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╋：Science公布的125个科学前沿问题 | 爱因斯坦还要影响1000年 | 宇宙大爆炸科技跟踪
★╋：Science公布的125个科学前沿问题 | 爱因斯坦还要影响1000年 | 宇宙大爆炸
2025-04-23：实时神经定位系统。科学家早就发现，我们大脑里有种叫‘位置细胞’的定位器，能帮动物认路。可是，手部动作是否也有类似的“实时定位系统”，这个问题困扰了科学界很多年。研究团队通过在四只猕猴的大脑前运动皮层中植入微电极阵列，记录了它们在自然抓取物品时的神经活动，并通过多个摄像头记录猕猴手部的运动轨迹，最终破译出猕猴大脑指挥手部动作的“密码”。研究发现，当猕猴伸手抓东西时，其大脑前运动皮层约1/5的神经元活动会在手伸到特定位置时显著增强。这些神经元能够实时、高效地“反映”运动中手的位置，仅50个最活跃的神经元就能精准还原手部移动路线，准确度高达80%。新型神经定位系统的工作方式与海马体中用于导航的位置细胞，有异曲同工之妙。相关研究成果发表于《自然·通讯》杂志。
2025-04-12：全球最大“人造太阳”磁体系统“生命线”最大尺寸部件交付。由中国科学院合肥物质院等离子体物理研究所研制的最后一套校正场线圈内馈线部件在合肥竣工并交付起运ITER现场。由等离子体所100%自主制造及测试，也是国内承接的工程复杂程度最高的采购包，共计31套，总重约1600吨。项目团队自承接ITER磁体馈线系统采购包任务以来，至今已经完成了85%的馈线系统采购包任务，相继攻克了68千安高温超导电流引线、低温超导接头、低温绝缘材料等“卡脖子”技术，累计交付馈线系统大部件上百套，总重超1400吨，关键部件国产化率从31%提升至100%，彰显了中国聚变工程实力，实现了从技术追赶到国际引领的跨越。ITER，被誉为全球最大“人造太阳”，由中国与欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国七方共同实施。该项目旨在模拟太阳发光发热的核聚变过程，探索受控核聚变技术商业化可行性。
2025-03-31：AI眼镜爆发，芯片方案涌现。当前AI眼镜的方案主要是三类，首先是单颗SoC的方案，例如高通AR1 Gen1、紫光展锐W517等，系统级SoC集成度高性能强，但功耗和成本也相对较高。第二类是MCU级SoC+ISP方案，需外接ISP芯片用于影像功能，例如恒玄 2800 + 研极微 ISP 芯片，第三类是SoC+MCU方案，既满足高性能计算又管理电源，降低功耗。例如此前传闻小米AI智能眼镜采用高通AR1+恒玄2700的方案。当前，AI眼镜的出货还未正式爆发，芯片方案也有待进一步成熟。目前一些ISP技术厂商正在积极切入AI眼镜这一赛道，例如星宸、富瀚微、研极微等。
2025-03-21：确定月球最古老、最大的撞击遗迹—南极-艾特肯盆地（SPA盆地）形成于42.5亿年前，为太阳系早期大型撞击历史提供了初始锚点，对理解月球乃至太阳系早期演化具有重大科学意义，成果刊登在学术期刊《国家科学评论》。直径约为2500公里的巨型撞击坑SPA盆地，是月球最为古老的撞击疤痕，记录了月球幼年时期遭受的巨大“创伤”。SPA盆地的形成时间不仅是月球演化历史的关键节点和撞击历史的起始锚点，还可作为校准太阳系撞击史的黄金参照，为火星、水星等行星撞击坑建立统一年龄标尺，是太阳系留给人类珍贵的“宇宙时钟”。因此，精确限定SPA盆地形成时间，是国际深空探测领域长期以来的首要科学目标之一，但同时也是月球科学研究领域中的最大悬案之一。
