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2024年国内、国际十大科技新闻揭晓

时间:2025-01-07 14:14:51  来源:  作者:
入选的2024年国内十大科技新闻分别是:
全国科技大会、国家科学技术奖励大会、两院院士大会召开
“拉索”确认首个超级宇宙线源
复粒稻遗传奥秘破译
光子的分数量子反常霍尔态首次实现
世界首款类脑互补视觉芯片研制成功
嫦娥六号实现世界首次月球背面采样返回
国家重大工程深中通道建成开通
异体通用型CAR-T治疗自身免疫疾病获突破
首个国产移动操作系统发布
大洋钻探船“梦想”号正式入列
全国科技大会、国家科学技术奖励大会、两院院士大会召开
      
科技兴则民族兴,科技强则国家强。6月24日,全国科技大会、国家科学技术奖励大会和中国科学院第二十一次院士大会、中国工程院第十七次院士大会隆重召开。这次大会是在以中国式现代化全面推进强国建设、民族复兴伟业关键时期召开的一次科技盛会,对加快实现高水平科技自立自强、建设科技强国具有重大意义。

 

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2024年6月24日,全国科技大会、国家科学技术奖励大会和中国科学院第二十一次院士大会、中国工程院第十七次院士大会在北京人民大会堂隆重召开。新华社记者 姚大伟 摄
 
“锚定2035年建成科技强国的战略目标”是这次大会传递的最强音。“现在距离实现建成科技强国目标只有11年时间了。我们要以‘十年磨一剑’的坚定决心和顽强意志,只争朝夕、埋头苦干,一步一个脚印把这一战略目标变为现实。”习近平总书记的重要讲话铿锵有力。
 
习近平总书记在讲话中充分肯定了近年来我国科技创新发展取得的历史性成就,深刻总结了新时代科技事业发展的重要经验,精辟论述了科技创新在推进中国式现代化、实现第二个百年奋斗目标伟大进程中的重要作用,系统阐明了新形势下加快建设科技强国的基本内涵和主要任务。  
  
“冲锋号”吹响,新征程启航。这次大会为新时代科技工作指明前进方向,进一步统一思想、深化认识,凝聚起建设科技强国的创新伟力。
 
2

“拉索”确认首个超级宇宙线源

 
高能宇宙线从哪里来?这是一个世纪之谜。我国高海拔宇宙线观测站“拉索”(LHAASO)的新发现,让我们离解开这一谜题更近了一步。
  
2月26日,《科学通报》发表了一项关于高能宇宙线起源的重要成果。利用“拉索”的观测数据,我国科学家在天鹅座恒星形成区发现了一个巨型超高能伽马射线泡状结构,并从中找到了能量高于1亿亿电子伏宇宙线起源的候选天体。这是迄今人类能够确认的第一个超级宇宙线源。 
 
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星空下的高海拔宇宙线观测站“拉索”(LHAASO)(合成照片)。新华社记者 金立旺 摄
 
宇宙线是从外太空来的带电粒子,主要成分为质子,携带着宇宙起源、天体演化等方面的重要科学信息。探究宇宙线起源之谜,是当代天体物理学的重大前沿科学问题之一。
  
据介绍,“拉索”此次发现的巨型超高能伽马射线泡状结构,距我们约5000光年,尺度超过1000万个太阳系。泡状结构内有多个能量超过1千万亿电子伏的光子,最高达到2千万亿电子伏。
  
“一般来说,产生能量为2千万亿电子伏的伽马光子,需要能量至少高10倍的宇宙线粒子。”论文通讯作者、中国科学技术大学教授杨睿智说,这表明泡状结构内部存在超级宇宙线源,源源不断地产生能量至少达到2亿亿电子伏的高能宇宙线粒子,并注入到星际空间。
  
