所研究員謝旗、中(zhōng)國農業(yè)大學教授于菲菲、華中(zhōng)農業(yè)大學教授歐陽亦聃等領銜的科研團隊與多家合作單位共同完成。相關(guān)成果3月(yuè)24日在《科學》和(hé)《國家科學評論》發表。
“世界範圍内存在數億公頃的鹽堿地，優質耐鹽堿作物品種的培育與推廣，将有效提升鹽堿地産能，對保障糧食安全意義重大。”謝旗介紹。目前，全球在作物耐鹽研究方面已取得大量成果，但在作物耐堿機制方面，仍知之甚少(shǎo)。
研究團隊對高粱遺傳資(zī)源進行了全基因組大數據關(guān)聯分析，發現一個(gè)主效耐堿基因AT1。該基因與水稻的粒形調控基因GS3同源，研究團隊還揭示了作物耐鹽堿的分子(zǐ)機制。随後的研究發現，AT1/GS3基因在主要糧食作物水稻、小麥、玉米、谷子(zǐ)中(zhōng)的調控機制也高度類似。
國産大飛機C919完成商(shāng)業(yè)首飛
5月(yuè)28日，是一個(gè)值得載入史冊的日子(zǐ)。這一天，國産C919大型客機圓滿完成首次商(shāng)業(yè)載客飛行，正式進入民航市場，開啟市場化運營、産業(yè)化發展新征程。
大型客機被譽為“現代制造業(yè)的明珠”，是一個(gè)國家科技能力、工業(yè)水平和(hé)綜合實力的集中(zhōng)體現。C919大型客機是我國首次按照國際通(tōng)行适航标準自行研制、具有自主知識産權的噴氣式幹線客機，于2007年立項，2017年首飛，2022年9月(yuè)完成全部适航審定工作後，獲中(zhōng)國民用航空局頒發型号合格證。
從設計、研發、制造到完成數百個(gè)試飛科目、數千個(gè)小時飛行的适航取證審定工作，再到首次商(shāng)業(yè)載客飛行，16年來，C919一棒接着一棒跑，闖過了一道道險關(guān)難關(guān)，讓中(zhōng)國的“大飛機夢”一步步照進現實。
通(tōng)過C919的設計研制，我國掌握了民機産業(yè)5大類、20個(gè)專業(yè)、6000多項民用飛機技術(shù)，帶動(dòng)新技術(shù)、新材料、新工藝群體性突破。
風雨兼程十餘載，逐夢藍天向未來。C919首次商(shāng)業(yè)載客飛行，标志着C919的“研發、制造、取證、投運”全面貫通(tōng)，中(zhōng)國民航商(shāng)業(yè)運營國産大飛機正式“起步”，中(zhōng)國大飛機的“空中(zhōng)體驗”正式走進廣大消費者。未來，C919必将在新征程上高飛遠(yuǎn)航。
“中(zhōng)國天眼”發現納赫茲引力波存在關(guān)鍵證據
搜尋納赫茲引力波是國際物理和(hé)天文(wén)領域備受關(guān)注的焦點問(wèn)題之一。利用被譽為“中(zhōng)國天眼”的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡，我國脈沖星測時陣列（CPTA）研究團隊發現納赫茲引力波存在的關(guān)鍵證據。這是納赫茲引力波搜尋的一個(gè)重要突破，表明我國納赫茲引力波研究與國際同步達到領先水平。相關(guān)研究成果6月(yuè)29日在線發表于《天文(wén)與天體物理研究》。
作為一種低頻引力波，波長可(kě)長達幾光年的納赫茲引力波是宇宙裡亘古恒久的背景噪音。比起2016年人類最早發現的高頻引力波，它們更難被“收聽”到，需要基于長達數年的數據采集。
利用大型射電望遠(yuǎn)鏡對一批自轉極其規律的毫秒脈沖星進行長期測時觀測，是目前已知唯一的納赫茲引力波探測手段。
“利用‘中(zhōng)國天眼’，我們對57顆毫秒脈沖星開展了長期系統性監測，同時将這些毫秒脈沖星組成了銀河系尺度大小的引力波探測器(qì)，以搜尋納赫茲引力波。”論文(wén)通(tōng)訊作者、中(zhōng)國科學院國家天文(wén)台/北京大學研究員李柯伽說，功夫不負有心人，在深入分析“中(zhōng)國天眼”收集的3年5個(gè)月(yuè)的數據後，CPTA團隊找到了納赫茲引力波存在的關(guān)鍵證據。
北京大學講席教授、美國藝術(shù)與科學院院士何子(zǐ)山認為，這一重大科學突破對星系演化和(hé)超大質量黑洞研究具有深遠(yuǎn)影響，也為引力波天體物理學打開了全新的窗口。
