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2017中國十大基礎研究成果揭曉 量子領域成最大贏家

文章來源:中國建筑企業協會    最后更新時間:2018-03-02    閱讀次數:

  2月27日,科技部發布2017年度中國科學十大進展。其中涉及到量子信息、生命科學、化學材料等多個基礎研究領域,投票排名第一的是“實現星地千公里級量子糾纏和密鑰分發及隱形傳態”。

  科技部長萬鋼在2月26日提到,最新發布的《關于全面加強基礎科學研究的若干意見》,標志著中國正逐步走向創新型國家和科技強國的道路,基礎研究和前沿探索是國家提升原始創新能力的關鍵。

  該遴選活動由科技部基礎研究管理中心牽頭,聯合《中國基礎科學》、《科技導報》、《中國科學院院刊》、《中國科學基金》、《科學通報》等五家編輯部共同組織,至今已舉辦13屆。在基礎研究被提升到前所未有的高度的背景下,10項具有國際領先水平的重大科學進展頗受關注,未來也有望對產業產生重大影響。

  十大進展量子研究占三項

  科技部公布的2017年度中國十項重大科學進展分別是:實現星地千公里級量子糾纏和密鑰分發及隱形傳態,將病毒直接轉化為活疫苗及治療性藥物,首次探測到雙粲重子,實驗發現三重簡并費米子,實現氫氣的低溫制備和存儲,研發出基于共格納米析出強化的新一代超高強鋼,利用量子相變確定性制備出多粒子糾纏態,中國發現新型古人類化石,酵母長染色體的精準定制合成,研制出可實現自由狀態腦成像的微型顯微成像系統等10項。

  據科技部基礎研究管理中心人士介紹,上述排序為遴選投票排序,遴選活動分推薦、初選和終選3個環節。其中,終選采取網上投票,邀請兩院院士、973計劃顧問組和咨詢組專家、973計劃項目首席科學家、國家重點實驗室主任等2200余名專家學者,對30項候選科學進展進行投票。入選項目完成時間為2016年12月1日至2017年11月30日,其中很多成果都在《自然》、《科學》等國際頂尖刊物發表過。

  發布會上,科技部邀請相關領域的專家對十大進展逐項解讀。21世紀經濟報道記者注意到,十項進展中有三項和量子相關。

  排名第一是中國科學技術大學潘建偉和彭承志研究組聯合中國科學院上海技術物理研究所王建宇研究組等,突破了包括天地雙向高精度光跟瞄、空間高亮度量子糾纏源、抗強度漲落誘騙態量子光源以及空間長壽命低噪聲單光子探測等多項國際領先的關鍵技術,利用“墨子號”在國際上率先實現了千公里級星地雙向量子糾纏分發,并在此基礎上實現空間尺度嚴格滿足“愛因斯坦定域性條件”的量子力學非定域性檢驗;實現了千公里級星地量子密鑰分發和地星量子隱形傳態,密鑰分發速率比地面同距離光纖量子通信水平提高了20個數量級。

  排名第四的進展也與量子相關,由中國科學院物理研究所丁洪、錢天和石友國研究組與合作者,在上海光源“夢之線”和瑞士光源上利用角分辨光電子能譜實驗技術,在磷化鉬晶體中觀測到一類具有三重簡并的費米子。

  另一項量子科學相關的研究進展,是清華大學物理系尤力和鄭盟錕研究組,通過調控銣-87原子玻色-愛因斯坦凝聚體中的自旋混合過程,使其連續發生兩次量子相變,實現了包含約11000個原子的雙數態的確定性制備。

  從研究走向應用尚需時間

  中國科學院院士、中科院物理所研究員向濤在發布會上重點解讀了清華大學物理系尤力和鄭盟錕研究組的量子相關研究。

  向濤告訴21世紀經濟報道記者,量子屬于科學的最前沿的領域,中國在這方面做得很不錯,中科大潘建偉團隊,以及清華大學、復旦大學這方面的研究可圈可點。

  今天獲獎的第一名就是量子通信領域,三重簡并的費米子是跟材料相關的微觀量子現象。這些基礎研究領域的研究,也都幫助了人們解決現實應用中的技術問題。

  至于中國在量子物理方面的研究在全球處于什么的地位,現場一位科學家直言,發展最靠前的還是美國,中國發展得也很快。雖然目前資本市場對量子信息的關注度極高,量子相關的應用大多還是在實驗室階段,離規?;瘧眠€有一段時間。

  另一項有望給應用領域帶來重大突破的基礎研究,是北京科技大學呂昭平研究組與合作者針對低成本高性能的目標,創新性提出利用高密度共格納米析出相來強韌化超高強合金的設計思想,采用輕質且便宜的鋁元素替代馬氏體時效鋼中昂貴的鈷和鈦等元素,大幅降低成本的同時通過簡單的熱處理促進極高密度、全共格納米相析出,研發出共格納米析出強化的新一代超高強鋼。

  中國鋼研科技集團有限公司研究員雍歧龍介紹,超高強鋼在航空航天、交通運輸、先進核能以及國防裝備等國民經濟重要領域應用非常廣泛,很多先進制造業的關鍵零件因為一些國外的封鎖,現在我們還很難實現自主制造。

  雍歧龍認為,現在該項目研究還是科學研究階段,希望這項基礎研究能盡快轉化為技術進展。

  其他研究也有不少在國際上具有影響力,比如北京大學藥學院周德敏、張禮和研究組以流感病毒為模型,在保留病毒完整結構和感染力的情況下,僅突變病毒基因的一個三聯遺傳密碼為終止密碼,流感病毒就由致病性傳染源變為預防性疫苗,再突變多個三聯碼為終止密碼,病毒就變為治療性藥物。

  獲獎簡介稱,該研究進展是我國長期支持基礎研究、并鼓勵基礎研究進行臨床轉化的典型范例。Science評述該進展為病毒疫苗領域的革命性突破,Nature稱其為“馴服病毒的新方法”。

  科技部方面人士介紹,我國基礎科學研究經費投入從2012年的498.8億元增長到2016年的822.9億元。我國科技論文數量連續多年居世界第2位,總被引次數由2016年的第4位升至2017年的第2位,一批基礎科學研究領域研究團隊具備了實現引領性原創成果重大突破的能力。

  一位不愿具名的院士提醒,對于基礎研究領域的評價,“顛覆性”、“開拓性”和“革命性”的表述要慎重,因為基礎研究的重大突破是非常難的。

  《關于全面加強基礎科學研究的若干意見》提到,與建設世界科技強國的要求相比,我國基礎科學研究短板依然突出,數學等基礎學科仍是最薄弱的環節,重大原創性成果缺乏,基礎研究投入不足、結構不合理,頂尖人才和團隊匱乏,評價激勵制度亟待完善,企業重視不夠。

  上述文件稱,要強化穩定支持,優化投入結構。加大中央財政對基礎研究的穩定支持力度,構建基礎研究多元化投入機制,引導鼓勵地方、企業和社會力量增加基礎研究投入。


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