2017年中国十大科技进展新闻,中科院多项成果

来源:http://www.020tL.com 作者:云顶集团简介 人气:200 发布时间:2019-09-25
摘要:2017年12月31日,国家主席习近平发表2018年新年贺词,在指出2017年“科技创新、重大工程建设捷报频传”时,特别提到“‘慧眼’卫星遨游太空”“量子计算机研制成功”“‘海翼’号深

2017年12月31日,国家主席习近平发表2018年新年贺词,在指出2017年“科技创新、重大工程建设捷报频传”时,特别提到“‘慧眼’卫星遨游太空”“量子计算机研制成功”“‘海翼’号深海滑翔机完成深海观测”“首次海域可燃冰试采成功”等,并表示“为中国人民迸发出来的创造伟力喝彩”!

[video:20171231国家主席习近平发表二〇一八年新年贺词]

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翱翔在深海大洋
记中科院深渊科考项目成员“海翼”水下滑翔机团队

我国自主设计的首颗大型X射线天文卫星——硬X射线调制望远镜卫星“慧眼”于2017年6月15日发射成功。该工程由国防科工局和中国科学院联合组织实施,由国家民用航天科研经费和中科院空间科学先导专项共同支持,是空间科学先导专项发射的第四颗卫星。中科院作为用户部门,负责卫星地面应用系统的建设和运行,同时负责有效载荷研制。“慧眼”使我国在X射线空间观测方面具有国际先进的暗弱变源巡天能力、独特的多波段快速光观测能力等,推动我国高能天体物理研究进入世界先进行列。“慧眼”还在2017年首次发现的双中子星并合引力波事件中成功监测了引力波源所在天区,为全面理解该引力波事件和引力波闪的物理机制作出了重要贡献。

2017年12月31日,国家主席习近平发表二〇一八年新年贺词,在指出2017年“科技创新、重大工程建设捷报频传”时,特别提到“‘慧眼’卫星遨游太空”,“量子计算机研制成功”,“‘海翼’号深海滑翔机完成深海观测”,“首次海域可燃冰试采成功”等,并表示“为中国人民迸发出来的创造伟力喝彩”!

我国科学家利用化学物质合成完整活性染色体

“‘海斗深渊前沿科技问题研究与攻关’专项,利用我国自主研发的‘海翼号’水下滑翔机,3次突破水下滑翔机的世界下潜深度纪录,带领中国深渊科考迈进万米时代。”

2017年5月3日,中科院宣布世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机在我国诞生。中科院院士、中国科学技术大学教授潘建伟及其同事陆朝阳、朱晓波等,联合浙江大学教授王浩华研究组,在基于光子和超导体系的量子计算机研究方面取得了系列突破性进展。在光学体系方面,研究团队在2016年首次实现十光子纠缠操纵的基础上,利用高品质量子点单光子源构建了世界首台超越早期经典计算机的单光子量子计算机。在超导体系方面,研究团队实现了世界上最大数目的十个超导量子比特的纠缠,并在超导量子处理器上实现了快速求解线性方程组的量子算法。相关系列成果发表在国际学术期刊《自然—光子学》和《物理评论快报》上。

我国自主设计的首颗大型X射线天文卫星——硬X射线调制望远镜卫星“慧眼”于2017年6月15日发射成功。该工程由国防科工局和中国科学院联合组织实施,由国家民用航天科研经费和中科院空间科学先导专项共同支持,是空间科学先导专项发射的第四颗卫星。中科院作为用户部门,负责卫星地面应用系统的建设和运行,同时负责有效载荷研制。“慧眼”使我国在X射线空间观测方面具有国际先进的暗弱变源巡天能力、独特的多波段快速光观测能力等,推动我国高能天体物理研究进入世界先进行列。“慧眼”还在2017年首次发现的双中子星并合引力波事件中成功监测了引力波源所在天区,为全面理解该引力波事件和引力波闪的物理机制作出了重要贡献。

