2021年中国8⼤科技成就!⼈造太阳、深海⼀号,上天⼊海扛把⼦
2021年,是中国共产党建党100年,也是“⼗四五”开局之年。回⾸中国百年征程,科技为中国插上了腾飞的翅膀。
据统计,中国科技进步对经济增长的贡献率达到60%。毫⽆疑问,重⼤科技创新成果是国之重器、国之利器,关系我国发展全局。
今天,⼩编为⼤家盘点2021年中国的8⼤科技成就,看看有没有你熟知的。
NO.1 中国“⼈造太阳”创亿度百秒世界新纪录
有“⼈造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变试验装置(EAST)取得新突破,成功实现可重复的1.2亿摄⽒度101秒和1.6亿摄⽒度20秒等离⼦体运⾏创造托卡马克实验装置运⾏新的世界纪录。
这标志着我国核聚变研究⼜获得重⼤突破,也为⼈类获得可控核聚变能源,奠定了商⽤的物理和⼯程基础。但要产⽣核聚变,得在⾼温⾼压的环境下,⽐如,在太阳中⼼,氢可以在1500万度K的⾼温和2000亿个⼤⽓压的⾼压下聚变成氦。⽽在地球上没有那么⾼的压强,要发⽣聚变,温度就需要达到上亿度。因此,在地球上实现核聚变是⾮常难的。
⽽中国的“⼈造太阳”,恰恰就把可控核聚变,做到了1亿度⾼温,还坚持了101秒。要知道,最开始时,⼈类只能做过50毫秒。
NO.2 中国空间站开启有⼈长期驻留时代
2021年4⽉29 ⽇,天和核⼼舱发射升空并顺利抵达轨道,这标志着我国天宫空间站在轨组建⼯作全⾯展开。空间站开启常态化运⾏后,将有3名航天员作为⼀个乘务长长期驻留,随着国际空间站退役临近,中国天宫将成为唯⼀可⽤空间站。
8⽉20⽇,经过约6⼩时的出舱活动,神⾈⼗⼆号航天员乘组密切协同,圆满完成出舱活动期间全部既定任务,航天员聂海
胜、刘伯明安全返回天和核⼼舱,⽐原计划提前了约 1 ⼩时,空间站阶段第⼆次航天员出舱活动取得圆满成功。
10 ⽉ 16 ⽇,神⾈⼗三号载⼈飞船成功进⼊预定轨道,顺利将翟志刚、王亚平、叶光富 3 名航天员送⼊太空。飞船⼊轨后,经约 6.5 ⼩时飞⾏,与天和核⼼舱和天⾈⼆号、天⾈三号组合体完成⾃主快速交会对接。3 位航天员先后进⼊天和核⼼舱,开启为期 6 个⽉的在轨驻留。
11 ⽉ 8 ⽇,经过约 6.5 ⼩时的出舱活动,神⾈⼗三号航天员乘组密切协同,圆满完成出舱活动期间全部既定任务,航天员翟志刚、航天员王亚平安全返回天和核⼼舱,标志着神⾈⼗三号航天员乘组第⼀次出舱活动取得圆满成功。
NO.3 中国⾸次实现淀粉的全⼈⼯合成
以⼆氧化碳为原料,不依赖植物光合作⽤,直接⼈⼯合成淀粉——看似科幻的⼀幕,在实验室⾥真实地发⽣了。
9⽉23⽇,中国科学院宣布重磅成果,该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。
在充⾜能量供给的条件下,按照⽬前的技术参数推算,理论上1⽴⽅⽶⼤⼩的⽣物反应器年产淀粉量相当于我国5亩⼟地⽟⽶种植的平均年产量。
如果未来⼆氧化碳⼈⼯合成淀粉的系统过程成本能够降低到与农业种植相⽐具有经济可⾏性,将会节约90%以上的耕地和淡⽔资源,避免农药、化肥等对环境的负⾯影响,推动形成可持续的⽣物基社会,提⾼⼈类粮⾷安全⽔平。
同时,最新研究成果实现在⽆细胞系统中⽤⼆氧化碳和电解产⽣的氢⽓合成淀粉的化学-⽣物法联合的
⼈⼯淀粉合成途径(ASAP),为推进“碳达峰”和“碳中和”⽬标实现的技术路线提供⼀种新思路。
NO.4 中国光存储时间提升⾄1⼩时
