“中國(guó)天眼”發(fā)現(xiàn)納赫茲引力波存在的關(guān)鍵證據(jù)、清華大學(xué)團(tuán)隊(duì)研制出新款憶阻器存算一體芯片、全球首座第四代核電站正式投產(chǎn)……2023年注定是中國(guó)科技史上格外閃亮的一年。這一年，基礎(chǔ)研究取得重大原創(chuàng)成果，關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)實(shí)現(xiàn)新突破，科技創(chuàng)新支撐高質(zhì)量發(fā)展交出精彩答卷。凡是過(guò)往，皆為序章。展望未來(lái)，廣大科技工作者定將踔厲奮發(fā)、勇毅前行、團(tuán)結(jié)奮斗，以高水平科技自立自強(qiáng)譜寫中國(guó)式現(xiàn)代化的嶄新篇章。
中央科技委員會(huì)組建
今年3月，《黨和國(guó)家機(jī)構(gòu)改革方案》（以下簡(jiǎn)稱《改革方案》）印發(fā)，提出加強(qiáng)黨中央對(duì)科技工作的集中統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)，組建中央科技委員會(huì)，重新組建科學(xué)技術(shù)部，聚焦科技工作前瞻性謀劃、系統(tǒng)性布局、整體性推進(jìn)，加快實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)。
科技創(chuàng)新在我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)全局中居于核心地位。面對(duì)國(guó)際科技競(jìng)爭(zhēng)和外部遏制打壓的嚴(yán)峻形勢(shì)，必須進(jìn)一步理順科技領(lǐng)導(dǎo)和管理體制，更好統(tǒng)籌科技力量在關(guān)鍵核心技術(shù)上攻堅(jiān)克難，加快實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)。
《改革方案》明確，組建中央科技委員會(huì)。加強(qiáng)黨中央對(duì)科技工作的集中統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)，統(tǒng)籌推進(jìn)國(guó)家創(chuàng)新體系建設(shè)和科技體制改革，研究審議國(guó)家科技發(fā)展重大戰(zhàn)略、重大規(guī)劃、重大政策，統(tǒng)籌解決科技領(lǐng)域戰(zhàn)略性、方向性、全局性重大問(wèn)題，研究確定國(guó)家戰(zhàn)略科技任務(wù)和重大科研項(xiàng)目，統(tǒng)籌布局國(guó)家實(shí)驗(yàn)室等戰(zhàn)略科技力量。
《改革方案》明確，中央科技委員會(huì)辦事機(jī)構(gòu)職責(zé)由重組后的科學(xué)技術(shù)部整體承擔(dān)。
作物主效耐堿基因及其作用機(jī)制首次揭示
鹽堿地變良田，這是人類千百年的夢(mèng)。如今，我國(guó)科學(xué)家的最新成果讓人類朝這個(gè)目標(biāo)更進(jìn)一步——他們以耐鹽堿作物高粱為材料，首次發(fā)現(xiàn)主效耐堿基因AT1及其作用機(jī)制。大田實(shí)驗(yàn)證明，該基因可顯著提升高粱、水稻、小麥、玉米和谷子等作物在鹽堿地的產(chǎn)量，有望大幅提升鹽堿地綜合利用水平。
該研究由中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員謝旗、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)教授于菲菲、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)教授歐陽(yáng)亦聃等領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)與多家合作單位共同完成。相關(guān)成果3月24日在《科學(xué)》和《國(guó)家科學(xué)評(píng)論》發(fā)表。
“世界范圍內(nèi)存在數(shù)億公頃的鹽堿地，優(yōu)質(zhì)耐鹽堿作物品種的培育與推廣，將有效提升鹽堿地產(chǎn)能，對(duì)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(jī)制方面，仍知之甚少。
