文／蔣秀娟

1月9日，2019年全國科技工作會議在京召開，在總結(jié)2018年科技工作時(shí)，工作報(bào)告提出，我國的科技實(shí)力實(shí)現(xiàn)新躍升，重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)布局更加優(yōu)化，基礎(chǔ)研究進(jìn)一步加強(qiáng)，戰(zhàn)略高技術(shù)領(lǐng)域取得重要突破，科技重大專項(xiàng)深入實(shí)施，科技支撐重大工程和產(chǎn)業(yè)升級取得新突破。同時(shí)點(diǎn)贊了多項(xiàng)重大創(chuàng)新成果。

首次在半導(dǎo)體量子點(diǎn)體系中實(shí)現(xiàn)三量子比特邏輯門

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲郭光燦院士團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地制備了半導(dǎo)體六量子點(diǎn)芯片，在國際上首次實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體體系中的三量子比特邏輯門操控，為未來研制集成化半導(dǎo)體量子芯片邁出堅(jiān)實(shí)一步。郭光燦團(tuán)隊(duì)中的郭國平教授研究組長期致力于半導(dǎo)體量子芯片研發(fā)，郭國平與教授肖明、研究員李海歐、曹剛等人合作，通過理論計(jì)算分析，創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)了T型電極開口式六量子點(diǎn)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)使得控制比特與目標(biāo)比特有較強(qiáng)的耦合，同時(shí)兩個(gè)目標(biāo)比特之間的耦合較小，很好地滿足了實(shí)現(xiàn)兩個(gè)控制比特對目標(biāo)比特受控非門的操控要求。他們利用優(yōu)化設(shè)計(jì)的高頻脈沖量子測控電路，成功實(shí)現(xiàn)了世界上首個(gè)基于半導(dǎo)體量子點(diǎn)體系的三電荷量子比特邏輯門，進(jìn)一步提升量子計(jì)算的效率，為可擴(kuò)展、可集成化半導(dǎo)體量子芯片的研制奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

國際應(yīng)用物理學(xué)權(quán)威期刊《物理評論應(yīng)用》日前發(fā)表了該成果。《物理評論應(yīng)用》審稿人認(rèn)為，這項(xiàng)工作是半導(dǎo)體量子點(diǎn)量子計(jì)算方向的一個(gè)重要進(jìn)展，詳細(xì)、清楚地展示了高水平的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，將引起學(xué)界對該領(lǐng)域極高的研究熱情。

首次發(fā)現(xiàn)鐵基超導(dǎo)體中的馬約拉納束縛態(tài)，實(shí)現(xiàn)拓?fù)淞孔佑?jì)算機(jī)重大突破

1937年，物理學(xué)家馬約拉納（Ettore Majorana）把描寫費(fèi)米子的基本運(yùn)動(dòng)方程（狄拉克方程）分解成電荷共軛不變的兩部分（即馬約拉納方程），得到了“自己是自己的反粒子”的馬約拉納費(fèi)米子。八十一年來，馬約拉納費(fèi)米子的相關(guān)研究一直是物理學(xué)最前沿的問題之一。

高能物理領(lǐng)域一直在尋找中微子是馬約拉納費(fèi)米子的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，如果證實(shí)，將是繼發(fā)現(xiàn)希格斯波色子后的又一重大發(fā)現(xiàn)?？`態(tài)清晰干凈地直接觀測提供希望。中科院物理研究所的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)利用極低溫-強(qiáng)磁場-掃描探針顯微系統(tǒng)在鐵基超導(dǎo)體中發(fā)現(xiàn)了馬約拉納束縛態(tài)。

與以往的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同，探測到的馬約拉納束縛態(tài)峰位不隨空間位置變化，實(shí)驗(yàn)峰寬接近于系統(tǒng)的能量分辨率。他們隨后驗(yàn)證了馬約拉納束縛態(tài)在不同隧道結(jié)、磁場以及溫度下的行為。理論擬合顯示磁通渦旋中的馬約拉納束縛態(tài)來源于拓?fù)浔砻鎽B(tài)超導(dǎo)的準(zhǔn)粒子激發(fā)。與此同時(shí)，體態(tài)磁通渦線的準(zhǔn)粒子熱激發(fā)會抑制表面的馬約拉納束縛態(tài)。這些結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)觀測到的馬約拉納束縛態(tài)不與平庸的低能激發(fā)態(tài)混合，首次清晰地觀測到了純的馬約拉納束縛態(tài)。其較高的零能峰觀測溫度，暗示未來可以調(diào)控實(shí)現(xiàn)液氦溫度的馬約拉納束縛態(tài)。研究報(bào)告（PDF）發(fā)表在《科學(xué)》期刊上。

