年度中国科学十大进展揭晓,清华大学天机芯片、潘建伟量子卫星实验上榜

作者: 刘垠

来源: 科技日报

发布日期: 2020-02-28

2019年度中国科学十大进展包括探测到月幔物质出露的初步证据、构架出面向人工通用智能的异构芯片、提出基于DNA检测酶调控的自身免疫疾病治疗方案等10项重大科学进展,展示了中国在科学研究领域的最新成果。

2020年2月27日,科技部高技术研究发展中心(基础研究管理中心)发布2019年度中国科学十大进展。探测到月幔物质出露的初步证据、揭示非洲猪瘟病毒结构及其组装机制、首次观测到三维量子霍尔效应等10项重大科学进展,从30个候选项目中脱颖而出。

根据得票高低,“2019年度中国科学十大进展”分别为:

1. 探测到月幔物质出露的初步证据

2. 构架出面向人工通用智能的异构芯片

3. 提出基于DNA检测酶调控的自身免疫疾病治疗方案

4. 破解藻类水下光合作用的蛋白结构和功能

5. 基于材料基因工程研制出高温块体金属玻璃

6. 阐明铕离子对提升钙钛矿太阳能电池寿命的机理

7. 青藏高原发现丹尼索瓦人

8. 实现对引力诱导量子退相干模型的卫星检验

9. 揭示非洲猪瘟病毒结构及其组装机制

10. 首次观测到三维量子霍尔效应

下面就跟随我们,逐一了解一下这十大进展。

1. 探测到月幔物质出露的初步证据月壳和月幔都是在月球演化的最初阶段形成的,撞击增生过程产生的能量造就了熔融的岩浆洋,较轻的富钙的斜长石组分上浮形成月壳,而诸如橄榄石、低钙辉石等较重的铁镁质矿物结晶下沉形成月幔。然而,从阿波罗和月神探测任务返回的月球样品中没有发现与月幔准确物质组成有关的直接证据,关于月幔物质组成的推论至今没有被很好地证实。

直径非常大的撞击坑有可能穿透月壳,使月幔物质被挖掘出来并可能被探测及取样。位于月球背面的南极-艾特肯盆地(SPA)直径约为2500公里,是月球表面最古老、最大的撞击构造,最有可能撞穿月壳。中国的嫦娥四号探测器最近成功着陆在月球背面SPA区域的冯·卡门撞击坑内,并利用搭载的月球车——玉兔2号开展了巡视探测。

中国科学院国家天文台李春来研究组与合作者,报告了玉兔2号上配置的可见光和近红外光谱仪(VNIS)的初步光谱探测结果,分析发现了低钙(斜方)辉石和橄榄石的存在,这种矿物组合很可能代表了源于月幔的深部物质。

2. 构架出面向人工通用智能的异构芯片发展人工通用智能(AGI)的方法一般有两种:以计算机科学为导向或以神经科学为导向,将两者结合是目前公认的最佳发展AGI的路径。

清华大学施路平研究组与合作者提出了一种天机芯片架构,它高效集成了这两种方法,提供了一个异构集成的协同计算平台。该芯片采用多核结构、可重构构件和流线型数据流的混合编码方案,既能同时独立支持基于计算机科学的机器学习算法和神经科学主导的算法,还支持两者的异构混合建模,提供新的解决方案。

3. 提出基于DNA检测酶调控的自身免疫疾病治疗方案

病毒的种类成千上万,其感染特点和致病方式也是千变万化。2013年,科学家鉴定发现蛋白质cGAS是胞内DNA病毒感受器。军事医学研究院张学敏和李涛研究组与合作者发现,乙酰化修饰是控制cGAS活性的关键分子事件,并揭示了其背后的调控规律。

4. 破解藻类水下光合作用的蛋白结构和功能

光合作用利用太阳光把二氧化碳和水转换成有机物和氧气,为地球上几乎所有生物的生存提供了能源和氧气。中国科学院植物研究所沈建仁、匡廷云研究组报道了海洋硅藻——三角褐指藻FCP的高分辨率晶体结构。

5. 基于材料基因工程研制出高温块体金属玻璃

金属玻璃具有独特的无序原子结构,使其拥有优异的机械和物理化学特性。中国科学院物理研究所柳延辉研究组与合作者基于材料基因工程理念开发了具有高效性、无损性、易推广等特点的高通量实验方法,设计了一种Ir-Ni-Ta-(B)合金体系,获得了高温块体金属玻璃。

6. 阐明铕离子对提升钙钛矿太阳能电池寿命的机理

北京大学工学院周欢萍研究组提出,通过在钙钛矿活性层中引入铕离子对(Eu3+/Eu2+)作为“氧化还原梭”,可同时消除Pb0和I0缺陷,进而大幅提升器件使用寿命。

7. 青藏高原发现丹尼索瓦人

中国科学院青藏高原研究所陈发虎研究组与合作者,报道了一个利用古蛋白质分析方法鉴定为丹尼索瓦人的下颌骨,该下颌骨来自于中国甘肃省夏河县的白石崖溶洞。

8. 实现对引力诱导量子退相干模型的卫星检验

中国科学技术大学潘建伟及其同事利用“墨子号”量子科学实验卫星,在国际上率先在太空中开展了引力诱导量子纠缠退相干的实验检验。

9. 揭示非洲猪瘟病毒结构及其组装机制

中国科学院生物物理研究所饶子和王祥喜团队解析了非洲猪瘟病毒衣壳的三维结构,其分辨率达到4.1埃。

10. 首次观测到三维量子霍尔效应

南方科技大学物理学系张立源研究组、中国科学技术大学物理学系乔振华研究组等合作,在块体碲化锆(ZrTe5)晶体中首次实验实现了“三维量子霍尔效应”。

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