研究團(tuán)隊(duì)對(duì)高粱遺傳資源進(jìn)行了全基因組大數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)一個(gè)主效耐堿基因AT1。該基因與水稻的粒形調(diào)控基因GS3同源，研究團(tuán)隊(duì)還揭示了作物耐鹽堿的分子機(jī)制。隨后的研究發(fā)現(xiàn)，AT1/GS3基因在主要糧食作物水稻、小麥、玉米、谷子中的調(diào)控機(jī)制也高度類似。
國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)C919完成商業(yè)首飛
5月28日，是一個(gè)值得載入史冊(cè)的日子。這一天，國(guó)產(chǎn)C919大型客機(jī)圓滿完成首次商業(yè)載客飛行，正式進(jìn)入民航市場(chǎng)，開(kāi)啟市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展新征程。
大型客機(jī)被譽(yù)為“現(xiàn)代制造業(yè)的明珠”，是一個(gè)國(guó)家科技能力、工業(yè)水平和綜合實(shí)力的集中體現(xiàn)。C919大型客機(jī)是我國(guó)首次按照國(guó)際通行適航標(biāo)準(zhǔn)自行研制、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的噴氣式干線客機(jī)，于2007年立項(xiàng)，2017年首飛，2022年9月完成全部適航審定工作后，獲中國(guó)民用航空局頒發(fā)型號(hào)合格證。
從設(shè)計(jì)、研發(fā)、制造到完成數(shù)百個(gè)試飛科目、數(shù)千個(gè)小時(shí)飛行的適航取證審定工作，再到首次商業(yè)載客飛行，16年來(lái)，C919一棒接著一棒跑，闖過(guò)了一道道險(xiǎn)關(guān)難關(guān)，讓中國(guó)的“大飛機(jī)夢(mèng)”一步步照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。
通過(guò)C919的設(shè)計(jì)研制，我國(guó)掌握了民機(jī)產(chǎn)業(yè)5大類、20個(gè)專業(yè)、6000多項(xiàng)民用飛機(jī)技術(shù)，帶動(dòng)新技術(shù)、新材料、新工藝群體性突破。
風(fēng)雨兼程十余載，逐夢(mèng)藍(lán)天向未來(lái)。C919首次商業(yè)載客飛行，標(biāo)志著C919的“研發(fā)、制造、取證、投運(yùn)”全面貫通，中國(guó)民航商業(yè)運(yùn)營(yíng)國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)正式“起步”，中國(guó)大飛機(jī)的“空中體驗(yàn)”正式走進(jìn)廣大消費(fèi)者。未來(lái)，C919必將在新征程上高飛遠(yuǎn)航。
“中國(guó)天眼”發(fā)現(xiàn)納赫茲引力波存在關(guān)鍵證據(jù)
搜尋納赫茲引力波是國(guó)際物理和天文領(lǐng)域備受關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題之一。利用被譽(yù)為“中國(guó)天眼”的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡，我國(guó)脈沖星測(cè)時(shí)陣列（CPTA）研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)納赫茲引力波存在的關(guān)鍵證據(jù)。這是納赫茲引力波搜尋的一個(gè)重要突破，表明我國(guó)納赫茲引力波研究與國(guó)際同步達(dá)到領(lǐng)先水平。相關(guān)研究成果6月29日在線發(fā)表于《天文與天體物理研究》。
作為一種低頻引力波，波長(zhǎng)可長(zhǎng)達(dá)幾光年的納赫茲引力波是宇宙里亙古恒久的背景噪音。比起2016年人類最早發(fā)現(xiàn)的高頻引力波，它們更難被“收聽(tīng)”到，需要基于長(zhǎng)達(dá)數(shù)年的數(shù)據(jù)采集。
利用大型射電望遠(yuǎn)鏡對(duì)一批自轉(zhuǎn)極其規(guī)律的毫秒脈沖星進(jìn)行長(zhǎng)期測(cè)時(shí)觀測(cè)，是目前已知唯一的納赫茲引力波探測(cè)手段。