51個(gè)超導量子(zǐ)比特簇态制備刷新世界紀錄
繼實現10比特、12比特、18比特的真糾纏态制備之後，來自中(zhōng)國科學技術(shù)大學等單位的研究人員又取得了重要突破——成功實現51個(gè)超導量子(zǐ)比特簇态制備和(hé)驗證，刷新了所有量子(zǐ)系統中(zhōng)真糾纏比特數目的世界紀錄。相關(guān)成果7月(yuè)12日在線發表于《自然》雜志。
超導量子(zǐ)計算被普遍認為是最有可(kě)能率先實現實用化量子(zǐ)計算的方案之一，因而備受關(guān)注。作為量子(zǐ)計算的基本單元，量子(zǐ)比特不同于非0即1的經典比特，它可(kě)以“同時”處于0和(hé)1疊加态，即量子(zǐ)相幹疊加态。
當人們把量子(zǐ)疊加拓展到多量子(zǐ)比特體系，自然就導緻了量子(zǐ)糾纏的概念。多個(gè)量子(zǐ)比特一旦實現了相幹疊加，其代表的狀态空間将會随着量子(zǐ)比特的數目增多而呈指數增長。這被認為是量子(zǐ)計算加速效應的根源。多年以來，實現大規模的多量子(zǐ)比特糾纏一直是各國科學家奮力追求的目标。
然而，由于更大規模的真糾纏态制備要求高連通(tōng)性的量子(zǐ)系統、高保真的多比特量子(zǐ)門以及高效準确的量子(zǐ)态保真度表征手段，此前真糾纏比特的規模未能突破24個(gè)量子(zǐ)比特。
該研究将量子(zǐ)系統中(zhōng)真糾纏比特數目的紀錄由24個(gè)大幅突破至51個(gè)，充分展示了超導量子(zǐ)計算體系優異的可(kě)擴展性，對研究多體量子(zǐ)糾纏、實現大規模量子(zǐ)算法以及基于測量的量子(zǐ)計算等具有重要意義。
國家太空實驗室正式運行
“天宮課堂”為我們帶來了奇妙、有趣的太空實驗，而更多關(guān)于太空奧秘的探索正在國家太空實驗室裡有序開展。
在8月(yuè)18日舉行的載人航天工程空間應用與發展情況介紹會上，中(zhōng)國載人航天工程新聞發言人、中(zhōng)國載人航天工程辦公室副主任林西強表示，中(zhōng)國國家太空實驗室目前已正式運行，并建立起獨具中(zhōng)國特色的近地空間科學與應用體系，空間應用正有序展開、成果頻現。
2022年底，中(zhōng)國空間站(zhàn)完成全面建造，進入為期10年以上的應用與發展階段。在這一階段，我國将常态化開展載人飛行，航天員将長期在軌飛行，在很多領域開展大規模的空間科學實驗和(hé)技術(shù)實驗任務。全面建成的中(zhōng)國空間站(zhàn)，是我國覆蓋空間科學相關(guān)學科領域最全、在軌支撐能力最強、兼備有人參與和(hé)上下(xià)行運輸等獨特優勢的國家太空實驗室。
6月(yuè)4日，神舟十五号順利返回地球。此次“太空出差”，神舟十五号3名航天員順利進駐中(zhōng)國空間站(zhàn)，與神舟十四号航天員乘組首次實現“太空會師(shī)”。10月(yuè)29日，一場“太空會師(shī)”再次上演，神舟十七号與神舟十六号兩個(gè)乘組在中(zhōng)國空間站(zhàn)勝利會面。這是在我國首艘載人飛船神舟五号實現中(zhōng)華民族千年飛天夢20周年之際，我國第一批、第二批和(hé)第三批航天員首次在中(zhōng)國空間站(zhàn)同框。
人體免疫系統發育圖譜繪制
作為防止病毒細菌等病原體入侵的“衛士”，免疫細胞是人體免疫系統中(zhōng)不可(kě)或缺的組成部分。明确免疫細胞類型、分化及功能狀态，對了解免疫力和(hé)揭示免疫相關(guān)疾病的發生發展機制具有重要意義。
9月(yuè)12日，《細胞》在線發表一項關(guān)于免疫細胞的重要進展。來自中(zhōng)國科學院深圳先進技術(shù)研究院等單位的科研人員成功繪制了覆蓋組織範圍最廣、時間跨度最長、采樣密度最高的人體免疫系統發育圖譜，有望推動(dòng)全球免疫學和(hé)發育生物學領域的發展。
在這項研究中(zhōng)，科研人員利用自動(dòng)化、高通(tōng)量的合成生物研究大科學裝置，自主搭建單細胞轉錄組測序平台，對發育中(zhōng)的免疫細胞開展“解碼”，并以這樣的海量數據為基礎繪制人體免疫系統發育圖譜。
同時，他們還發現了免疫細胞的兩個(gè)新類型：廣泛存在于多個(gè)組織髒器(qì)、促進血管生成的巨噬細胞，以及存在于中(zhōng)樞神經系統之外的類小膠質細胞。