研究表明,位于泡状结构中心附近的大质量恒星星团(Cygnus OB2星协),是超级宇宙线源最可能的对应天体。
 
3

复粒稻遗传奥秘破译

   
复粒稻是一种独特的水稻种质资源,与普通水稻穗子上种子粒粒分明不同,它结出的种子可以三粒长在一簇上,因此又被称为“三粒奇”。但这“三粒一簇”特性的机制一直是个谜。
  
3月8日,记者从中国农业科学院获悉,来自该院等单位的科研人员成功破译复粒稻“三粒一簇”的遗传奥秘,揭示了油菜素甾醇调控水稻穗粒数的机制,为培育高产水稻新品种提供了新的理论基础和路径。相关研究成果当日发表于《科学》杂志。

 

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复粒稻整株。图片来源:中国农业科学院作物科学研究所
 
在这项工作中,研究团队历时7年,对复粒稻种质进行了大规模化学诱变,创制了1万份(约16万个单株)复粒稻诱变株系,通过在田间逐一鉴定穗部特征,从中筛选出2份不簇生的突变体株系,成功定位到发生突变的基因BRD3。
  
通过进一步分析,研究团队发现,油菜素甾醇可以通过调控水稻穗二级分枝调控穗粒数。
  
实验证明,正是在突变基因BRD3的作用下,油菜素甾醇这种激素的含量降低,导致复粒稻稻穗的二级枝梗增多,使得“三粒一簇”现象出现。
  
中国农业科学院副院长曹永生表示,水稻单产突破依赖种质资源中重大基因的发掘利用,油菜素甾醇调控水稻穗粒数机制的发现,提供了提高水稻单产的新视角。
 
4

光子的分数量子反常霍尔态首次实现

 
5月6日,记者从中国科学院获悉,利用“自底而上”的量子模拟方法,中国科学技术大学潘建伟院士团队在国际上首次实现了光子的分数量子反常霍尔态,为高效开展更多、更新奇的量子物态研究提供了新路径。相关研究成果发表于《科学》杂志。
 
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图片来源:中国科学技术大学
 
霍尔效应是指当电流通过置于磁场中的材料时,电子受到洛伦兹力的作用,在材料内部产生垂直于电流和磁场方向的电压,该效应被广泛应用于电磁感测领域。反常霍尔效应则是指无需外部磁场的情况下观测到相关效应。量子霍尔效应是量子力学版本的霍尔效应,需要在低温强磁场的极端条件下才可被观察到。
  
“量子霍尔效应根据电子间相互作用方式的不同,分为整数量子霍尔效应和分数量子霍尔效应。”潘建伟说,其中,分数量子霍尔态展现出非平庸的多体纠缠,具有重要的观测研究价值,多年来受到学术界高度关注。
  
在此项研究中,团队利用“自底而上”的方式,基于自主研发的超导高非简谐性光学谐振器阵列,实现了光子间的非线性相互作用,并进一步在此系统中构建出作用于光子的等效磁场以构造人工规范场,从而实现了光子的分数量子反常霍尔态。
  
诺贝尔物理学奖获得者弗兰克·维尔切克评价,这项研究向基于任意子的量子信息处理迈出重要一步。
 
5

世界首款类脑互补视觉芯片研制成功

 
继2019年发布全球首款异构融合类脑芯片“天机芯”之后,清华大学精密仪器系类脑计算研究团队在类脑视觉感知芯片领域再获新突破,研制出世界首款类脑互补视觉芯片“天眸芯”。相关研究成果5月30日以封面文章的形式发表于《自然》杂志。
 
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图片来源:清华大学
  
论文通讯作者、清华大学精密仪器系教授施路平介绍,在开放世界中,智能系统不仅要应对庞大的数据量,还需要应对极端场景,如驾驶场景中的突发危险、隧道口的剧烈光线变化和夜间强闪光干扰等。而传统视觉感知芯片面对此类场景往往出现失真、失效或高延迟,这样就会限制系统的稳定性和安全性。
  
为更好应对上述问题,研究团队聚焦类脑视觉感知芯片技术,提出了一种基于视觉原语的互补双通路类脑视觉感知新范式。
  
“该范式借鉴了人类视觉系统的基本原理,将开放世界的视觉信息拆解为基于视觉原语的信息表示,并通过有机组合这些原语,模仿人视觉系统的特征,形成两条优势互补、信息完备的视觉感知通路。”施路平介绍,基于这一新范式,团队研制的“天眸芯”不仅突破了传统视觉感知范式的性能瓶颈,而且能够高效应对各种极端场景,确保系统的稳定性和安全性。
 
6

嫦娥六号实现世界首次月球背面采样返回

  
敢上九天揽月,谈笑凯歌还!
  