2025-03-20：中国科学技术大学潘建伟、彭承志、廖胜凯等：实现星地量子密钥分发新突破。在国际上首次实现量子微纳卫星与小型化、可移动地面站之间的实时星地量子密钥分发，在单次卫星通过期间实现了多达1百万比特的安全密钥共享。在此基础上，联合团队和南非斯坦陵布什（Stellenbosch）大学科研团队合作，在中国和南非之间相隔12900多公里的距离上建立了量子密钥，完成对图像数据“一次一密”加密和传输。该工作为实用化卫星量子通信组网铺平了道路。相关研究成果于2025年3月20日在线发表在国际学术期刊《自然》杂志上。为实现远距离乃至全球化的量子保密通信，需要克服光纤存在的固有损耗以及难以覆盖全球的问题。利用卫星平台进行自由空间量子密钥分发，能够有效克服这些限制，实现全球范围的量子保密通信。中国科大牵头研制的“墨子号”量子科学实验卫星在国际上首次实现了星地量子密钥分发，并与地面光纤量子保密通信骨干网“京沪干线”构成首个天地一体化广域量子保密通信网络，充分验证了基于卫星实现全球化量子通信的可行性。由于“墨子号”量子卫星无法直接覆盖全球且成本较高，发射多颗低成本量子微纳卫星并实现组网运行，已成为构建高效率、实用化、全球化量子通信网络的迫切需求。《自然》杂志审稿人称赞该成果是“技术上令人钦佩的成就（a technically impressive achievement）”，代表了“基于可信节点量子星座提供广域卫星量子密钥分发服务的长足进步（represents considerable progress towards trusted-node constellations for wide-spread satellite QKD services）”，并“展示了卫星量子密钥分发技术的成熟，代表了实现量子和经典通信卫星星座的里程碑（shows the maturity of the satellite QKD technology and it represents a milestone for the realization of a satellite-constellation for quantum and classical communication）”。《自然》杂志还以“向长距离安全量子通信的现实飞跃（A practical leap towards secure quantum communication over long distances）”为题配发研究简报（Research Briefing）进行报道，《自然》播客（Nature Podcast）、著名科学杂志英国《新科学家》（New Scientist）等也对该工作进行了专题报道。
2025-03-04：今日（4日），复旦中山医院宣布，神经内科汪昕教授、丁晶教授与复旦大学加福民团队合作，利用微创脑脊接口技术，全球首次实现了完全截瘫患者恢复站立行走。2年前，34岁的林先生从近4米高的楼梯上摔落，脊髓严重损伤并导致截瘫。由于神经纤维不可再生，脊髓损伤治疗一直是医学领域的“世纪难题”。脑脊接口，通俗而言就是在大脑中植入芯片，采集患者大脑的运动指令。这些信号经过解码后会转换为电信号刺激，绕过受损的脊髓区域，直接指导和激活下方的肢体活动。手术在1月8日进行。复旦中山医院神经内科、神经外科、康复科等多学科团队组建了联合攻关小组，为林先生制订了一套“全球首创方案”。这种一次性的微创手术，让团队仅耗时2小时，就在林先生的大脑和脊髓硬膜外分别完成电极植入。大脑的电极采集运动信号和刺激，脊髓硬膜外的电极则用于重建“神经旁路”。术后仅1天，林先生的右腿就可以缓慢弯曲，并能将脚背“绷直”——肢体远端的踝关节活动正常，证明了脑脊接口神经通路重建方案初步成功。