2022年重大科技创新成就5项 (2020年中国科技成就)

2022年重大科技创新成就5项

2022上半年国内重大科技成果

1.人工智能MOML算法保障冬奥气象预报

相比夏奥，冬奥会受天气影响更大。在中国科学院院士、北京大学副校长、北京大学重庆大数据研究院首席科学家张平文领衔下，该院研究团队参与了国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项项目“冬奥赛场定点气象要素客观预报技术研究及应用”课题研究，开发出人工智能MOML算法赋能天气预报模型，使预报更精准。

据了解，MOML算法在温度、湿度、风速、风向等天气要素上已取得突破，不仅可以很好地辅助预报员，大幅减少预报员的工作量，相比常规方法来说，它将预报的准确性提高了10%以上。

2.“墨子号”实现1200公里地表量子态传输

2022年5月6日，中国科学技术大学潘建伟及其同事彭承志、陈宇翱、印娟等利用“墨子号”量子科学实验卫星首次实现了地球上相距1200公里两个地面站之间的量子态远程传输，向构建全球化量子信息处理和量子通信网络迈出重要一步。相关研究成果日前在线发表在国际知名学术期刊《物理评论快报》上。

3.瞄准肿瘤治疗前沿，质子装置国产化加速

2022年5月，首台国产质子治疗示范装置180度旋转束治疗室在上海交通大学医学院附属瑞金医院启用，首批患者接受治疗。

质子治疗是世界上最先进的肿瘤治疗手段之一，有治疗精准、副作用小、患者生活质量高等优点。

4.迄今构建规模最大的小鼠单神经元全脑投射图谱问世

在我国科学家努力下，迄今构建规模最大的小鼠单神经元全脑投射图谱问世。2022年3月31日，国际学术期刊《自然一神经科学》以封面文章形式在线发表了相关研究论文。

据介绍，神经元在大脑中的长程投射，如同交通网络中的干线一样，至关重要。这项最新研究，在国际上率先重构了小鼠大脑前额叶皮层6357个单神经元的全脑投射图谱，是此前国际上所有研究小鼠单神经元全脑投射数量的两倍以上。研究还揭示出前额叶皮层内部联接和外部投射的规律，提出前额叶皮层可能的工作模型。

5.神舟十三号搭载的作物种子顺利出舱解密太空育种

2022年4月26日，神舟十三号载人飞船返回舱在京完成开舱。中国农业大学等单位搭载的作物种子顺利出舱。据了解，此次搭载神舟十三号返回的不仅有中药材种子，还有水稻、食用菌、生菜等各类植物种子。它们来自不同地区、单位，有些侧重于基础研究，有些则侧重于品种培育。

太空育种，也称航天育种、航天诱变育种，是利用太空的特殊环境诱使植物种子发生基因变异，进而选育植物新品种、创造农业育种材料、丰富基因资源，是一种将辐射、宇航、育种和遗传等学科综合起来的高新技术。与传统育种技术相比，太空育种最大优势在于空间诱变材料的变异率高、育种周期短，可在相对较短时间内创制出高产、早熟、抗病等性状优良的种质资源。

6.我国创造大气科学观测世界纪录

2022年5月15日凌晨1时许，“极目一号”Ⅲ型浮空艇从海拔4270米的中科院珠峰站附近发放场地升空，开启第二次青藏科考“巅峰使命”珠峰科考的浮空艇观测任务。

此次执行观测任务的“极目一号”Ⅲ型浮空艇，是我国自主研发的系留浮空器，长55米，高19米，体积9060立方米。主要用于观测海拔9000米高空大气组分垂直变化和传输过程，搭载了水汽稳定同位素分析仪以及黑碳、粉尘、甲烷/二氧化碳和风温湿压观测仪。获得的青藏高原海拔9000米高空的大气组分变化科学数据，可以研究、追踪区域水循环，为揭示“亚洲水塔”水的来源提供关键科学数据和理论基础，也可为全球变暖背景下青藏高原水一生态一人类活动链式变化应对策略的提出提供重要科学依据。

7.“探索二号”搭载“深海勇士”号探秘深海冷泉

2022年5月11日，“探索二号”科考船搭载着“深海勇士”号返航，圆满完成2022年度深海原位科学实验站第一航段任务——深海原位实验室在南海冷泉区的海试任务。

在完成深海原位实验室海试任务的同时，通过“深海勇士”号在南海冷泉区开展了冷泉流体渗漏的生态环境效应科考，获取了海马冷泉区及其东北方向的两处新生冷泉活动区一批重要的流体、沉积物和生物样本，并通过深海原位实验室对其中的一处渗漏口进行了流体组分、微生物群落等的72小时原位观测。冷泉系统是一种深海自然现象，由富含甲烷的流体渗漏至海底而形成。这次科考也对进一步揭开南海冷泉的神秘面纱提供了丰富的资料。