6月25日,内蒙古四子王旗阿木古郎草原,一顶红白相间的巨型降落伞缓缓落下,嫦娥六号返回器回到地面。至此,嫦娥六号完成了世界首次月球背面采样返回的壮举。这是我国迄今为止开展的最复杂的深空探测任务。
  
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2024年6月4日7时38分,在北京航天飞行控制中心屏幕上拍摄的嫦娥六号取样回放画面。新华社记者 金立旺 摄

 
嫦娥六号任务周期长,工程创新多、风险高、难度大,突破了月球逆行轨道设计与控制、月背智能快速采样、月背起飞上升等关键技术。
  
嫦娥六号自发射后历经53天,闯过地月转移、近月制动、环月飞行、着陆下降、月面工作、月面上升、交会对接与样品转移、环月等待、月地转移以及再入回收等多个难关,成功带回1935.3克月背样品。
  
这些珍贵的月背样品,不仅填补了月球背面研究的历史空白,也为我们研究月球早期演化提供了一手资料,更为理解月球背面与正面地质差异开辟了新的视角。
  
11月15日,月背样品研究传来好消息:我国科学家利用嫦娥六号月背样品做出的两项独立研究成果,分别登上国际顶级学术期刊《自然》杂志和《科学》杂志。这两项研究首次揭示月球背面约28亿年前仍存在年轻的岩浆活动,这一年龄填补了月球玄武岩样品在该时期的记录空白。
  
紧接着,12月20日,《自然》又报道我国科学家通过分析嫦娥六号月背样品,获得了人类首份月背古磁场信息。
 
7

国家重大工程深中通道建成开通

  
遥望珠江口,曾被伶仃洋隔开的两岸城市群,因一座超级工程而紧密连接。
  
6月30日,历时7年建设的国家重大工程深中通道建成开通,从深圳到中山的车程由原来的2小时缩短至30分钟。深中通道全长约24公里,集“桥、岛、隧、水下互通”于一体,是世界上综合建设难度最高的跨海集群工程之一。

 

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车辆行驶在深中通道上。新华社记者 毛思倩 摄

 
作为环珠江口“A”字形交通网络骨架的关键一“横”,深中通道跨越伶仃洋,让珠江口东西两岸的“深莞惠”与“珠中江”两大城市群实现了跨海直连。
  
在建设过程中,项目团队创造了世界首例水下高速公路枢纽互通—机场互通立交、世界最长的双向八车道海底沉管隧道、世界最大跨径全离岸海中钢箱梁悬索桥、世界最高桥面最高通航净空海中大桥等10项“世界之最”。
  
自建设以来,深中通道获得发明专利200余项、行业协会奖项数十项,并屡获国际赞誉。2024年4月,深中大桥荣获被称为桥梁界“诺贝尔奖”的国际桥梁大会“乔治·理查德森奖”,深中隧道荣膺“全球隧道与地下工程领域50项标志性工程”。
  
“我们坚持关键技术自主创新,将创新主导权牢牢掌握在自己手中。”深中通道管理中心主任、总工程师宋神友说,深中通道完成了多项技术创新,特别是在钢壳—混凝土沉管隧道设计施工领域形成了原创性成果,实现了“从0到1”的突破,为世界跨海通道工程建设贡献了中国方案。
 
8

异体通用型CAR-T治疗自身免疫疾病获突破

    
7月16日,《细胞》杂志在线发表海军军医大学第二附属医院(上海长征医院)徐沪济教授团队的临床研究成果:3名患有严重复发难治性风湿免疫疾病的患者在接受通用型嵌合抗原受体T细胞免疫疗法(CAR-T)治疗后,病情得到明显改善。这是国际首次成功使用异体通用型CAR-T治疗自身免疫疾病。 
 