“利用‘中國(guó)天眼’，我們對(duì)57顆毫秒脈沖星開(kāi)展了長(zhǎng)期系統(tǒng)性監(jiān)測(cè)，同時(shí)將這些毫秒脈沖星組成了銀河系尺度大小的引力波探測(cè)器，以搜尋納赫茲引力波。”論文通訊作者、中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)/北京大學(xué)研究員李柯伽說(shuō)，功夫不負(fù)有心人，在深入分析“中國(guó)天眼”收集的3年5個(gè)月的數(shù)據(jù)后，CPTA團(tuán)隊(duì)找到了納赫茲引力波存在的關(guān)鍵證據(jù)。
北京大學(xué)講席教授、美國(guó)藝術(shù)與科學(xué)院院士何子山認(rèn)為，這一重大科學(xué)突破對(duì)星系演化和超大質(zhì)量黑洞研究具有深遠(yuǎn)影響，也為引力波天體物理學(xué)打開(kāi)了全新的窗口。
51個(gè)超導(dǎo)量子比特簇態(tài)制備刷新世界紀(jì)錄
繼實(shí)現(xiàn)10比特、12比特、18比特的真糾纏態(tài)制備之后，來(lái)自中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)等單位的研究人員又取得了重要突破——成功實(shí)現(xiàn)51個(gè)超導(dǎo)量子比特簇態(tài)制備和驗(yàn)證，刷新了所有量子系統(tǒng)中真糾纏比特?cái)?shù)目的世界紀(jì)錄。相關(guān)成果7月12日在線發(fā)表于《自然》雜志。
超導(dǎo)量子計(jì)算被普遍認(rèn)為是最有可能率先實(shí)現(xiàn)實(shí)用化量子計(jì)算的方案之一，因而備受關(guān)注。作為量子計(jì)算的基本單元，量子比特不同于非0即1的經(jīng)典比特，它可以“同時(shí)”處于0和1疊加態(tài)，即量子相干疊加態(tài)。
當(dāng)人們把量子疊加拓展到多量子比特體系，自然就導(dǎo)致了量子糾纏的概念。多個(gè)量子比特一旦實(shí)現(xiàn)了相干疊加，其代表的狀態(tài)空間將會(huì)隨著量子比特的數(shù)目增多而呈指數(shù)增長(zhǎng)。這被認(rèn)為是量子計(jì)算加速效應(yīng)的根源。多年以來(lái)，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的多量子比特糾纏一直是各國(guó)科學(xué)家?jiàn)^力追求的目標(biāo)。
然而，由于更大規(guī)模的真糾纏態(tài)制備要求高連通性的量子系統(tǒng)、高保真的多比特量子門以及高效準(zhǔn)確的量子態(tài)保真度表征手段，此前真糾纏比特的規(guī)模未能突破24個(gè)量子比特。
該研究將量子系統(tǒng)中真糾纏比特?cái)?shù)目的紀(jì)錄由24個(gè)大幅突破至51個(gè)，充分展示了超導(dǎo)量子計(jì)算體系優(yōu)異的可擴(kuò)展性，對(duì)研究多體量子糾纏、實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量子算法以及基于測(cè)量的量子計(jì)算等具有重要意義。
國(guó)家太空實(shí)驗(yàn)室正式運(yùn)行
“天宮課堂”為我們帶來(lái)了奇妙、有趣的太空實(shí)驗(yàn)，而更多關(guān)于太空奧秘的探索正在國(guó)家太空實(shí)驗(yàn)室里有序開(kāi)展。
在8月18日舉行的載人航天工程空間應(yīng)用與發(fā)展情況介紹會(huì)上，中國(guó)載人航天工程新聞發(fā)言人、中國(guó)載人航天工程辦公室副主任林西強(qiáng)表示，中國(guó)國(guó)家太空實(shí)驗(yàn)室目前已正式運(yùn)行，并建立起獨(dú)具中國(guó)特色的近地空間科學(xué)與應(yīng)用體系，空間應(yīng)用正有序展開(kāi)、成果頻現(xiàn)。
2022年底，中國(guó)空間站完成全面建造，進(jìn)入為期10年以上的應(yīng)用與發(fā)展階段。在這一階段，我國(guó)將常態(tài)化開(kāi)展載人飛行，航天員將長(zhǎng)期在軌飛行，在很多領(lǐng)域開(kāi)展大規(guī)模的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)。全面建成的中國(guó)空間站，是我國(guó)覆蓋空間科學(xué)相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域最全、在軌支撐能力最強(qiáng)、兼?zhèn)溆腥藚⑴c和上下行運(yùn)輸?shù)泉?dú)特優(yōu)勢(shì)的國(guó)家太空實(shí)驗(yàn)室。