2021年国内重大科技成果

1.异源四倍体野生稻快速驯化获突破

中国科学院种子创新研究院／遗传与发育生物学研究所李家洋院士团队首次提出了异源四倍体野生稻快速从头驯化的新策略，旨在最终培育出新型多倍体水稻作物，从而大幅提升粮食产量并增加作物环境变化适应性。本项研究为未来应对粮食危机提出了一种新的可行策略，开辟了全新的作物育种方向。

2.“祖冲之号”“九章二号”量子计算原型机研制成功

5月8日，中科大团队制造的“祖冲之号”，打破了量子计算机最大量子比特数的世界纪录。它以一个62比特的超导量子计算原型机，实现了可编程的二维量子行走。10月，它又升级到了“祖冲之二号”，可以操纵66个比特。

10月，中国科大、中科院上海微系统与信息技术所等构建了113个光子的“九章二号”，处理“高斯玻色取样”速度比目前最快的超级计算机快1024倍，进一步提供了量子计算加速的实验证据。

这两台计算机的问世，意味着我国量子计算机已进入2.0时代，我国在量子计算领域的优越性再次增强（国外称之为“量子霸权”），目前全球只有中美两个国家实现了量子霸权。

3.我国首次火星探测任务天问一号着陆火星

2021年5月15日，我国首次火星探测任务天问一号探测器在火星乌托邦平原南部预选着陆区着陆，在火星上首次留下中国人的印迹，迈出了我国星际探测征程的重要一步。

6月11日，国家航天局举行天问一号探测器着陆火星首批科学影像图揭幕仪式，公布了由“祝融号”火星车拍摄的着陆点全景、火星地形地貌、“中国印迹”和“着巡合影”等影像图，标志着我国首次火星探测任务取得圆满成功。

在中国航天发展史上，天问一号任务实现了6个首次，一是首次实现地火转移轨道探测器发射；二是首次实现行星际飞行；三是首次实现地外行星软着陆；四是首次实现地外行星表面巡视探测；五是首次实现4亿公里距离的测控通信；六是首次获取第一手的火星科学数据。

天问一号探测器由环绕器、着陆器和巡视器组成。其三大目标是环绕、着陆和巡视。

4.“拉索”发现迄今最高能量光子

2021年5月17日，《自然》发表的一项最新成果，改变了人们对银河系的传统认知：位于四川稻城的高海拔宇宙线观测站“拉索”（LHAASO）在银河系内发现2个能量超过1拍电子伏特（PeV，1000万亿电子伏特）的光子，这2个超高能光子分别来自天鹅座和蟹状星云，其中1个光子能量高达1.4PeV。

“这是人类迄今观测到的最高能量光子，突破了人类对银河系粒子加速的传统认知，开启了超高能伽马天文学的时代。”中科院高能所研究员、“拉索”首席科学家曹臻说。

7月9日，《科学》报道“拉索”精确测量了高能天文学标准烛光的亮度。科学家们确认，这个标准烛光就是由宋朝记录的“天关客星”经千年演化形成的著名天体——蟹状星云。“拉索”测量了标准烛光在2400倍的能量范围内的亮度，尤其是在能量最高的超高能伽马波段测定了新标准。

5.神舟两次成功发射中国人长期驻守太空

2021年6月17日，神舟十二号载人航天飞船成功发射，并与天和核心舱成功完成对接。9月17日三位宇航员（聂海胜、刘伯明、汤洪波）回到地球。神舟十二号是空间站关键技术验证阶段第四次飞行任务，也是空间站阶段首次载人飞行任务。

2021年10月16日，神舟十三号将另外三名航天员（翟志刚、王亚平、叶光富）送上太空，他们要驻留半年，这也是空间站航天员乘组一般的驻留周期。这意味着，中国的载人航天迈过试验阶段，实现太空往返常态化。中国的空间站即将成为人类探索宇宙的主力阵地。神舟十三号是中国空间站关键技术验证阶段第六次飞行。

6.金沙江白鹤滩水电站投产发电

2021年6月28日，世界第二大水电站——白鹤滩水电站，首批机组正式投产发电。白鹤滩水电站位于云南和四川交界的金沙江干流上，是当今世界在建的规模最大、难度最高的水电工程。它的最大坝高289米，排名世界第三；总装机容量达1600万千瓦，仅次于三峡水电站。