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图片来源:《细胞》杂志
 
如何提高风湿免疫性疾病的治愈率,最大限度降低患病率和致残率,改善患者生活质量是全球共同面临的医学难题。近年来,生物制剂和靶向小分子药物等在风湿免疫性疾病的治疗中取得了巨大进展,但其对许多患者仍无效,或改善后复发,患者最终发展出危及生命的并发症。
  
徐沪济介绍,CAR-T作为一种创新的治疗手段,已经在B淋巴细胞(以下简称“B细胞”)等恶性肿瘤的治疗中显示出较好的疗效。在一些风湿免疫性疾病发病过程中,B细胞的异常发育和功能失调是致病的关键因素之一。该团队使用健康供者来源的T细胞,经过基因工程改造,制备出针对B细胞CD19的异体通用型靶向CAR-T细胞药物,实现了CAR-T细胞药物的批量生产。使用该细胞药物,徐沪济教授团队成功治疗3名严重复发难治性风湿免疫疾病患者。
  
徐沪济表示,这项研究不仅为目前缺乏有效治疗手段的风湿免疫性疾病患者提供了新的治疗选择,还展示了通用型CAR-T细胞疗法在有效性和安全性方面的巨大潜力。  
 
9

首个国产移动操作系统发布

 
10月22日,我国首个国产移动操作系统——华为原生鸿蒙操作系统(HarmonyOS NEXT)正式发布。这是继苹果iOS和安卓系统后,全球第三大移动操作系统。

 

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10月22日,在深圳市南山区的深圳湾体育中心,华为原生鸿蒙操作系统发布。新华社记者 白瑜 摄
 
此次发布的原生鸿蒙操作系统流畅度、性能、安全特性等提升显著,全面突破操作系统核心技术,实现系统底座的全部自研,也实现国产操作系统的自主可控。
  
由于不依赖国外编程语言和操作系统内核等核心技术,原生鸿蒙操作系统也被称为“纯血鸿蒙”。11月26日,搭载原生鸿蒙操作系统的华为Mate 70系列手机正式发布,标志着华为原生鸿蒙操作系统正式商用。
  
华为常务董事、终端业务董事长、智能汽车解决方案业务董事长余承东介绍,原生鸿蒙操作系统在续航时间、安全和隐私保护等方面均位于行业前列。
  
据悉,鸿蒙系统于2015年立项,持续打造操作系统根技术,用不到10年的时间走完同行30年的历程。2019年,华为公司正式对外发布鸿蒙系统,2021年该系统正式搭载到智能手机上。2023年9月,华为公司宣布全面启动鸿蒙原生应用,意味着鸿蒙系统完全使用自主“内核”,不再依赖其他操作系统的开放源代码。加速创新的鸿蒙系统不仅为国内终端、软件等产业链各环节发展带来新机遇,也正带动各行业、各领域的数智化转型。
 
10

大洋钻探船“梦想”号正式入列

  
“打穿地壳、进入地球深部”,这是人类长久以来的科学梦想。如今,中国最新入列的科考船有望将这一梦想变成现实。
  
11月17日,拥有最大11000米的钻深能力、我国自主设计建造的首艘大洋钻探船“梦想”号在广州正式入列。 
 
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靠泊在广州海洋地质调查局科考码头的大洋钻探船“梦想”号。新华社记者 刘大伟 摄
 
“梦想”号全长179.8米,宽32.8米,排水量42600吨,续航力15000海里,自持力120天,载员180人。它的稳定性和结构强度按16级超强台风安全要求设计,可在6级海况下正常作业,具备全球海域无限航区作业能力。
  
中国船舶第七〇八研究所“梦想”号总设计师张海彬介绍,“梦想”号采用模块化设计理念,攻克多项世界级船舶设计难题,国际首次创新集成大洋科学钻探、深海油气勘探和天然气水合物勘查试采等多种功能,构建起我国自主的超深水钻探装备设计建造技术体系。经两轮海试验证,“梦想”号主要性能指标优于设计要求。
  