我国科学家利用化学物质合成了4条人工设计的酿酒酵母染色体,标志着人类向“再造生命”又迈进一大步。该研究利用小分子核苷酸精准合成了活体真核染色体,首次实现人工基因组合成序列与设计序列的完全匹配,得到的酵母基因组具备完整的生命活性。该研究结果2017年3月10日在《科学》发表,我国也成为继美国之后第二个具备真核基因组设计与构建能力的国家。自2012年开始,天津大学、清华大学和深圳华大基因研究院与美国等国家的科研机构共同推动了酵母基因组合成国际计划,旨在对酿酒酵母基因组进行人工重新设计和化学再造。我国科学家此次成功合成的4条酿酒酵母染色体,占Sc2.0计划已经合成染色体的2/3。

近日,在中国科学院2018年度工作会议上,中科院院长白春礼对“海翼号”水下滑翔机做出上述评价。

2017年3月,中科院深渊科考队再次完成万米深渊科考工作,取得重大突破。其中,由中科院沈阳自动化研究所、中科院机器人与智能制造创新研究院自主研发的“海翼”号水下滑翔机3次突破水下滑翔机的世界下潜深度纪录6003米,最大下潜深度达6329米,累计工作时间近88小时,累计航行达到135公里,获得大量高分辨率的深海科学数据。7月,“海翼”系列水下滑翔机圆满完成“科学”号中科院海洋先导专项南海综合调查航次第一航段科考任务,实现了国内最大规模的水下滑翔机集群组网观测。9月,两台“海翼”水下滑翔机完成大洋第45航次东太平洋断面观测任务。10月,“海翼1000”水下滑翔机再创我国水下滑翔机续航能力新纪录。

2017年5月3日,中科院宣布世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机在我国诞生。中科院院士、中国科学技术大学教授潘建伟及其同事陆朝阳、朱晓波等,联合浙江大学教授王浩华研究组在基于光子和超导体系的量子计算机研究方面取得了系列突破性进展。在光学体系方面,研究团队在2016年首次实现十光子纠缠操纵的基础上,利用高品质量子点单光子源构建了世界首台超越早期经典计算机的单光子量子计算机。在超导体系方面,研究团队实现了世界上最大数目的十个超导量子比特的纠缠,并在超导量子处理器上实现了快速求解线性方程组的量子算法。相关系列成果发表于国际学术期刊《自然-光子学》和《物理评论快报》上。

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过去一年来,属于“海翼号”的高光时刻一次比一次闪耀——2017年3月,“海翼7000”水下滑翔机在马里亚纳海沟创下6329米的世界深潜记录;10月,“海翼1000”系列水下滑翔机无故障连续工作91天,创造我国水下滑翔机工作时间最长、航行距离最远、观测剖面数最多的新纪录;2017年全年,“海翼”水下滑翔机共完成23台次应用,安全回收率100%,海上观测总距离达12600余公里。

中科院是最早从事可燃冰研究的机构之一。中科院科研工作者在相关项目支持下,通过开展南海神狐海域可燃冰的富集规律和成藏机制的研究,指出了开采的有利靶区;建立了国际领先的中试规模的可燃冰开采综合模拟技术系统,确立了基于模拟的水合物开采和安全控制方案,助力2017年5月我国可燃冰成功试采。此外,2017年9月,我国新一代远洋综合科考船“科学”号在执行中科院海洋先导专项的航次中,在我国南海海域首次发现了裸露在海底的可燃冰,并证实其为天然气水合物。

2017年3月,中科院深渊科考队再次完成万米深渊科考工作,取得重大突破。其中,由中科院沈阳自动化研究所、中科院机器人与智能制造创新研究院自主研发的“海翼”号水下滑翔机3次突破水下滑翔机的世界下潜深度纪录6003米,最大下潜深度达6329米,累计工作时间近88小时,累计航行达到135公里,获得大量高分辨率的深海科学数据。7月,“海翼”系列水下滑翔机圆满完成“科学”号中科院海洋先导专项南海综合调查航次第一航段科考任务,实现了国内最大规模的水下滑翔机集群组网观测。9月,两台“海翼”水下滑翔机完成大洋第45航次东太平洋断面观测任务。10月,“海翼1000”水下滑翔机再创我国水下滑翔机续航能力新纪录。

国产水下滑翔机下潜6329米刷新世界纪录

而在国家主席习近平的2018年新年贺词中,“海翼”号水下滑翔机与“慧眼”卫星,C919大型客机、量子计算机等一道,成为我国科技创新和重大工程建设的突出范例。

(原载于《中国科学报》 2018-01-02 第1版 要闻)