中国科学技术⼤学郭光灿团队李传锋、周宗权研究组将光存储时间提升⾄1⼩时,⼤幅刷新2013年德国团队所创造的光存储1分钟的世界纪录,向实现量⼦U盘迈出重要⼀步。光速⾼达每秒30万公⾥,“降低”光速乃⾄让光“停留”下来,是国际学术界⼀直不懈奋⽃的⽬标。
建党100年要知道光是现代信息传输的基本载体,光纤⽹络已遍布全球。光的存储在量⼦通信领域尤其重要,因为⽤光量⼦存储可以构建量⼦中继,从⽽克服传输损耗建⽴远程通信⽹。
⽽这⼀科研成果将光存储时间从分钟量级推进⾄⼩时量级,满⾜了量⼦U盘对光存储寿命指标的基本需求。接下来通过优化存储效率及信噪⽐,有望实现量⼦U盘,从⽽可以基于经典运输⼯具实现量⼦信息的传输,建⽴⼀种全新的量⼦信道。
NO.5 中国⾸个超导量⼦计算机原型机问世
中国科学技术⼤学潘建伟团队研究成果,其成功研制出了量⼦计算原型机“祖冲之号”,之所以命名为 “祖冲之号”,研究团队共同通讯作者、中国科学技术⼤学上海研究院教授朱晓波表⽰,这是为了纪念我国杰出的数学家祖冲之。祖冲之⾸次将圆周率精算到⼩数第七位,他提出的“祖率”对数学研究有重⼤贡献。
⾸个超导量⼦计算机原型机操纵的超导量⼦⽐特达到62个,并在此基础上实现了可编程的⼆维量⼦⾏⾛。在⼀些特定的问题上,量⼦计算机⼀分钟完成的任务,⽬前世界上最强⼤的超级计算机需要花费亿年时间才能完成。
超导量⼦计算具备较好的⼯艺可扩展性,因此也被⼴泛认为是最有可能率先实现通⽤量⼦计算的⽅案之⼀。在原理上,量⼦计算机具备超快的并⾏计算能⼒,未来有望通过特定算法,提供⾼于传统计算机指数级别的加速能⼒,并有望⽤于天⽓预报、材料设计、密码破译、⼤数据优化、药物分析等领域。
NO.6 中国地球模拟装置启⽤
地球模拟装置以地球系统观测数据为基础,利⽤描述地球系统的物理、化学和⽣命过程及其演化的规律,在超级计算机上进⾏⼤规模科学计算。科学家们由此得以重现地球的过去,模拟地球的现在、预测地球的未来。中国地球模拟装置的规模及综合技术⽔平位于世界前列。
此次新落成启⽤的地球模拟实验室整体性能与国际先进⽔平相当,是我国⾸个具有⾃主知识产权,以地球系统各圈层数值模拟软件为核⼼,软、硬件协同设计,规模及综合技术⽔平位于世界前列的专⽤地球系统数值模拟装置。其具备地球表层各圈层的模拟能⼒,能够更全⾯地考虑地球系统的各种过程。并且它还将为我国未来在⽓候与环境领域的谈判提供依据,提升我国的国际话语权。
NO.7 海⽃⼀号取得世界级成果
中国科学院沈阳⾃动化研究所研制的⼀款⽆⼈潜⽔器,打破了多顶⽆⼈潜⽔器的世界纪录,包括最⼤下潜深度达到了10908⽶,海底连续作业时间超过8⼩时,近海底航⾏距离超过了14公⾥,填补了中国万⽶作业型⽆⼈潜⽔器的空⽩。
海⽃⼀号”连续万⽶深潜与科考应⽤的成功,是我国海洋科技领域的⼀个重要⾥程碑,标志着我国⽆⼈潜⽔器技术与装备进⼊了全海深探测与作业应⽤的新阶段,标志着我国在全海深⽆⼈潜⽔器领域正在迈向国际领先⽔平,正在实现由“并跑”向“领跑”的转变。
NO.8 深海⼀号能源站正式投产
我国⾃主研发建造的全球⾸座10万吨级深⽔半潜式⽣产储油平台,这⼀最新海洋⼯程重⼤装备实现了3项世界级创新。
深海⼀号能源站运⽤了13项国内⾸创科技,被誉为迄今我国相关领域技术集⼤成之作,标志着我国⾸个⾃营超深⽔⼤⽓⽥实验全⾯投产,填补了我国全海洋⽆⼈⽆缆潜⽔器AUV技术与装备空⽩。
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