作为全球领先的深海作业平台,“梦想”号的科考实验功能和信息化水平国际领先。全船建有基础地质、古地磁、无机地化、有机地化、微生物、海洋科学、天然气水合物、地球物理、钻探技术等九大功能实验室,总面积超3000平方米,配置有全球首套船载岩心自动传输存储系统,可满足海洋领域全学科研究需求。
  
“梦想”号海试成功并正式入列,标志着我国在深海进入、深海探测、深海开发上迈出了重要一步,是建设海洋强国、科技强国取得的又一重大成果。
 
入选的2024年国际十大科技新闻分别是:
  • 全球最大古人类基因库创建

  • 首例脑机接口设备人体移植完成

  • OpenAI公司文本-视频程序Sora惊艳全球

  • 最大神经形态计算机研制成功

  • 分子玻色-爱因斯坦凝聚态首次形成

  • 嫦娥六号实现世界首次月球背面采样返回

  • 自身免疫性疾病治愈曙光初现

  • “星舰”上演“筷子夹火箭”场景

  • 第三种磁性材料交变磁体发现

  • 新一代量子芯片纠错能力达到实际应用必要条件

1

全球最大古人类基因库创建

 
在遥远的过去,当冰河尚未完全退去,人类的故事已经在西欧和亚洲的大地上悄然展开。
 
时间快进到今天,一群来自世界各地的175位科学家集结成一支非凡的探险队。他们肩负着揭开古老秘密的使命。这支队伍的目标是解开那些埋藏在34000年前的骨骼与牙齿化石中的遗传密码——这些珍贵的遗物属于曾经在这片土地上生活过的近5000名古人。
 
随着研究的深入,科学家发现了一幅比任何人想象中都要复杂的人类迁徙图景。就像一条由无数细流汇聚而成的大河,古代人类带着他们的基因跨越了山川湖海。其中一些基因竟然携带着可能导致现代疾病的秘密;另一些保护古人免受传染病侵害的独特基因优势,仿佛是一道古老的防线,在岁月长河中默默守护着人类。
 
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研究团队对古人类基因组数据集展开研究。图片来源:《自然》在线版
 
令人惊奇的是,科学家找到了那些隐藏在历史深处的遗传标记。它们像是被时间遗忘的信使,携带着关于阿尔茨海默病、Ⅱ型糖尿病等疾病的早期信息。每一个新发现都是对过去的一次致敬——通过了解祖先留给的遗产,我们可以更好地面对今天的挑战,并为后代铺就更健康的道路。
 
故事并未就此结束。这些基因密码,未来会进一步揭示人们健康状况背后的遗传线索,穿越时空帮我们找到理解自身、改善生活的宝贵知识。古老DNA不仅连接了过去与现在,也为未来点亮了一盏明灯。
 
2

首例脑机接口设备人体移植完成

 

脑机接口技术描绘了一幅未来医疗的美好画卷。它展示了人类科技的水平和力量,也传达着对生命的尊重和关爱。

 

1月29日,美国企业家埃隆·马斯克在其社交媒体平台X上宣布,他旗下脑机接口技术公司“神经连接”成功进行了首例脑机接口设备的人体移植手术。移植者恢复情况良好,初步结果显示神经元尖峰检测具有积极前景。

 

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植入物示意图。图片来源:美国《新闻周刊》网站

 

这次手术标志着脑机接口技术的一个重要进展。神经元尖峰检测是指能够识别和记录大脑中单个神经细胞的电活动,这对于理解大脑如何处理信息至关重要。如果这项技术能够准确地解码这些信号,它可能为开发新治疗方法提供基础,特别是针对那些影响运动或语言功能的神经系统疾病。

 

不过,尽管初期结果令人鼓舞,脑机接口技术仍处于早期发展阶段,未来还需要更多的研究和临床试验来验证其安全性和有效性。科学家将继续监测移植者的健康状况,并对设备性能进行评估,以确保长期的安全性和功能性。

 