首次人工創(chuàng)建單條染色體真核細(xì)胞

釀酒酵母大家都不陌生，我們?nèi)粘Ｗ銎【谱雒姘茧x不開它，它本來有16條染色體，可你見過只有單條染色體的釀酒酵母嗎？

中科院植物生理生態(tài)研究所在國際上首次人工創(chuàng)建了單條染色體的真核細(xì)胞。這是合成生物學(xué)領(lǐng)域具有里程碑意義的突破，打開了“改造”生命的大門。

2010年，美國科學(xué)家J. Craig Venter團(tuán)隊(duì)在《科學(xué)》上報(bào)道了世界上首個(gè)“人造生命”——含有全人工化學(xué)合成的與天然染色體序列幾乎相同的原核生物支原體，引起轟動(dòng)。而這一次，以覃重軍研究組為主的研究團(tuán)隊(duì)完成了將單細(xì)胞真核生物釀酒酵母天然的16條染色體人工創(chuàng)建為具有完整功能的單條染色體。這意味著，天然復(fù)雜的生命體系可以通過人工干預(yù)變得簡約，自然生命的界限可以被人為打破，甚至可以人工創(chuàng)造全新的自然界不存在的生命。

該研究成果是通過經(jīng)典分子生物學(xué)“假設(shè)驅(qū)動(dòng)”與合成生物學(xué)“工程化研究模式”來探索解析生命起源與進(jìn)化中重大基礎(chǔ)科學(xué)問題的一個(gè)新范例。對天然復(fù)雜的酵母染色體實(shí)施人工改造，賦予其全新的簡約化形式，這是繼原核細(xì)菌“人造生命”之后的一個(gè)重大突破。

單染色體酵母的“誕生”，意味著中國學(xué)者再一次利用合成科學(xué)策略，回答生命科學(xué)領(lǐng)域一個(gè)重大的基礎(chǔ)問題，即建立原核生物與真核生物之間基因組進(jìn)化的橋梁，為人類對生命本質(zhì)的研究開辟了新方向。

磁約束核聚變大科學(xué)裝置多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)取得突破，首臺散裂中子源建成并投入運(yùn)行

8月23日，中國散裂中子源項(xiàng)目通過國家驗(yàn)收，正式投入運(yùn)行。它好比一個(gè)大顯微鏡，方便我們觀察世間萬物。

光穿過透明的樣品，可帶出樣品內(nèi)部的信息；同樣，中子流也可以穿透目標(biāo)，帶出信息。中子不帶電，不與電子和質(zhì)子作用，所以即使材料很厚，中子也能輕松穿透。

一開始，人們用核反應(yīng)堆生產(chǎn)中子，但核反應(yīng)速度不能太快。散裂中子源應(yīng)運(yùn)而生。它用電磁場加速質(zhì)子，像炮彈一樣狠狠砸向鎢、汞等重金屬原子核。巨大的原子核就“散裂”出一些自由的中子。

散裂中子源還可以觀察高鐵輪子是否質(zhì)量過關(guān)——它能透視零件內(nèi)部的應(yīng)力是否釋放。中子源還能實(shí)時(shí)觀察飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)怎樣疲勞受損的，以便改進(jìn)設(shè)計(jì)。

散裂中子源對中國探索前沿科學(xué)問題、攻克核心技術(shù)、解決“卡脖子”問題有重要意義。目前只有美、日、中、英擁有該技術(shù)。

中國散裂中子源是我國“十一五”期間重點(diǎn)建設(shè)的十二大科學(xué)裝置之首。它總投資23億元，包括一臺直線加速器、一臺快循環(huán)同步加速器、一個(gè)靶站，以及一期建設(shè)的三臺不同類型的中子譜儀。

中國散裂中子源的國產(chǎn)化率超過90%，它的制造直接拉升了中國在磁鐵、電源、探測器和電子學(xué)方面的水準(zhǔn)。

“嫦娥四號”探測器首次成功登陸月球背面

2019年1月3日上午10點(diǎn)26分，“嫦娥四號”探測器成功著陸在月球背面東經(jīng)177.6度、南緯45.5度附近的預(yù)選著陸區(qū)，并通過“鵲橋”中繼星傳回了世界第一張近距離拍攝的月背影像圖，揭開了古老月背的神秘面紗。