中科院是最早从事可燃冰研究的机构之一。中科院科研工作者在相关项目支持下,通过开展南海神狐海域可燃冰的富集规律和成藏机制的研究,指出了开采的有利靶区;建立了国际领先的中试规模的可燃冰开采综合模拟技术系统,确立了基于模拟的水合物开采和安全控制方案,助力2017年5月我国可燃冰成功试采。此外,2017年9月,我国新一代远洋综合科考船“科学”号在执行中科院海洋先导专项的航次中,在我国南海海域首次发现了裸露在海底的可燃冰,并证实其为天然气水合物。

我国自主研发的“海翼”号水下滑翔机于2017年3月在马里亚纳海沟挑战者深渊,完成大深度下潜观测任务并安全回收,最大下潜深度达到6329米,刷新了水下滑翔机最大下潜深度的世界纪录。“海翼”号水下滑翔机是根据中科院B类战略先导专项的部署,由中科院沈阳自动化所研制的、具有完全自主知识产权的新型水下观测平台。从原理样机的研发到深渊观测任务的圆满完成经历了13个年头,包含浅海、深海、深渊等不同型号的水下滑翔机20余台。此次“海翼”号在马里亚纳海沟共完成了12次下潜工作,总航程超过134.6公里,收集了大量高分辨率的深渊区域水体信息,为海洋科学家研究该区域的水文特性提供宝贵资料。

小体量 大作为

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得知“海翼”号被“点赞”,中科院沈阳自动化研究所副所长李硕告诉《中国科学报》记者,作为从事水下机器人研究的科技人员,“非常激动,也很自豪”,“和其他被点赞项目相比,我们这个项目的经费体量其实是很小的”。

国家主席习近平发表二〇一八年新年贺词

世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机诞生

水下滑翔机作为水下机器人的一种,依托浮力在海水中滑行,重量轻、消耗小、隐蔽性好,能够胜任长时间、远距离的航行任务。对于需要长期、高密度观测手段海洋科考工作,水下滑翔机无疑是各国研究的热门关注点。从上个世纪末至今,美国、日本等国家先后研制出以电池或太阳能为动力来源的水下滑翔机。

专题:硬X射线调制望远镜卫星

2017年5月3日中国科技大学潘建伟院士科研团队宣布光量子计算机成功构建。潘建伟团队在多光子纠缠领域始终保持着国际领先水平,团队利用自主发展的综合性能国际最优的量子点单光子源,通过电控可编程的光量子线路,构建了针对多光子“玻色取样”任务的光量子计算原型机。实验测试表明,该原型机的取样速度比国际同行类似的实验加快至少24000倍,通过和经典算法比较,也比人类历史上第一台电子管计算机和第一台晶体管计算机运行速度快10倍至100倍。这台光量子计算机标志着我国在基于光子的量子计算机研究方面取得突破性进展,为最终实现超越经典计算能力的量子计算奠定了坚实基础。

水下滑翔机属于高技术装备,不但能应用于海洋物理、海洋生物等研究领域、有效提高海洋环境的时间空间测量密度,还有可能应用在军事研究领域。在其他国家技术封锁的情况下,沈阳自动化所研制出了具有完全自主知识产权的水下滑翔机。

世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机在我国诞生

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“海翼”的翅膀也在一次又一次试验中,渐渐强壮起来。

中科院深渊科考队再探万米深渊 胜利返航

国产大型客机C919首飞

2014年,中科院沈阳自动化所先后完成三次海上试验,在真实海上环境完成了对水下滑翔机的长航程观测,考核了滑翔机系统的可靠性及续航能力。2016年,水下滑翔机的下潜深度达到5751米,接近国际上水下滑翔机最大下潜深度,创造国内下潜深度最大记录。