3

OpenAI公司文本-视频程序Sora惊艳全球

 

Sora在今年融入了我们的生活。它带来的影响远远超出这项技术本身。
 
Sora是OpenAI公司推出的文本-视频程序。它宛如一位魔法师,只需一段简单的文字描述,就能编织出如好莱坞大片般逼真且充满想象力的视觉盛宴。它不仅仅是一款工具,更被视为一个“数据驱动的物理引擎”,能够将人类的想象化为触手可及的画面。
 
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由Sora生成的视频截图。图片来源:OpenAI
 
Sora对人类世界的理解和描绘,尚有很多不足。而人类对它的到来,已有了复杂的情感——这款技术仿佛是一把双刃剑,既带来了希望的光芒,也投下了阴影。
 
不少科学家欢呼雀跃,他们看到了Sora背后蕴含的巨大潜力。这不仅是一个技术上的飞跃,更是对未来创造力的一次解放。有了Sora的帮助,电影制作、艺术创作乃至教育领域都将迎来革命性的变化。它可以成为艺术家手中最得力的助手,让那些曾经只存在于脑海中的奇思妙想,瞬间变为令人叹为观止的影像作品。
 
然而,并非所有人都对此感到乐观。一些人担心Sora强大的功能可能会被别有用心的人利用,制造深度伪造视频,从而加剧错误信息和虚假内容的泛滥。这样的技术无疑会带来新的挑战,迫使社会重新思考如何界定真实与虚构之间的界限。
 
我们站在一个新的起点上,既期待着它能打开一扇通往无限可能的大门,又谨慎地审视着每一个选择,确保这一强大工具能够造福于人类,而不是成为破坏和谐的利器。
 

 

4

最大神经形态计算机研制成功

 

这台机器是对人类大脑复杂运作方式的模仿和致敬。

 

4月17日,英特尔公司宣布成功研制出世界上最大的神经形态计算机“Hala Point”。这款计算机宛如一颗人造大脑,包含了11.52亿个人造神经元,分布在1152个Loihi 2芯片上,每秒能进行380万亿次突触操作,展现了前所未有的计算能力。

 

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Hala Point神经形态计算机由英特尔的Loihi 2芯片提供动力。图片来源:英特尔公司

 

Hala Point通过模拟人脑处理和存储数据。英特尔公司希望这一创新能大幅提高AI模型的效率和能力。因为他们使用人工神经元来执行存储和计算功能,数据就不再需要在各个组件之间来回穿梭,从而实现了更高的能源效率。

 

在运行优化问题时,Hala Point耗费的能源仅为传统计算机的百分之一。这意味着它不仅速度更快,而且更加环保。想象一下,计算机不仅能像人类一样思考,还能以极低的能量消耗完成复杂的任务,这不仅仅是技术上的突破,还是对未来可持续发展的承诺。

 

在这个追求更快、更强、更节能的时代,Hala Point代表着一个全新的起点。它不仅挑战了现有计算机架构的极限,也为AI的发展开辟了新的道路。

 
5

分子玻色-爱因斯坦凝聚态首次形成

 

分子玻色-爱因斯坦凝聚态(BEC)的实现,是人们向着那片神秘而又迷人的量子世界迈出的一大步。

 

今年,美国和荷兰的物理学家携手将钠铯极性分子冷却至接近绝对零度,使1000多个分子凝聚成一个巨大的量子态,形成了前所未见的分子BEC。

 

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科学家用钠铯分子创造出玻色-爱因斯坦凝聚态。图片来源:美国哥伦比亚大学

 

早在20世纪20年代,爱因斯坦等人便预言,在极度低温下,原子等粒子会停止“单兵作战”,转而“整齐划一”地聚集成一个“超级原子”。这种状态被称为BEC。自1995年首次实现原子BEC以来,科学家一直在追求稳定的分子也能达到这一神奇的状态。因为分子不仅能像原子那样移动,还能以独特的方式旋转和振动,这为模拟和理解更广泛的物理现象提供了无限可能。

 