第3天，他实现了双下肢运动；第8天能在站立架的辅助下站立抬腿训练；第14天，林先生的右腿已经能抬高跨越移动的障碍物；第15天，他在悬吊下独立使用站立架，行走超过了5米。“我终于再次体会到走路的感觉。”到了第49天，林先生已经实现了在悬吊下独立使用助步器行走。和林先生一样“幸运”的，还有此次研究的第二、第三位患者。河北赵先生因脊髓外伤，瘫痪了22个月，但今年2月5日手术完成，开启机器后1小时内，他就能通过脑控抬腿，并在术后两周实现辅助下行走。山东温先生的手术则在2月25日进行，术前完全不能活动双腿的他，在截至目前1周多观察期内，下肢功能也在日渐恢复。而就在昨日（3日）晚上8点，第4位瘫痪者的治疗，已在复旦大学附属华山医院成功实施。脑脊接口则属于“精准神经调控”。在这一领域，全球的领军人物莫过于瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的Grégoire Courtine教授。过去20多年间，Grégoire Courtine教授团队通过硬膜外刺激、脑机/脑脊接口等不同技术路线，让不少脊髓受损患者恢复了一定的行动功能，相关成果6次登上顶刊《自然》。
2025-02-26：港媒：中国研制出全球首台以航空煤油驱动的斜爆震发动机，飞行速度可达16马赫。“随着对速度需求的增长，研究人员已开发出世界上第一台使用标准航空煤油的发动机，飞行速度为16马赫，相当于时速20000公里。”有望重新定义航空以及航天旅行的极限。报道称，这项已发表在学术期刊《实验流体力学》上的研究表明，该发动机的燃烧速率比传统的超音速燃烧冲压发动机快1000倍，且能在6马赫至16马赫之间的范围内运行，而这是传统吸气式发动机难以达到。工程师们发现，通过在燃烧室壁上巧妙地放置一个5毫米凸块，可以诱导出自我维持的“爆震”，这是一种由超高速冲击波驱动的爆炸，在微秒级时间内即可完成燃烧。中科院研究团队通过在点火前将燃料-空气混合物预压缩至3800开尔文（约合3527摄氏度），引入一个小凸块以产生局部“热点”来触发链式反应，并使用翼形支柱加速燃料分散。
2025-02-26：“极低温 超高压 强磁场 超快光场”合体！我国物质科学研究再添“利器”。综合极端条件实验装置包括位于北京怀柔科学城的物性表征平台、量子调控平台、超快动力学表征平台，和位于吉林大学校内的高温高压大体积材料研究平台，以及相关技术支撑平台等。装置于2017年分别在北京怀柔科学城和吉林大学开工建设。2023年全面转入试运行状态，向国内外用户开放使用。2025年2月26日，“十二五”国家重大科技基础设施——综合极端条件实验装置通过国家验收，这标志着我国建成了国际先进的，同时具备“极低温、超高压、强磁场、超快光场”等极端条件综合实验能力的用户装置。
2025-02-18：薛其坤院士团队高温超导研究成果：发现常压下镍氧化物的高温超导电性，使镍基材料成为继铜基、铁基之后，第三类在常压下突破40开尔文（K）“麦克米兰极限”的高温超导材料体系。发表在《自然》杂志上。
2025-02-16：日本押注下一代超薄太阳能电池。日本计划投资15亿美元开发下一代超薄、轻便且可弯曲的钙钛矿太阳能电池。钙钛矿太阳能电池是由化学组件（包括发电晶体结构）构成的层状结构，总厚度仅为一毫米，能够吸收大量光线。中国生产了全球85%的太阳能电池和79%的多晶硅（太阳能电池的主要材料）。相比之下，钙钛矿电池的主要成分是碘，日本国内即可稳定采购，智利和日本是全球最大的碘供应国。分析人士称，这有助于减少对单一国家过度依赖所带来的关键供应链和能源基础设施风险。“在太阳能领域，这是挑战中国市场主导地位的最后机会。”