6月4日，神舟十五號(hào)順利返回地球。此次“太空出差”，神舟十五號(hào)3名航天員順利進(jìn)駐中國(guó)空間站，與神舟十四號(hào)航天員乘組首次實(shí)現(xiàn)“太空會(huì)師”。10月29日，一場(chǎng)“太空會(huì)師”再次上演，神舟十七號(hào)與神舟十六號(hào)兩個(gè)乘組在中國(guó)空間站勝利會(huì)面。這是在我國(guó)首艘載人飛船神舟五號(hào)實(shí)現(xiàn)中華民族千年飛天夢(mèng)20周年之際，我國(guó)第一批、第二批和第三批航天員首次在中國(guó)空間站同框。
人體免疫系統(tǒng)發(fā)育圖譜繪制
作為防止病毒細(xì)菌等病原體入侵的“衛(wèi)士”，免疫細(xì)胞是人體免疫系統(tǒng)中不可或缺的組成部分。明確免疫細(xì)胞類型、分化及功能狀態(tài)，對(duì)了解免疫力和揭示免疫相關(guān)疾病的發(fā)生發(fā)展機(jī)制具有重要意義。
9月12日，《細(xì)胞》在線發(fā)表一項(xiàng)關(guān)于免疫細(xì)胞的重要進(jìn)展。來(lái)自中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院等單位的科研人員成功繪制了覆蓋組織范圍最廣、時(shí)間跨度最長(zhǎng)、采樣密度最高的人體免疫系統(tǒng)發(fā)育圖譜，有望推動(dòng)全球免疫學(xué)和發(fā)育生物學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展。
在這項(xiàng)研究中，科研人員利用自動(dòng)化、高通量的合成生物研究大科學(xué)裝置，自主搭建單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測(cè)序平臺(tái)，對(duì)發(fā)育中的免疫細(xì)胞開(kāi)展“解碼”，并以這樣的海量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)繪制人體免疫系統(tǒng)發(fā)育圖譜。
同時(shí)，他們還發(fā)現(xiàn)了免疫細(xì)胞的兩個(gè)新類型：廣泛存在于多個(gè)組織臟器、促進(jìn)血管生成的巨噬細(xì)胞，以及存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)之外的類小膠質(zhì)細(xì)胞。
對(duì)于這項(xiàng)研究，中國(guó)科學(xué)院院士、廈門大學(xué)教授韓家淮給予了高度評(píng)價(jià)。他說(shuō)：“這項(xiàng)研究拓展了人們對(duì)人體免疫發(fā)育特別是巨噬細(xì)胞多樣性、分化和功能的認(rèn)知，有助于深入理解免疫系統(tǒng)的功能和調(diào)控機(jī)制，為疾病診斷、免疫治療和新療法開(kāi)發(fā)提供重要的基礎(chǔ)。”
新款憶阻器存算一體芯片成功研制
10月10日，一個(gè)消息不脛而走，沖上微博熱搜：基于存算一體計(jì)算范式，清華大學(xué)集成電路學(xué)院教授吳華強(qiáng)、副教授高濱團(tuán)隊(duì)研制出全球首款全系統(tǒng)集成、支持高效片上學(xué)習(xí)（機(jī)器學(xué)習(xí)能在硬件端直接完成）的憶阻器存算一體芯片。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《科學(xué)》雜志。
“我們研發(fā)的這款存算一體芯片，展示出高適應(yīng)性、高能效、高通用性、高準(zhǔn)確率等特點(diǎn)，能有效強(qiáng)化智能設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景下的學(xué)習(xí)適應(yīng)能力。”高濱在接受記者采訪時(shí)介紹。
據(jù)了解，這款芯片包含支持完整片上學(xué)習(xí)所必需的全部電路模塊，成功完成圖像分類、語(yǔ)音識(shí)別和控制任務(wù)等多種片上增量學(xué)習(xí)功能驗(yàn)證。相關(guān)成果可應(yīng)用于手機(jī)等智能終端設(shè)備，還可以應(yīng)用于邊緣計(jì)算場(chǎng)景，比如汽車、機(jī)器人等。
