2020中国科技硬核突破,你了解多少?
发布日期:2020-12-08    来源:OFweek电子工程网    

 

中国量子计算新突破、新一代“人造太阳”放电、中国进入核电技术先进国家行列……近日,科技界好消息不断。响当当的名字,你了解多少?

 

“九章”问世

 

12月4日,中国科学技术大学宣布该校潘建伟团队与中科院上海微系统与信息技术研究所、国家并行计算机工程技术研究中心合作,成功构建76个光子的量子计算原型机“九章”。

 

据悉,取名‘九章’,是为了纪念中国古代著名数学专著《九章算术》。“九章”求解数学算法高斯玻色取样只需200秒,比目前世界最快的超级计算机快了将近一百万亿倍。这一突破使我国成为全球第二个实现“量子优越性”的国家。资料显示,高斯玻色取样是一个计算概率分布的算法,可用于编码和求解多种问题。当求解5000万个样本的高斯玻色取样问题时,“九章”需200秒,而目前世界上最快的超级计算机“富岳”需6亿年;当求解100亿个样本时,“九章”需10小时,“富岳”需1200亿年。

 

尽管“九章”距离实际应用仍有漫漫长路,但这台76个光子的量子计算原型机,推动全球量子计算的前沿研究达到一个新高度,成功实现了“量子计算优越性”的里程碑式突破。

 

纵观目前世界各国,早已开启了“量子计算”发展布局道路,比如美国2018年通过《国家量子行动计划(NQI)》法案,计划四年内增加量子信息科学领域12.75亿美元投资,发布《量子信息科学国家战略概述》,确保美国量子技术领先;英国2015年启动“国家量子技术计划”,目前累计投资超过5亿英镑建立量子技术研发中心;德国拟投入6.5亿欧元促进量子技术发展与应用;欧盟2016年发布投资总额超过10亿欧元的“量子宣言”旗舰计划,并于2018年10月启动首批19个科研类项目……

 

总而言之,量子计算所带来的算力飞跃将成为未来科技产业发展至关重要的核心关键,对基础科研、新型材料与医药研发、信息安全与人工智能等经济社会的诸多领域产生颠覆性影响,其发展与应用对国家科技发展和产业转型升级具有重要促进作用。

 

新一代“人造太阳”首次放电

 

12月4日14时02分,新一代“人造太阳”装置中国环流器二号M装置(HL-2M)在成都建成并实现首次放电。据悉,这是目前中国最大、最先进的磁约束核聚变实验研究装置,该项目于2009年由国家原子能机构批复立项,由中国核工业集团西南物理研究院(SWIP)自主设计建造,科学家们希望该设备释放强大的清洁能源,它使用强大的磁场来约束等离子体发生核聚变反应,最高核心温度可以达到1.5亿摄氏度,约是太阳核心温度的十倍。

 

新一代“人造太阳”首次放电标志着中国自主掌握了大型先进托卡马克装置的设计、建造、运行技术,为我国核聚变堆的自主设计与建造打下坚实基础。实现我国核聚变能开发事业跨越式发展的重要依托装置,也是我国消化吸收ITER技术不可或缺的重要平台。该装置的建设运行也为我国下一步深度参与国际热核聚变实验堆项目提供了条件。

 

“华龙一号”全球首堆并网成功

 

11月27日,“华龙一号”全球首堆——中核集团福清核电5号机组首次并网成功。现场确认显示,该机组各项技术指标均符合设计要求,机组状态良好,为后续机组投入商业运行奠定坚实基础,并创造了全球第三代核电首堆建设的最佳业绩。

 

据了解,“华龙一号”又被称之为国之重器,这是我国自主研发、具备完全自主知识产权的三代核电技术,是当前世界核电市场接受度较高的三代核电站机型之一,采用单堆布置,机组电功率115万千瓦,安全高效。

 

“华龙一号”全球首堆福清核电5号机组并网发电,标志着中国打破了国外核电技术垄断,正式进入核电技术先进国家行列,这对我国实现由核电大国向核电强国的跨越具有重要意义,同时也进一步增强了“一带一路”沿线国家对华龙一号的信心。

 

“奋斗者”号坐底10909米

 

11月19日,由中国船舶集团有限公司第七〇二研究所(以下简称七〇二所)牵头总体设计和集成建造的“大国重器”——“奋斗者”号全海深载人潜水器成功坐底马里亚纳海沟。这是继11月10日、13日、16日三次万米级海试后,“奋斗者”号再探万米洋底。

 

此次海底探索过程中,“奋斗者”号于10日8时12分在马里亚纳海沟成功下潜到10909米,成为中国历史上第一艘下潜到“挑战者深渊”的载人潜水器。

 

在之后的海试任务中,“奋斗者”号载人潜水器和“沧海”号深海着陆器联合作业,实现万米水下全球首次高清视频信号直播和传输。此外“奋斗者”号仅用半小时左右的时间就找回了此前布放在海底的3个取样器,作业难度堪比“大海捞针”。这项操作对深海科考特别是未来实现深海科研的原位培养、长期监测等意义重大。

 

对于一个国家来说,一个国家的强大,不仅仅是陆地的强大,还有海洋的强大,海洋在现在的世界里占有极其重要的地位。众所周知,在地球上,海洋占据了71%的面积。截止目前,人类已探索的海底只有5%,还有95%大海的海底是未知的。海洋不仅拥有丰富的资源供人类使用,而且还具有非常重要的战略位置。因此也更加凸显了深海探索的重要性。

 

“鲲龙”海上首飞

 