2025-02-13：今天（2月13日），国际顶级期刊《自然》刊登复旦大学科研团队新发现：让废旧电池“重生”。一个商用的磷酸铁锂电池，按照以往来说，在使用2000次之后，就会容量衰减、报废。有了这项技术，可以使它在使用12000次之后，还能够保持一个接近于初始电池的“健康”状态。
2025-02-04：中国“人造太阳”发展过程。1968年，苏联公开了托卡马克（Tokamak）装置的实验数据。他们成功地将等离子体固定在一个环形腔体内，这就好比把太阳的中心部分“装”进了一个稳定的容器里！这一成果如同一剂强心针，瞬间将学界和工业界对核聚变研究的悲观情绪一扫而空。从20世纪70年代开始，全球范围内掀起了一股核聚变研发的“托卡马克”热潮。1991年，中科院等离子体所抓住了一个难得的机会，与俄罗斯库尔恰托夫研究所达成合作协议，引进了俄罗斯研制的T-7中型超导托卡马克装置。在中俄专家的共同努力下，经过深度改造，1994年，中国第一个超导托卡马克装置HT-7正式建成。这一次，HT-7的性能有了质的飞跃，被国际学界公认为“毫无疑义地处于第三世界的领先地位，将接近国际聚变研究的前沿”。换句话说，中国终于有了一个能让国际同行“看得上眼”的装置。2003年，中国以“平等伙伴”身份加入了ITER计划谈判，并在2006年11月正式签署了ITER计划协议书。所谓“平等伙伴”，是指分担一部分资金，享受全部的项目权益。加入ITER后，中方不仅能够共享这一巨型托卡马克装置获得的各种研究成果，还能学习受控核聚变的科学现象及其控制手段，以及巨型科学装置的项目管理规范等软科学成果。更重要的是，ITER为中方分配的设备采购包，有力地带动了相关工业领域的产品、材料、工艺和标准的进步。2006年，中科院等离子所在合肥建设的“先进实验超导托卡马克实验装置”（EAST）正式投入使用。EAST作为世界上性能最好的托卡马克装置之一，承担起了为ITER进行先期验证实验的重任。与上一代平台HT-7相比，EAST的综合性能有了大幅提升，从“进入国际主流水平”跃进到了“国际先进水平前列”。2009年，西南物理研究院提出的中国环流器二号M（HL-2M）装置，不仅承担了ITER等未来巨型反应堆的预研验证工作，更重要的用意在于消化ITER项目中得到的成果。通过走通一个同类大科学装置从设计到建造调试的完整过程，带动国内相关产业的发展。2020年12月4日，HL-2M装置在成都双流的西物院基地成功放电，标志着中国可控核聚变技术已经迈开双腿，稳稳站在了聚变技术的最前沿。╋2025-01-22：中国的人造太阳有重大突破，首次完成 1 亿摄氏度 1000 秒「高质量燃烧」。今天，中国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）在安徽合肥创造新世界纪录，首次完成1亿摄氏度1000秒“高质量燃烧”，标志我国聚变能源研究实现从基础科学向工程实践的重大跨越，对人类加快实现聚变发电具有重要意义。EAST形如“巨罐”，汇聚“超高温”“超低温”“超高真空”“超强磁场”“超大电流”等尖端技术于一体，近百万个零部件协同工作，拥有专利近2000项。十余年来，EAST历经15万多次实验，最终实现“亿度千秒”的长脉冲高约束模等离子体运行，攀上新的科学高峰。
2025-01-29：新研究确认一颗位于宜居带上的“超级地球”。这颗新发现的行星被命名为HD 20794 d，质量是地球的6倍，距离地球约20光年，围绕一颗类似太阳的恒星运行。它的轨道位于该星系的宜居带内，这意味着它与恒星的距离合适，其表面能维持液态水存在。尽管这颗行星位于相关星系的宜居带，但现在判断它是否能孕育生命还为时过早。与大多数行星不同，HD 20794 d的轨道不是圆形的，而是椭圆形的。这使得它与恒星的距离会有较大变化，即在一个运行周期内会从宜居带的外缘移动到内缘。不过，研究人员认为，HD 20794 d将为未来探测太阳系外生命迹象的太空项目提供宝贵的测试案例。研究报告已发表在新一期国际期刊《天文和天体物理学》杂志上。