主席为此致贺信指出：“白鹤滩水电站是实施西电东送的国家重大工程，是当今世界在建规模最大、技术难度最高的水电工程。全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组，实现了我国高端装备制造的重大突破。”

7.首次实现淀粉全人工合成

中科院天津工业生物技术研究所研究人员提出了一种颠覆性的淀粉制备方法，不依赖植物光合作用，以二氧化碳、电解产生的氢气为原料，成功生产出淀粉，国际上首次在实验室实现了二氧化碳到淀粉的从头合成，使淀粉生产从传统农业种植模式向工业车间生产模式转变成为可能，取得原创性突破。相关研究成果9月24日在线发表于《科学》杂志。

这一合成生物学领域重大原创突破，有望对粮食生产产生革命性影响，对生物制造产业的发展具有里程碑意义。

8.凯勒几何两大核心猜想被证明

2021年11月初，媒体报道，《美国数学会杂志》发表了中国科学技术大学几何物理中心创始主任陈秀雄教授与合作者程经睿在偏微分方程和复几何领域取得的“里程碑式结果”。

他们解出了一个四阶完全非线性椭圆方程，成功证明了“强制性猜想”和“测地稳定性猜想”这两个国际数学界60多年悬而未决的核心猜想，解决了若干有关凯勒流形上常标量曲率度量和卡拉比极值度量的著名问题。

9.我国首个抗新冠病毒特效药获批上市

12月8日，国家药品监督管理局宣布，应急批准腾盛华创医药技术公司的新冠病毒中和抗体联合治疗药物安巴韦单抗注射液及罗米司韦单抗注射液注册申请。这是我国首个获批的自主知识产权新冠病毒中和抗体联合治疗药物。

此获批标志着中国拥有了首个全自主研发并经过严格随机、双盲、安慰剂对照研究证明有效的抗新冠病毒特效药。

10.“嫦娥五号”样品重要研究成果先后出炉

2021年10月19日，中国科学院发布“嫦娥五号”月球科研样品最新研究成果。科研人员利用超高空间分辨率铀—铅（U-Pb）定年技术，对“嫦娥五号”月球样品玄武岩岩屑中50余颗富铀矿物进行分析，确定玄武岩形成年龄为20.30±0.04亿年，表明月球在20亿年前仍存在岩浆活动，比以往月球样品限定的岩浆活动时间长了约8亿年。

2020年中国科技成就

2、世界最大单口径射电望远镜“中国天眼”

2020年1月11日，我国自主研发设计的500米口径球面射电望远镜通过国家验收，正式投入使用，它被中国人亲切地称为“中国天眼”。1994年，在我国天文学家南仁东的倡议下正式立项，历时22年建成。

“中国天眼”是全球最大的单口径射电望远镜，球面宽度为500米，一举刷新了阿雷西博天文台保持的350米纪录。据国际专家评估，“中国天眼”的综合性能是阿雷西博的10倍，甚至还能搜寻到银河系中可能存在的外星人信号。

“中国天眼”在研究射电天文学、大气科学、雷达天文学等方面有十分积极的意义。2020年12月，曾经全球最大的阿雷西博天文台一夜之间坍塌，全球有能力将测控区间由地球同步轨道延伸至太阳系的天文台，只剩下“中国天眼”了。

3、世界首座高铁跨海大桥——福厦高铁泉州湾跨海大桥

一直以来，中国被称为“基建狂魔”，一些海外专家团队搞不定的工程项目，在中国工程师的坚持不懈下一一实现，惊艳了全球，比如赫赫有名的港珠澳大桥。而今年，中国又为世界桥梁领域添了一里程碑式工程——福厦高铁泉州湾跨海大桥。

福厦高铁泉州湾跨海大桥是全球第一座高铁跨海大桥，它全长20.3公里，主跨400米，目前已经完成了封顶作业。另外，它的设计行车时速达350公里，刷新了世界桥梁最高记录。

福厦高铁泉州湾跨海大桥预计2022年正式通车，中国这个基建大神，又要惊艳全球了！

4、高速磁浮试验样车成功试跑

2020年6月21日，由中车四方股份公司研制的时速600公里的高速磁浮试样车，在上海同济大学磁浮试验线上成功试跑，标志着中国初步掌握了超高速列车的设计能力。

项目负责人表示，目前国内高铁的最高设计时速为350公里，民航飞机一般在800-900公里，设计时速600公里的高速磁浮，可以填补它们两者之间的这段速度空白区间，提供更加灵活的出行方案。