7月26日,我国自主研制的大型灭火/水上救援水陆两栖飞机“鲲龙”AG600在山东青岛附近海域,成功实现海上首飞,为下一步飞机进行海上试飞科目训练及验证飞机相关性能奠定了基础。

 

资料显示,“鲲龙”AG600是目前世界上在研最大的水陆两栖飞机。采用悬臂式上单翼、前三点可收放式起落架、单船身水陆两栖飞机布局形式,选装4台国产涡桨6发动机,机长37米、翼展38.8米、机高12.1米(外部尺寸与波音737相当),最大起飞重量53.5吨。AG600飞机按照“水陆两栖、一机多型”的设计思路研制,其最大特点是既能在陆地上起降,又能在水面上起降。

 

为何要投入诸多精力打造这么一个“大家伙”呢?据悉,AG600是为满足森林灭火和水上救援的迫切需要而首次研制的大型特种用途民用飞机,是国家应急救援体系建设急需的重大航空装备。AG600最多可载水12吨,单次投水救火面积可达4000余平方米,可通过在水面汲水也可在陆地机场注水等方式,多次往返于水源与火场之间。此外,AG600还可在水面停泊实施救援行动,水上应急救援一次可救护50名遇险人员。在满足森林灭火、水上救援等要求的同时,可根据用户的需要加改装必要的设备,满足其他特殊任务需要。

 

北斗三号开通

 

7月31日,中国向全世界郑重宣告:中国自主建设、独立运行的全球卫星导航系统已全面建成,中国北斗自信开启了高质量服务全球、造福人类的崭新篇章。

 

据悉,在北斗三号开通之前,6月23日北斗三号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心发射后成功飞向太空。至此30颗北斗三号全球组网卫星全部到位,我国北斗三号全球卫星导航系统星座部署全面完成,比原计划提前半年完成。

 

而今北斗三号全球卫星导航系统正式开通,作为国家重大空间基础设施,它将服务于电力、金融、通信、交通等终端层面,将会像空气一样,让人受益而不觉,像阳光一样,让生活更加美好。目前,北斗正在加速进入新基建,与新一代通信、区块链、物联网、人工智能等新技术深度融合,精细农业、精准物流、自动驾驶、智能交通等由卫星导航技术催生的新模式、新业态、新经济不断涌现。

 

新一代载人飞船试验船试验圆满成功

 

5月8日,新一代载人飞船试验船返回舱缓缓向地面降落,13时49分,返回舱平稳着陆,试验船飞行试验任务圆满成功。新一代载人飞船是面向我国载人月球探测、空间站运营等任务需求而论证的具有国际先进水平的新一代天地往返运输飞行器。未来,它不仅可护送航天员往返离地球近400公里的中国空间站,还能完成38万公里外的载人登月甚至去更远的星球探险。新飞船还有着“载人+载物”的强大本领,可谓一船多用。

 

试验船成功着陆离不开航天测控人严密的计算和精准的指令。据悉,新一代载人飞船试验船升空后,受到了陆、海、天基测控网的密切跟踪监视,经过7次轨道控制,顺利将其从近地椭圆轨道抬高至远地点近8000公里的大椭圆轨道。返回阶段,返回指令从北京飞控中心发出后,制动发动机点火,试验船返回舱与服务舱成功分离,返回舱建立再入姿态。再入返回过程中,准确预报落点位置,引导各测控站对返回舱进行连续跟踪,确保搜索回收工作顺利完成。

 

南昌舰归建入列

 

1月12日,中国人民解放军海军055型驱逐舰首舰南昌舰归建入列仪式在青岛某军港码头举行。据悉,南昌舰是我国自主研制的055型驱逐舰首舰,中国自主研发的第一代万吨级驱逐舰,先后突破了大型舰艇总体设计、信息集成、总装建造等一系列关键技术,装备有新型防空、反导、反舰、反潜武器,具有较强的信息感知、防空反导和对海打击能力。

 

南昌舰的归建入列,标志着海军驱逐舰实现由第三代向第四代的跨越。同时,这也是2020年中国海军入列的首艘舰艇,也是中国海军首艘万吨大驱加入战斗序列。作为第四代驱逐舰的代表,南昌舰排水量高达上万吨,具备高度融合的信息获取和处理能力。南昌舰具备完整的反舰、防空、反潜能力,拥有百余个垂直发射单元,装备了射程较远的巡航导弹、融合S波段天线和X波段天线的双波段雷达以及其他先进的通信导航设备、电子对抗设备及作战指挥系统。

 

“中国天眼”正式开放

 

1月11日,被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜(FAST)通过国家验收,这台全球最大、最灵敏的射电望远镜正式开放运行。

 

“中国天眼”于1994年开始选址和预研究,2016年9月25日落成启用,三年多来一直在不停地进行调试和测试,如今终于修成正果。资料显示,“中国天眼”的反射面由4450个反射单元构成,总面积25万平方米,相当于30个标准足球场,总重量2000多吨。索网包括6670根主索、2225根下拉索、2225个节点盘,总重量1600吨,并由6座支撑塔、6根钢索控制着30吨的馈源舱,可以在140米高空、206米的尺度范围内实时定位,500米尺度上的测量角度为8角秒,定位精度更是最高做到了3.8毫米。它每秒最高传输基带数据38GB,每小时接收的平均有效科学数据约3.6TB。

 

从开工建设至今9年来,“中国天眼”累计发现脉冲星优质候选体146颗,已证实发现脉冲星102颗;2019年试开放360小时,征集到2000多个小时的贯彻科学是申请;与上海天文台天马望远镜成功实现联合观测,在国际甚长基线干涉测量中发挥重要作用;相关研究成果发表论文300余篇,其中SCI收录80篇,EI收录76篇。




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