此次任務(wù)實(shí)現(xiàn)了人類探測器首次月背軟著陸，首次月背與地球的中繼通信，開啟了人類月球探測新篇章。

國產(chǎn)大型水陸兩棲飛機(jī)水上首飛

由中國航空工業(yè)集團(tuán)有限公司自主研制的國產(chǎn)首款大型水陸兩棲飛機(jī)——“鯤龍”AG600（以下簡稱“AG600”）在湖北荊門漳河機(jī)場成功進(jìn)行了水上首飛。這是繼2017年12月24日AG600成功實(shí)現(xiàn)陸上首飛后又一歷史性時(shí)刻。

據(jù)了解，作為中國大飛機(jī)“三兄弟”之一的大型水陸兩棲飛機(jī)AG600是中國為滿足森林滅火和水上救援的迫切需要，首次研制的大型特種用途民用飛機(jī)，是國家應(yīng)急救援體系建設(shè)急需的重大航空裝備。

其以水陸兩用、裝載量大、航程遠(yuǎn)、升限適中、速度范圍廣、超低空飛行性能好等諸多特點(diǎn)，特別適用于火情監(jiān)測和森林滅火、海難搜索和救援、海洋權(quán)益維護(hù)、海洋環(huán)境監(jiān)測和保護(hù)等用途。AG600還可用于海洋監(jiān)測、海關(guān)緝私、環(huán)境和資源監(jiān)測、航空運(yùn)輸、航空游覽/觀光和私人公務(wù)等方面，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。

據(jù)了解，AG600的陸上、水上成功首飛，是繼中國自主研制的大型運(yùn)輸機(jī)運(yùn)20實(shí)現(xiàn)交付列裝、C919大型客機(jī)實(shí)現(xiàn)首飛之后，在大飛機(jī)領(lǐng)域取得的又一個(gè)重大突破，填補(bǔ)了中國在大型水陸兩棲飛機(jī)的研制空白。

“北斗三號”基本系統(tǒng)完成建設(shè)，開始提供全球服務(wù)

27日，中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室主任、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)新聞發(fā)言人冉承其宣布，北斗三號基本系統(tǒng)已完成建設(shè)，于當(dāng)日開始提供全球服務(wù)?！斑@標(biāo)志著北斗系統(tǒng)服務(wù)范圍由區(qū)域擴(kuò)展為全球，北斗系統(tǒng)正式邁入全球時(shí)代。”冉承其在國務(wù)院新聞辦公室舉行的新聞發(fā)布會上說。

北斗系統(tǒng)是中國自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行，與世界其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)兼容共用的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，可在全球范圍，全天候、全天時(shí)，為各類用戶提供高精度、高可靠的定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)。

截至2018年12月，北斗系統(tǒng)在軌工作衛(wèi)星共33顆，包含15顆北斗二號衛(wèi)星和18顆北斗三號衛(wèi)星。冉承其介紹說，2019至2020年，我國還將發(fā)射11顆北斗三號衛(wèi)星和1顆北斗二號衛(wèi)星，在鞏固亞太區(qū)域服務(wù)同時(shí)，還將進(jìn)一步提升全球服務(wù)性能。

根據(jù)計(jì)劃，我國將于2020年全面完成北斗三號全球組網(wǎng)建設(shè)，2035年將建成以北斗系統(tǒng)為核心的，更加泛在、更加融合、更加智能的國家綜合定位導(dǎo)航授時(shí)（PNT）體系。

“地殼一號”萬米鉆機(jī)完成松科二井項(xiàng)目，鉆井深度達(dá)7018米

6月2日，吉林大學(xué)負(fù)責(zé)研發(fā)的“地殼一號”萬米鉆機(jī)正式宣布完成首秀，在松遼盆地科學(xué)鉆探二井（以下簡稱“松科二井”）工程中成功應(yīng)用。完鉆井深7018米，創(chuàng)造了亞洲國家大陸科學(xué)鉆井新紀(jì)錄，這標(biāo)志著我國在“向地球深部進(jìn)軍”的路上取得了新的重大突破。

“地殼一號”萬米鉆機(jī)填補(bǔ)了我國在深部大陸科學(xué)鉆探裝備領(lǐng)域的空白，大大提高了我國超深科學(xué)井鉆探裝備的技術(shù)水平，使我國成為世界上第三個(gè)擁有實(shí)施萬米大陸科學(xué)鉆探計(jì)劃專用裝備和相關(guān)技術(shù)的國家。

科學(xué)鉆探是探索地球深部奧秘和開發(fā)地下資源唯一最直接的技術(shù)手段，深部大陸科學(xué)鉆探裝備是打開地球奧秘之門的鑰匙?！暗貧ひ惶枴比f米鉆機(jī)就是這樣一把開啟地球奧秘之門的“金鑰匙”。作為我國首臺萬米大陸科學(xué)鉆探專用裝備，“地殼一號”萬米鉆機(jī)由吉林大學(xué)于2013年設(shè)計(jì)完成，中國航天科工集團(tuán)下屬四川宏華石油設(shè)備有限公司加工制造。