2025-01-16：中国科学院精密测量科学与技术创新研究院：成功突破磁共振单一氢核成像技术。能够直接看到患者脑部、心脏里面钠和磷的代谢。磁共振成像是一种先进的医学影像技术，具有分辨率高、对比度好、无辐射损伤等优点，被广泛应用于临床医学诊断。近日，中国科学院科研团队经过持续攻关，成功突破“多核”磁共振成像技术。它不仅能检测常规磁共振能看到的氢，还可以检测到磷、钠、氙等多种原子核，突破了传统磁共振单一成像维度，为疾病诊治提供了全新的手段和视角。通过多核磁共振成像技术获得的医学影像，不同的颜色代表不同的人体元素，清晰地反映了氢、钠等元素在脑部分布聚集的状况。超高场动物磁共振成像仪作为开展临床前生命科学研究的必备科学仪器，显得尤为重要。它是新药研发、脑科学与类脑研究等重大生命科学研究任务必不可少的高端装备。然而长期以来，该设备完全依靠进口。如今，我国科研人员经过产学研融合联合攻关，成功研制出我国首台9.4T（特斯拉）超高场动物磁共振成像设备，并实现量产。小白鼠脑部血管的磁共振三维成像，空间分辨率可达百微米级，可以清晰地看到小白鼠脑部精细的血管结构。如果把医院里1.5T（特斯拉）和3T（特斯拉）的磁共振比作相机，那超高场的动物成像仪就像单反相机，分辨率更高，因为其磁场强度可达9.4T（特斯拉），灵敏度比3T（特斯拉）设备至少高3倍以上。实现了我国9.4T（特斯拉）超高场动物磁共振成像从“0”到“1”的突破，打破国际长期垄断，该设备已经在位于武汉的生产基地实现量产。在磁共振波谱与成像全国重点实验室，科研人员正在展开新一轮的技术攻关，研发更高场5T的人体超高场多核磁共振装备。
2025-01-12：大国重器 启航2025
2025-01-07：中国科学家通过“天宫”空间站首次制造出工业级铌合金。用激光照射悬浮在真空室中的合金颗粒，观察记录颗粒在冷却过程中发生的细微变化。利用在太空得出的实验数据，地球上的中国科学家现已首次成功制造出符合工业应用严格要求的铌合金。由铌合金制成的涡扇发动机叶片能够承受超过1700摄氏度的高温，这种材料比目前常用的镍或钛合金更轻，且在高温下的抗压强度是它们的三倍。因此，用这种材料制成的发动机能够达到现有技术无法实现的速度和运行效率。然而，铌合金存在两大主要缺陷，阻碍了其大规模生产：其高强度晶体的生长非常缓慢，需要近1600摄氏度下长达100小时才能完成，而且由此得到的样品在室温下极脆，无法满足发动机制造工厂的要求。不过，这些难题现在都已经被中国科学院院士、西北工业大学物理科学与技术学院教授魏炳波领导的团队解决。该团队采用了一种新的快速冷却方法，实现了高质量铌硅晶体近9厘米/秒的生产速度。？？。此外，通过添加微量的铪，使合金的室温强度提高了三倍多，满足了发动机装配线的要求。铌是一种稀有金属，中国目前是铌的最大消费国，主要用于制造高性能钢材。中国自身的铌储量仅占世界总量的不到1%，而同为金砖国家的巴西生产了世界上近90%的铌，这个南美国家也是中国主要的矿石供应国之一。
2025-01-02：国内首辆分布式电驱动飞行汽车“东大·鲲鹏1号”发布。这个陆空一体飞行汽车以汽车为主要载体，而不是当下以无人机为主技术路线，它可以在地面行驶与飞行移动间随意切换。“东大·鲲鹏1号”整机尺寸为2.1×1.2×1.5m，最大起飞重量500kg，飞行续航时间≥20min，最大飞行高度≥300m；地面运动模式基于四轮毂分布式电驱动系统，前后双阿克曼转向，电液复合制动，最高时速60km/h。团队还开发了增程式航空电推进系统，相比于现有纯电池驱动系统，具有大功率、长续航、高可靠等特点，飞行续航时间有望突破2小时，将在下一代陆空一体飞行汽车上应用。