中科院天然气水合物研究助力我国可燃冰成功试采

我国首款国际主流水准的国产大型客机C919于2017年5月5日14时许在上海浦东国际机场首飞。C919的全称是“COMAC919”,COMAC是C919的主制造商中国商飞公司的英文名称简写,“C”既是“COMAC”的第一个字母,也是中国的英文名称“CHINA”的第一个字母,体现了大型客机是国家的意志、人民的期望。第一个9寓意“天长地久”,19寓意C919大型客机最大载客量190人。C919拥有完全自主知识产权,是建设创新型国家的标志性工程,凝聚了国内最优秀的设计人才和工程人才,针对先进的气动布局、结构材料和机载系统,研制人员共规划了102项关键技术攻关,包括飞机发动机一体化设计、电传飞控系统控制律设计、主动控制技术等。

2017年3月,在得知“海翼7000”打破水下滑翔机最大下潜深度世界记录时,中科院沈阳自动化所副研究员金文明坦言,其实当时自己是比较紧张的,因为“就在去年,同一个海域,我们的一台水下滑翔机在挑战6000米深度世界记录的时候与母船失去了联系。现在‘海翼号’成功打破了世界纪录,并安全地回收到甲板上,我非常高兴”。

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让“海翼”飞得更远

新年前夕,国家主席习近平通过中国国际广播电台、中央人民广播电台、中央电视台、中国国际电视台和互联网,发表二〇一八年新年贺词。新华社发

我国首次海域天然气水合物试开采

李硕认为,除了对水下机器人屡次打破世界纪录保持持续关注,科研工作者还应该注重将技术手段与实际应用结合起来。“现在大家关心的是机器人平台本身的性能指标,这只是一个技术手段,我们更应该关心的是如何提升未来国家的科学研究水平。‘海翼’水下滑翔机的试验与应用,也是结合一些重大的项目策划执行的。”

2017年5月18日,我国首次实现海域可燃冰试采成功,南海神狐海域天然气水合物试采实现连续187个小时的稳定产气。这是“中国理论”“中国技术”“中国装备”所凝结而成的突出成就,中国人民又攀登上了世界科技的新高峰。源源不断的天然气从1200多米的深海底之下200多米的底层中开采上来,点燃了全球最大海上钻探平台“蓝鲸一号”的喷火装置。这是我国首次,也是全球首次对资源量占比90%以上、开发难度最大的泥质粉砂型储层可燃冰成功实现试采。从“蓝鲸一号”起步的可燃冰试采,不仅对我国未来的能源安全保障、优化能源结构具有重要意义,甚至可能给世界能源接替研发格局带来改变。

在中科院沈阳自动化研究所研究员唐元贵看来,深海机器人之所以大有可为,是因为其对于长时间、大范围深海勘探和采样有非常重要的意义。

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搭载着不同传感器的水下滑翔机,在海洋水体观测、海洋生物、海洋化学及资源勘探等多方面发挥了重要作用。

我国“人造太阳”装置创造世界新纪录

云顶集团网站,2017年7月,12台从“科学”号布放的“海翼”系列水下滑翔机完成中科院海洋先导专项南海综合调查航次第一航段科考任务,实现国内最大规模水下滑翔机集群组网观测;2017年12月,“海翼”水下滑翔机在东南印度洋执行剖面观测任务,连续海上工作23天,航行距离705公里,获得190个剖面数据,顺利完成国家海洋局第三研究所组织的全球变化与海洋气象相互作用专项印度洋冬季航次观测任务。

国家大科学装置——全超导托卡马克核聚变实验装置东方超环实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行,创造了新的世界纪录。这一重要突破标志着,我国磁约束聚变研究在稳态运行的物理和工程方面将继续引领国际前沿。东方超环是世界上第一个实现稳态高约束模式运行持续时间达到百秒量级的托卡马克核聚变实验装置,对国际热核聚变试验堆计划具有重大科学意义。由于核聚变的反应原理与太阳类似,因此,东方超环也被称作“人造太阳”。该成果将为未来ITER长脉冲高约束运行提供重要的科学和实验支持,也为我国下一代聚变装置——中国聚变工程实验堆的预研、建设、运行和人才培养奠定了基础。

2018,重返马里亚纳

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以“海翼”水下滑翔机为例,带领中国深渊科考进入“万米时代”的,还有万米级自主遥控潜水器“海斗号”、深渊着陆器“天涯号”、“海角号”、万米级原位试验系统“原位实验号”等一系列圆满完成诸多深海科考任务的高技术装备。