亞洲最大自航絞吸挖泥船“天鯤號”完成首次試航

經(jīng)過為期近4天的海上航行，首艘由我國自主設(shè)計(jì)建造的亞洲最大自航絞吸挖泥船——“天鯤號”于12日成功完成首次試航。這標(biāo)志著“天鯤號”向著成為一艘真正的疏浚利器邁出了關(guān)鍵一步。此次試航經(jīng)由長江口北角開往浙江花鳥山海域。

據(jù)介紹，“天鯤號”全船長140米，寬27.8米，最大挖深35米，總裝機(jī)功率25843千瓦，設(shè)計(jì)每小時(shí)挖泥6000立方米，絞刀額定功率6600千瓦。

新藥創(chuàng)制實(shí)現(xiàn)重大突破，全球首個(gè)抗艾滋病長效融合抑制劑艾博韋泰獲批上市

艾滋病是危害性極大的嚴(yán)重的傳染病，由感染艾滋病病毒（HIV病毒）引起。HIV是一種能攻擊人體免疫系統(tǒng)的病毒。HIV在人體內(nèi)的潛伏期平均為八到九年，患艾滋病以前，可以沒有任何癥狀地生活和工作多年。而治療艾滋病藥物品很稀缺，這是一個(gè)很空白的醫(yī)藥領(lǐng)域，每出現(xiàn)一種治療艾滋病的新藥，都是醫(yī)學(xué)史上的重大事件。

2018年7月13日，一種全新長效HIV-1融合抑制劑艾可寧獲批上市，國家藥品監(jiān)督管理局網(wǎng)站表明，此次批準(zhǔn)其用于與其他抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物聯(lián)合使用，治療經(jīng)抗病毒藥物治療仍有病毒復(fù)制的HIV-1感染患者。

艾可寧又稱艾博韋泰，是全球首個(gè)抗艾滋病長效融合抑制劑，在全球范圍內(nèi)具有知識產(chǎn)權(quán)，也是中國首個(gè)自主性研發(fā)的針對抗艾滋病的藥物，表明了近年來中國在世界醫(yī)藥學(xué)上巨大貢獻(xiàn)。艾可寧的問世，也打破了這一類藥物的外國壟斷的局面，使得中國的艾滋病患者有了更大的選擇權(quán)利，不用在吉利德、默沙東和葛蘭素三大制藥企業(yè)中三選一。

早在2017年，國家就嘗試著帶動(dòng)國內(nèi)醫(yī)藥企業(yè)去研制一種全新的抗艾滋病新藥物，并將這一目標(biāo)列在了下一個(gè)五年發(fā)展規(guī)劃之中，指定了國內(nèi)的四家大型的醫(yī)藥企業(yè)，聯(lián)手進(jìn)行“治療艾滋病創(chuàng)新藥及臨床急需藥物的研發(fā)”這一項(xiàng)目。

原創(chuàng)抗阿爾茨海默癥新藥進(jìn)入上市申請

一款抗阿爾茨海默癥新藥GIBH130及其片劑，已獲得國家食品藥品監(jiān)督管理局頒發(fā)的“藥物臨床試驗(yàn)批件”。該成果由中科院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院胡文輝課題組設(shè)計(jì)與合成，由華南新藥創(chuàng)制中心主導(dǎo)臨床前研究。

阿爾茨海默癥俗稱老年癡呆癥，是一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病，引發(fā)患者的認(rèn)知障礙和記憶能力損害，導(dǎo)致患者日益惡化的生活能力減退和死亡。

國際阿爾茨海默癥聯(lián)合會有數(shù)據(jù)稱，2013年，全球患者共計(jì)4435萬；到2030年，將增至7562萬；到2050年，將增至13546萬，其中中國患者3000萬名。

由于發(fā)病機(jī)制仍不明確，目前缺乏有效的治療方法和預(yù)防措施?！芭R床上的藥物主要為膽堿脂酶抑制劑（AChEI）和N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受體拮抗劑等?！焙妮x說，這些藥物僅能在一定程度上減輕癥狀，提高患者的認(rèn)知力，并不能治愈疾病或延緩疾病的惡化進(jìn)程。