2024-12-29：中国为何重新捡起航天飞机这条路线？中国首型航天飞机“昊龙”总师解答。“昊龙”货运航天飞机方案，作为中国空间站低成本货物运输系统总体方案征集活动的胜出方案之一，目前已获得工程飞行验证阶段合同。“昊龙”货运航天飞机总设计师 房元鹏：“昊龙”货运航空飞机是专门为空间站的上下行需求，定制设计研发的一款航天飞机。“昊龙”货运航天飞机由中国航空工业集团成都飞机设计研究所自主设计研制，采用大翼展、高升阻比的气动布局。在整体设计方案中，独创采用的机翼整体折叠技术是一大亮点。在运输和发射段是属于折叠状态，进入轨道后第一时间展开，一直持续到飞行器落地。与只具备上行能力的天舟系列货运飞船相比，“昊龙”货运航天飞机具备下行能力，空天往返。经过第二轮择优，“昊龙”货运航天飞机方案和中国科学院微小卫星创新研究院的轻舟货运飞船方案胜出。“昊龙”货运航天飞机总设计师 房元鹏：当时流泪了，第一个是我们的努力没有白费。第二个，我们终于可以参与到国家载人航天工程，这样一个重大的科技创新项目。我相信在“昊龙”实现首次货运任务以后，它会打开全新的天地。
2024-12-29：潘禺：谷歌量子计算芯片给了国内产业界紧迫感。12月10日，谷歌重磅推出量子计算芯片“Willow”，在公关宣传攻势下，马斯克送上了“Wow”，奥特曼也发来了贺电。Willow是一款拥有105个物理量子比特的量子芯片，亮点在于其惊人的计算速度和错误校正能力。据报道，Willow能在不到5分钟的时间内完成一个标准计算任务，而这个任务如果交给全球最快的超级计算机，可能需要超过10^25年（注意，自大爆炸以来只过去了大约10^10年），这个数字甚至超过了宇宙的年龄。Willow的另一个成就是其指数级减少错误率的能力。随着量子比特数量的增加，错误率通常会指数增长，但Willow通过先进的量子纠错技术，实现了错误率的指数级降低。每当晶格从3x3增加到5x5，再到7x7时，编码错误率就会以2.14的倍率降低。这种对逻辑错误的潜在抑制为运行有纠错的大规模量子算法奠定了基础。为了防范错误，可以将信息分散到多个比特上，每个0重写为000，每个1重写为111。俄罗斯物理学家阿列克谢·基塔耶夫首次提出了一个有希望的理论方法，称为量子纠错的表面码。谷歌的成果也激励了中国国内的同行。中关村量子科技孵化器总经理、量子产业平台“光子盒”创始人顾成建告诉心智观察所：过去一两年国内外都在“卷”量子比特数，如果不解决纠错平衡点问题，比特数越多理论上运算结果错误越多。谷歌这次首次突破量子纠错阈值，Willow能够以指数级减少错误！这解决了量子纠错领域近30年来一直追求的一个关键挑战。这层窗户纸的捅破，为大家对量子计算的研发进程大大提升了信心，未来的想象空间很大很乐观，虽然其展示的随机电路采样（RCS）基准计算问题仍然不是一个有实际意义的问题，但未来在密码破解和物理世界模拟表征上，如医药、新材料研发，乐观估计可能三五年内就会有实际应用出来，已经不远了。如果和经典计算机产业史比较，谷歌这次突破，可以类比1947年人类晶体管的发明，取代真空管的历史性时刻，未来的3-5年内，我们将不断见证量子计算的爆炸性时刻。