高速磁浮在时效性、舒适性、性价比方面优势明显，市场潜力不容小觑。

5、北斗卫星导航系统全面建成开通

1994年，北斗项目正式启动，一开始打算和欧洲的伽利略合作，不料对方收了钱却封锁技术。孙家栋等院士一拍桌子，这口气不能忍，我们自己做！前后花了26年的时间，北斗人研发芯片开发系统，打造出全球最精确的导航系统。

2020年6月23日，北斗三号第55颗卫星顺利进入预定轨道，中国人迎来属于自己的全球定位系统。截至今年7月，全球已有137个国家和地区与北斗系统签下了合作协议。

北斗导航系统精确度可以达到20cm以内，远超美国的GPS。值得一提的是，北斗系统自带短报文通信功能，极端条件下手机无法使用，可以利用该功能与外界取得联系，这也是GPS不具备的。

6、神威·太湖之光超级计算机首次模拟千万核心并行运算

超级计算机是衡量一个国家科技实力的重要指标之一，各国都把它视为国之重器。历史上我国曾长期扮演陪跑的角色，没有任何话语权。为了补齐这一短板，国家投入了大量资金和人才自主研发，神威·太湖之光就是最典型的一台中国创造的超级计算机。

神威·太湖之光由40个运算机柜和8个网络机柜组成，它的运算能力高达每秒12.54京，曾连续4年斩获全球超级计算机500强第一，在国际舞台享有非常高的知名度。

2020年7月，中国科大在“神威·太湖之光”上首次实现千万核心并行第一性原理计算模拟。这一研究成果表明，借助当代最先进的计算方法和世界顶级高性能计算平台，大体系、长时间的高精度第一性原理材料模拟已成为现实。

7、中国三代核电技术“国和一号”研发完成

随着环保意识的逐渐提升，各国开始寻求用清洁能源代替传统发电。相比之下，核电是最理想的解决方案，转化率优势明显。不过，安全问题一直是核电绕不开的技术焦点，而中国率先攻克了这一难题。

2020年9月28日，中国国家电力投资集团宣布，中国自主研发的三代核电技术“国和一号”完成研发，接下来将进入商用环节。据悉，“国和一号” 采用“非能动”安全设计理念，单机功率达到150万千瓦，代表目前全球最先进的核电水平。

“国和一号”预计每小时可以为电网提供150万度电，一年算下来单台机组可以满足2200万居民的用电需求，减少碳排放900万吨。

8、量子计算机“九章”成功研制

传统计算机使用二进制，也就是0和1，在运算一些极其复杂的科研项目时效率特别低。因此，量子计算机应运而生，可以简单地理解为它是高进制的处理器，通过控制光量子提高运算速度。

2020年12月4日，中国科学技术大学潘建伟教授传来一个好消息，中国自研的76个光子的量子计算机“九章”成功问世，刷新全球量子计算的速度记录。在此之前，这项记录一直被谷歌的“悬铃木”保持。

以经典的计算玻色采样问题为例，处理100亿个样本，九章只需要10小时，而谷歌“悬铃木”需要20天。

9、中国新一代“人造太阳”首次放电

2020年12月4日，新一代“人造太阳”——中国环流器二号M装置在成都正式建成并实现首次放电。标志着我国自主掌握了大型先进核聚变装置的设计、建造、运行技术。

什么是核聚变？简单地说，就是两个小质量原子聚合成一个大质量原子，并释放巨大能量的过程，这也是太阳的工作原理。理论上只要实现可操控的核聚变反应，就可以模拟出一个“人造太阳”。

当然了，这个技术门槛相当高，需要满足三点：一是温度超过一亿摄氏度；二是密度足够高；三是等离子体在有限的空间里被约束足够长时间。而我国自主设计的新一代托卡马克装置同时满足了三点要求，因此它的首次放电，意味着中国人离“人造太阳”不远了。

10、嫦娥五号成功采样月球样本

2020年11月24日，嫦娥五号在中国文昌航天发射场顺利升空并进入预定轨道，它肩负着一个非常艰巨的任务：完成中国历史上第一次月表取样返回。在此之前，全球只有美国和前苏联做到了。

12月2日，嫦娥五号顺利完成月表采样和封装，成为全球第三个攻克这项技术的国家。当鲜艳的五星红旗闪耀在月球表面的那一刻，无数国人热泪盈眶，这一刻等太久了。