對于這項研究，中(zhōng)國科學院院士、廈門大學教授韓家淮給予了高度評價。他說：“這項研究拓展了人們對人體免疫發育特别是巨噬細胞多樣性、分化和(hé)功能的認知，有助于深入理解免疫系統的功能和(hé)調控機制，為疾病診斷、免疫治療和(hé)新療法開發提供重要的基礎。”
新款憶阻器(qì)存算一體芯片成功研制
10月(yuè)10日，一個(gè)消息不胫而走，沖上微博熱搜：基于存算一體計算範式，清華大學集成電路(lù)學院教授吳華強、副教授高濱團隊研制出全球首款全系統集成、支持高效片上學習（機器(qì)學習能在硬件端直接完成）的憶阻器(qì)存算一體芯片。相關(guān)研究成果在線發表于《科學》雜志。
“我們研發的這款存算一體芯片，展示出高适應性、高能效、高通(tōng)用性、高準确率等特點，能有效強化智能設備在實際應用場景下(xià)的學習适應能力。”高濱在接受記者采訪時介紹。
據了解，這款芯片包含支持完整片上學習所必需的全部電路(lù)模塊，成功完成圖像分類、語音識别和(hé)控制任務等多種片上增量學習功能驗證。相關(guān)成果可(kě)應用于手機等智能終端設備，還可(kě)以應用于邊緣計算場景，比如(rú)汽車(chē)、機器(qì)人等。
更重要的是，相同任務下(xià)，這款芯片實現片上學習的能耗僅為先進工藝下(xià)專用集成電路(lù)系統的3%，展現出卓越的能效優勢，具有滿足人工智能時代高算力需求的應用潛力；它揭示了人工智能時代下(xià)邊緣學習的新範式，為突破馮·諾依曼傳統計算架構下(xià)的能效、算力瓶頸提供了一種創新發展路(lù)徑。
國産首艘大型郵輪命名交付
建造中(zhōng)國人自己的大型郵輪，是中(zhōng)國幾代造船人的夙願。今年，造船人夙願得償。11月(yuè)4日，我國首艘國産大型郵輪“愛達·魔都号”正式命名交付。這标志着我國從此實現了國産大型郵輪制造“零的突破”。
據悉，“愛達·魔都号”總噸位13.55萬噸，長323.6米，寬37.2米，最大高度72.2米；全船搭載107個(gè)系統、5.5萬個(gè)設備，包含2500萬個(gè)零部件，完工敷設4750公裡電纜；船上有客房(fáng)2125間，可(kě)容納乘客5246人……這艘龐然大物猶如(rú)一座“海上現代化城市”。
大型郵輪與大型液化天然氣運輸船、航空母艦并稱為造船工業(yè)“皇冠上的三顆明珠”，設計、建造難度極高，是體現一個(gè)國家工業(yè)實力和(hé)科技水平的标志性工程。此次“愛達·魔都号”的設計建造成功，标志着我國造船業(yè)自主實現了大型郵輪重量控制、減震降噪等主要核心技術(shù)的突破。
全球首座第四代核電站(zhàn)投産
12月(yuè)6日，山東榮成傳來好消息：華能石島灣高溫氣冷(lěng)堆核電站(zhàn)示範工程在穩定電功率水平上正式投産，轉入商(shāng)業(yè)運行。這是我國具有完全自主知識産權的全球首座第四代核電站(zhàn)，标志着我國在高溫氣冷(lěng)堆核電技術(shù)領域已處于全球領先地位。
這座核電站(zhàn)由中(zhōng)國華能牽頭，聯合清華大學、中(zhōng)核集團共同建設，于2012年12月(yuè)開工，2021年12月(yuè)首次并網發電。目前，石島灣高溫氣冷(lěng)堆核電站(zhàn)首台（套）設備達2200多台（套），創新型設備有600餘台（套），設備國産化率達到93.4%。
據悉，華能山東石島灣核電站(zhàn)集聚了設計研發、工程建設、設備制造、生産運營等産業(yè)鍊上下(xià)遊500餘家單位，先後攻克多項世界級關(guān)鍵技術(shù)。核電站(zhàn)的商(shāng)運投産，對促進我國核電安全發展、提升我國核電科技創新能力等具有重要意義和(hé)積極影響。
依托這一工程，我國系統掌握了高溫氣冷(lěng)堆設計、制造、建設、調試、運維技術(shù)，中(zhōng)國華能和(hé)清華大學共同研發了高溫氣冷(lěng)堆特有的調試運行六大關(guān)鍵核心技術(shù)，培養了一批具備高溫氣冷(lěng)堆建設和(hé)運維管理經驗的專業(yè)人才隊伍，形成一套可(kě)複制、可(kě)推廣的标準化管理體系，并建立起以專利、技術(shù)标準、軟件著作權為核心的自主知識産權體系。