然而,分子的控制和冷却比原子更具挑战性,就像驯服一群调皮的孩子,需要极其精细的操作和技术。在这次研究中,科学家利用一团极性分子,克服了重重困难,最终实现了这一目标。而分子BEC不仅让科学家能够更深入地探究量子化学和强相关量子材料的本质,还可能为新型量子计算机的开发铺平道路。

 
6

嫦娥六号实现世界首次月球背面采样返回

 

在科学探索的长河中,总有一些时刻让我们屏息凝神,见证人类科技与宇宙奥秘交织出的辉煌篇章。

 

6月25日,这一天注定将被载入人类探索宇宙的历史长河。我国的嫦娥六号月球探测器成功完成了从月球背面南极-艾特肯盆地采样的壮举,携带重达1935.3克的珍贵样品返回地球。这片区域不仅是月球上最大、最深且最古老的盆地,更是隐藏着关于月球正面与背面物质组成差异的秘密,以及破解月球二分性之谜的关键线索。

 

经过数月紧张而细致的研究,我国科学家发表文章,基于嫦娥六号带回的样本,首次揭示了月球背面在大约28亿年前仍存在活跃的岩浆活动,填补了这一时期月球玄武岩记录的空白。这些发现不仅为理解月球演化提供了至关重要的科学证据,也为行星科学研究开辟了新的视野。

 

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嫦娥六号实现世界首次月球背面采样返回。新华社记者 贝赫 摄

 

《自然》和《科学》杂志同期刊登了这两项独立研究成果,标志着中国在深空探测领域取得的重大突破得到了全球科学界的广泛认可。《自然》多位审稿人对这项“令人兴奋”的研究给予了高度评价,称赞研究团队以细致谨慎的态度首次对月球背面玄武岩进行了地质年代学分析,提供了高质量、高水准的数据。一位审稿人特别提到:“这是首个来自嫦娥六号月球样品的地质年代学研究,对月球和行星科学界具有深远意义,必将引发更广泛的关注。”

 

通过嫦娥六号任务,我们不仅触摸到了月球深处的历史记忆,还开启了探索太阳系乃至整个宇宙奥秘的新篇章。

 
7

自身免疫性疾病治愈曙光初现

 
 
在人类与自身免疫疾病长期斗争的历史中,今年将是一个转折点。
 
红斑狼疮、硬皮病、多发性硬化症等疾病,都是由一个“背叛”的免疫系统引起的。这个系统本应保护人们,可它却反过来攻击健康组织。尽管现有的免疫抑制药物在一定程度上有所帮助,但并不总能阻止疾病的进展,反而可能带来使人虚弱的副作用。然而今年,一种治疗方法——嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)疗法,在患者身上取得了显著效果,这可能开启治疗自身免疫疾病的新篇章。
 
在我国,中国人民解放军海军军医大学的内科医生徐沪济,利用供体来源的基因编辑T细胞,成功治疗了致命的自身免疫性疾病。这一基于T细胞的疗法不仅在免疫疾病治疗中取得成功,还为前沿CAR-T治疗的批量生产带来了希望。徐沪济的努力象征着全球科学家共同追求的目标——将实验室里的突破转化为现实世界中的实用疗法。
 
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嵌合抗原受体T细胞(CAR-T,粉色)紧紧包围并摧毁一个B细胞。图片来源:《科学》在线版
 
德国研究人员则报告称,15名患有红斑狼疮、硬皮病或肌肉损伤疾病的患者,在接受CAR-T治疗后4到29个月内发生了巨大变化。8名红斑狼疮患者全部处于无需药物的缓解状态;其他一些患者虽然仍有症状,但所有人均已停止使用免疫抑制剂。
 
随着越来越多的成功案例涌现,CAR-T疗法正在重新定义我们对自身免疫疾病的理解和治疗方法。它不仅仅是一种技术上的进步,更是一束照亮未来医疗发展的光芒。
 
 
8

“星舰”上演“筷子夹火箭”场景

 
 