更重要的是，相同任務(wù)下，這款芯片實(shí)現(xiàn)片上學(xué)習(xí)的能耗僅為先進(jìn)工藝下專用集成電路系統(tǒng)的3%，展現(xiàn)出卓越的能效優(yōu)勢(shì)，具有滿足人工智能時(shí)代高算力需求的應(yīng)用潛力；它揭示了人工智能時(shí)代下邊緣學(xué)習(xí)的新范式，為突破馮·諾依曼傳統(tǒng)計(jì)算架構(gòu)下的能效、算力瓶頸提供了一種創(chuàng)新發(fā)展路徑。
國(guó)產(chǎn)首艘大型郵輪命名交付
建造中國(guó)人自己的大型郵輪，是中國(guó)幾代造船人的夙愿。今年，造船人夙愿得償。11月4日，我國(guó)首艘國(guó)產(chǎn)大型郵輪“愛(ài)達(dá)·魔都號(hào)”正式命名交付。這標(biāo)志著我國(guó)從此實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)大型郵輪制造“零的突破”。
據(jù)悉，“愛(ài)達(dá)·魔都號(hào)”總噸位13.55萬(wàn)噸，長(zhǎng)323.6米，寬37.2米，最大高度72.2米；全船搭載107個(gè)系統(tǒng)、5.5萬(wàn)個(gè)設(shè)備，包含2500萬(wàn)個(gè)零部件，完工敷設(shè)4750公里電纜；船上有客房2125間，可容納乘客5246人……這艘龐然大物猶如一座“海上現(xiàn)代化城市”。
大型郵輪與大型液化天然氣運(yùn)輸船、航空母艦并稱為造船工業(yè)“皇冠上的三顆明珠”，設(shè)計(jì)、建造難度極高，是體現(xiàn)一個(gè)國(guó)家工業(yè)實(shí)力和科技水平的標(biāo)志性工程。此次“愛(ài)達(dá)·魔都號(hào)”的設(shè)計(jì)建造成功，標(biāo)志著我國(guó)造船業(yè)自主實(shí)現(xiàn)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投產(chǎn)
12月6日，山東榮成傳來(lái)好消息：華能石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程在穩(wěn)定電功率水平上正式投產(chǎn)，轉(zhuǎn)入商業(yè)運(yùn)行。這是我國(guó)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全球首座第四代核電站，標(biāo)志著我國(guó)在高溫氣冷堆核電技術(shù)領(lǐng)域已處于全球領(lǐng)先地位。
這座核電站由中國(guó)華能牽頭，聯(lián)合清華大學(xué)、中核集團(tuán)共同建設(shè)，于2012年12月開(kāi)工，2021年12月首次并網(wǎng)發(fā)電。目前，石島灣高溫氣冷堆核電站首臺(tái)（套）設(shè)備達(dá)2200多臺(tái)（套），創(chuàng)新型設(shè)備有600余臺(tái)（套），設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到93.4%。
據(jù)悉，華能山東石島灣核電站集聚了設(shè)計(jì)研發(fā)、工程建設(shè)、設(shè)備制造、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)等產(chǎn)業(yè)鏈上下游500余家單位，先后攻克多項(xiàng)世界級(jí)關(guān)鍵技術(shù)。核電站的商運(yùn)投產(chǎn)，對(duì)促進(jìn)我國(guó)核電安全發(fā)展、提升我國(guó)核電科技創(chuàng)新能力等具有重要意義和積極影響。
依托這一工程，我國(guó)系統(tǒng)掌握了高溫氣冷堆設(shè)計(jì)、制造、建設(shè)、調(diào)試、運(yùn)維技術(shù)，中國(guó)華能和清華大學(xué)共同研發(fā)了高溫氣冷堆特有的調(diào)試運(yùn)行六大關(guān)鍵核心技術(shù)，培養(yǎng)了一批具備高溫氣冷堆建設(shè)和運(yùn)維管理經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人才隊(duì)伍，形成一套可復(fù)制、可推廣的標(biāo)準(zhǔn)化管理體系，并建立起以專利、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、軟件著作權(quán)為核心的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系。