港珠澳大橋開通 創(chuàng)多項(xiàng)工程紀(jì)錄

很少有一座橋的開通如此吸引全國的注視，很多人只為去橋上看看，專門安排一趟行程。它就是建筑史上里程最長、投資最多、施工難度最大的跨海大橋——港珠澳大橋。它創(chuàng)造了一連串世界紀(jì)錄：

全長55公里：世界最長跨海大橋。

15公里的全鋼結(jié)構(gòu)鋼箱梁：世界最長鋼鐵大橋。鋼材用量相當(dāng)于60座埃菲爾鐵塔。

海底沉管隧道全長6.7公里：世界最長海底隧道；沉管隧道每節(jié)長180米，重約8萬噸：世界最大沉管隧道；隧道最深處在海平面以下48米，也是世界紀(jì)錄……

跨越伶仃洋的港珠澳大橋，東接香港，西接珠海和澳門，總長約55公里，它集橋、島、隧于一體，從設(shè)計(jì)到建設(shè)前后歷時(shí)14年，攻克一系列難題。比如大橋設(shè)計(jì)東西兩個(gè)人工島，用海底沉管隧道連接。隧道由33個(gè)巨型沉管組成。沉管在海平面以下13米至48米無人對接，誤差控制在2厘米內(nèi)，精準(zhǔn)程度史無前例。

港珠澳大橋的設(shè)計(jì)壽命長達(dá)120年，打破了國內(nèi)大橋的“百年壽命慣例”。鋼管樁確保在海泥中120年不損壞，是一個(gè)工程奇跡。它還能抗8級地震，16級臺風(fēng)。今年幾次超強(qiáng)臺風(fēng)絲毫未撼動(dòng)它。

另外，港珠澳大橋是“積木”搭出來的。工廠預(yù)制橋墩、橋面、鋼箱梁和鋼管樁，風(fēng)平浪靜時(shí)現(xiàn)場組裝，首次在如此大工程實(shí)現(xiàn)這一模式。

先進(jìn)激光制造工藝取得突破，首次使用紫外光源實(shí)現(xiàn)22納米分辨率。

11月29日，中科院光電技術(shù)研究所承擔(dān)的國家重大科研裝備研制項(xiàng)目“超分辨光刻裝備研制”通過驗(yàn)收，這是世界上首臺用紫外光源實(shí)現(xiàn)了22納米分辨率的光刻機(jī)。

光刻機(jī)相當(dāng)于一臺投影儀，將精細(xì)的線條圖案投射于感光平板，光就是一把雕刻刀。但線條精細(xì)程度有極限——不能低于光波長的一半?！肮馓?，門縫太窄，光就過不去了?！眳⑴c研究的科學(xué)家楊勇說。

使用深紫外光源的光刻機(jī)是主流，其成像分辨率極限為34納米，分辨率進(jìn)一步提高要用多重曝光等技術(shù)，很昂貴。

2003年光電所開始研究一種新辦法：金屬和非金屬薄膜貼合，交界面會有無序的電子；光線照射金屬膜，使這些電子有序振動(dòng)，產(chǎn)生波長短得多的電磁波，可用于光刻。

如此一來，“寬刀”就變成了“窄刀”。光電所研制的光刻機(jī)，在365納米波長光源下，單次曝光最高線寬分辨率達(dá)到22納米，相當(dāng)于1/17波長。

光刻機(jī)為人所熟悉，因?yàn)樗羌呻娐分圃鞓I(yè)的核心角色。目前荷蘭ASML公司壟斷的尖端集成電路光刻機(jī)，加工極限為7納米。光電所的光刻機(jī)分辨率為22納米，但定位有所不同。

光電所的光刻機(jī)擅長加工一系列納米功能器件，包括大口徑薄膜鏡、超導(dǎo)納米線單光子探測器、切倫科夫輻射器件、生化傳感芯片和超表面成像器件，這對中國的遙感成像、生化痕量測量、特種表面材料等領(lǐng)域有重要意義。

“ASML的EUV光刻機(jī)使用的13.5納米的極紫外光源，價(jià)格高達(dá)3000萬元，還要在真空下使用。”項(xiàng)目副總師胡松說，“而我們使用的365納米紫外光的汞燈，只要幾萬元一只。我們整機(jī)價(jià)格在百萬元級到千萬元級，加工能力介于深紫外級和極紫外級之間，讓很多用戶大喜過望。”

光電所走高分辨、大面積的技術(shù)路線，掌握了超分辨光刻鏡頭、精密間隙檢測、納米級定位精度工件臺、高深寬比刻蝕和多重圖形配套光刻工藝等核心專利，技術(shù)完全自主可控，在超分辨成像光刻領(lǐng)域國際領(lǐng)先。