中国科学家首次发现突破传统分类新型费米子

正如中科院深海科学与工程研究所所长丁抗在研究所学习十九大精神专题交流会上所说的那样,要认真学习领会十九大精神,找准深海科技创新定位,以万米载人“深海梦”的实现促进我国海洋科技事业的创新型发展。要加快发展步伐,为海洋强国梦贡献一份深海力量。

中国科学院物理研究所科研团队首次发现了突破传统分类的新型费米子——三重简并费米子,为固体材料中电子拓扑态研究开辟了新的方向。这一研究成果于2017年6月19日由《自然》杂志在线发表。寻找新型费米子是近年来拓扑物态领域一个挑战性的前沿科学问题,也是该领域国际竞争的焦点之一。此次新型费米子的发现从理论预言、样品制备到实验观测的全过程,都是由我国科学家独立完成的,它是凝聚态物理中固体理论的一个重要突破。这一研究成果对促进人们认识电子拓扑物态、发现新奇物理现象、开发新型电子器件以及深入理解基本粒子性质都具有重要的意义。

面对诸多赞誉,李硕感觉到未来的压力很大,但他表示,团队会在新的一年里,在水下机器人这一领域继续攻坚克难。“我们还在抓紧测试,希望能在2018年重返马里亚纳海沟,冲击一下新的世界纪录。”

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李硕表示,海洋勘探是大尺度大范围的观察,需要长期、高密度的观测手段。“现在的滑翔机技术成熟度提高了,有些不需要科研人员,只要船上的人就可以当成一个仪器去操作。未来我们要把水下滑翔机的技术状态固化,让它变成一个标准化的水下产品,推向市场,在产业化和应用领域起到更大作用。”

量子通信“从理想王国走到现实王国”

2017年1月18日,我国研制的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”在圆满完成4个月的在轨测试后,正式交付使用。2017年6月16日,中国科学技术大学潘建伟、彭承志等带领的团队宣布,利用“墨子号”在国际上率先成功实现了千公里级的星地双向量子纠缠分发,并于此基础上实现了空间尺度下严格满足“爱因斯坦定域性条件”的量子力学非定域性检验。世界首条量子保密通信干线——“京沪干线”于9月29日正式开通。结合“墨子号”卫星,我国科学家成功与奥地利实现了世界首次洲际量子保密通信。“墨子号”圆满实现了三大既定科学目标,用潘建伟的话说,千公里级的星地双向量子通信,终于“从理想王国走到了现实王国”。

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中科院推出高产水稻新种质

由中科院亚热带农业生态研究所夏新界研究员领衔的水稻育种团队于2017年10月16日宣布,历经十余年研究,团队日前培育出超高产优质“巨型稻”:株高可达2.2米、亩产可达800千克以上、具有高产、抗倒伏、抗病虫害、耐淹涝等特点。经农业部植物新品种测试中心DNA指纹检测,以及华智水稻生物技术有限公司56k水稻SNP基因芯片指纹图谱检测,确认“巨型稻”是一种水稻新种质材料。这种“巨型稻”光合效率高,单位面积生物量比现有水稻品种高出50%,平均有效分蘖40个,单穂最高实粒数达500多粒,单季产量可超过800千克/亩。它是运用突变体诱导、野生稻远缘杂交、分子标记定向选育等一系列育种新技术,获得的水稻新种质材料。

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“悟空”发现疑似暗物质踪迹

2017年11月30日,中国暗物质粒子探测卫星“悟空”的首批探测成果在《自然》杂志上刊发。“悟空”测量到电子宇宙射线能谱在1.4万亿电子伏特能量处的异常波动。这一神秘讯号首次为人类所观测,意味着中国科学家取得了一项开创性发现。如果后续研究证实这一发现与暗物质相关,将是一项具有划时代意义的科学成果,人类就可以跟随着“悟空”的脚步去找寻宇宙中5%以外的广袤未知,这将是一个超出想象的成就。即便与暗物质无关,也可能带来对现有科学理论的突破。“悟空”投入相对小,在“高能电子、伽马射线的能量测量准确度”和“区分不同种类粒子的本领”两项关键技术指标方面世界领先。

(原载于《中国科学报》2018-01-01第2版特刊)

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