当“星舰”尚处于研究阶段,距离首次发射遥遥无期之时,社交媒体上已有好奇者向SpaceX创始人埃隆·马斯克抛出疑问:“星舰”的超重型助推器能否像“猎鹰9”火箭那样实现着陆?马斯克的回答简短而充满未来感:我们将用发射塔机械臂抓住它。

 

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美国太空探索技术公司(SpaceX)的“星舰”火箭。图片来源:SpaceX

 

彼时,这一设想在许多人眼中显得过于大胆,甚至有些不切实际。然而,北京时间2024年10月13日晚8时25分,随着第五次试飞发射的启动,“星舰”以实际行动证明了梦想的力量——超重型助推器穿越大气层,精准返回发射塔,被两支机械臂稳稳夹住。SpaceX几乎完美实现了马斯克当初看似遥不可及的愿景。

 

为了达成“快速重复使用”的宏伟目标,使助推器能够直接落回发射塔,就地完成检修、加注燃料并再次发射,这几乎是唯一可行的选择。在全球范围内,“筷子夹火箭”不仅是一项技术上的壮举,更是航天工程领域的一次革命性突破。对于SpaceX和马斯克而言,这不仅是对理想坚定不移追求的结果,也是他们在探索宇宙征程中迈出的重要一步。

 
 
9

第三种磁性材料交变磁体发现

 

在物理学的漫长历史中,磁性材料一直是科学家探索的核心之一。98年来,物理学家只知道两种永久磁性材料:铁磁体和反铁磁体。然而今年,科学界迎来了一个令人振奋的新发现——第三种磁性材料终于从理论走向现实,它被称为“交变磁体”。

 

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在交变磁体中,相邻原子会旋转,其磁自旋也会翻转。图片来源:《科学》在线版

 

这种材料早在5年前就被理论物理学家假设存在,现在,多个国际研究团队通过实验验证了它的存在,揭开了这一神秘物质的面纱。交变磁体结合了铁磁体和反铁磁体的特性,展现了一种独特的“双重性格”。

 

交变磁体的发现不仅丰富了我们对磁性材料的理解,还可能为未来的电子设备带来革命性的变化。由于它们的独特性质,交变磁体有可能用于制造超快磁开关,成为打开新一代高速、高效电子设备大门的钥匙。

 
 

 

10

新一代量子芯片纠错能力达到实际应用必要条件

 
 

这一成功不仅是技术上的杰作,更是对未来的一次大胆预演。

 

12月10日,《自然》杂志发表了一篇论文,揭示了谷歌最新一代量子芯片“Willow”在纠错能力上的重大突破——首次将错误抑制在一个关键阈值以下。这一成就被视为实现未来量子计算实际应用的关键一步,为大规模容错量子计算的运算要求铺平了道路。

 

量子计算的潜力巨大,但其脆弱性也一直困扰着科学家。面对这一挑战,量子计算研究人员设计了一种巧妙的解决方案:量子纠错。

 

量子纠错的概念简单却充满智慧——通过将信息分布到多个量子比特上,系统可以在不破坏计算的情况下识别并补偿错误。然而,这种策略并非没有风险。额外的量子比特可能会引入更多的错误,使得实现“低于阈值”的运算成为一项艰巨的任务。

 

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新一代量子芯片纠错能力达到实际应用必要条件。图片来源:谷歌研究院

 

这个名为“Willow”的最新一代超导量子处理芯片架构,成功实现了低于表面码关键阈值的量子纠错。表面码是一种特定的量子纠错技术,它犹如一张精密编织的安全网,捕捉并修复那些随时可能出现的错误。

 

研究人员在一个拥有72个量子比特的处理器和另一个拥有105个量子比特的处理器上进行了测试。随着码距从3增加到5再到7,逻辑错误率显著减半。这意味着,“Willow”不仅能在数小时内稳定运行最多100万个周期,同时还能实时解码错误并维持出色的表现。

 

 “Willow”让我们看到了一个新时代的曙光。在这个时代里,量子计算将不仅仅是实验室里的奇迹,而是能够真正改变世界的力量。

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创建日期:

2025-01-07 14:14:51

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