2024-12-24：稀释制冷机。以目前量子计算最主流的超导量子计算机为例，为了让超导量子计算机可以稳定运行，需要将温度稳定在20mK（-273.13°C）以下，非常接近于-273.15的绝对零度，需要使用稀释制冷机来达到这个温度。稀释制冷机是超导量子计算机的核心装备，一台超导量子计算机所需的稀释制冷机，其价格一般在几百万至一千万人民币之间。全球稀释制冷机市场超过九成的份额都被两家外国公司瓜分，分别是位于芬兰的布鲁福斯（Bluefors）和位于英国的牛津仪器（Oxford Instruments）。稀释制冷机的制冷功率大小，直接影响到了量子计算机能够支持的最大量子比特数量，成了制约量子计算进一步发展的瓶颈。2021年11月，美国政府将合肥微尺度物质科学国家研究中心、科大国盾量子、上海国盾量子三家量子计算相关企业列入实体清单，限制关键设施对中国的出口。2021年和2022年，中国分别进口了60台和53台稀释制冷机，但到了2023年，进口加国产仅成交了15台，到2024年已经彻底无法再进口。2021年，中科院物理研究所攻克了无液氦稀释制冷机热交换器制作等多项核心技术，自主研发了无液氦的稀释制冷机原型机，实现了10.9mK，即相当于-273.1391摄氏度的长时间稳定连续运行，达到了国际主流产品的水平。此后又经过了一年多时间的工艺优化和固化，中科院物理所进一步提升了技术性能，研制出的新一代工程样机不仅能够长时间连续稳定运行，最低温度也降至7.6mK（-273.1424度），同时制冷功率达到了450μW@100mK，即在100mK（-273.05度）的温度下，制冷机能提供450微瓦（μW）的制冷功率，与国外主流的中型商业稀释制冷机相当。2023年，国盾量子在自主研发和中科大专利许可支持下，研发出国产稀释制冷机“ez-Q Fridge”，并向多家科研单位交付了搭载该制冷机的量子计算机，该型号制冷机专门针对超导量子计算的需求进行设计，能为量子芯片提供低至10mK（-273.14度）级别的极低温低噪声环境，制冷功率达到450uW@100mK，并经过多月的测试，证明了其长时间连续稳定运行的能力，成为国内首款可商用可量产的超导量子计算机用稀释制冷机。而在今年的6月份，本源量子在合肥下线了国产稀释制冷机SL1000，制冷功率可以达到1000uW@100mK，已经十分接近国际上的先进水平。
2024-12-11：全球最大漂浮式风电平台“明阳天成号”正式投运。“明阳天成号”由明阳集团自主研制，为全球首次在一个浮式基础上搭载两台8.3兆瓦海上风机，总装机容量达到16.6兆瓦，是目前全球最大的漂浮式风电平台，平台排水总量约1.5万吨，投运于离岸约70公里、水深约45米的明阳阳江青洲四海上风电场，预计每年可提供约5400万度绿色电力，能满足3万户三口之家一年的日常用电需求。有别于传统风机结构，“明阳天成号”两台风机并排而立、两个风轮朝反向旋转，这样的设计使得叶轮中间区域的风速提升，空气动能转化的电能也随之增加，比同等扫风面积的单个大风轮风机的发电量提升4.29%。同时，该设计也给调试带来了全新的挑战。海上机位安装完成后，在没有外部电源支持的情况下，“明阳天成号”通过联合首创的“黑启动”技术——利用自身的能源和控制系统完成风机启动并运行，从而实现空转调试。此外，“明阳天成号”还进行了小功率机组孤岛模式的测试工作，验证了该风电平台在脱离电网的情况下独立运行的自主生存能力和稳定性。
2024-12-06：镓、锗、锑、超硬材料、石墨等最新出口管制。12月3日，中国商务部发布公告，宣布严控对美出口镓、锗、锑、超硬材料、石墨等相关两用物项。这是中国首次复制美西方此前惯用的“治外法权”，将出口管制延伸至中国境内外的公司，将中国产品或含有中国零部件的产品纳入制裁范围。
2024-11-27：“截至2024年11月，中国天眼（FAST）发现脉冲星数量已达到1040颗！”脉冲星是宇宙中极为独特的一类天体，它们可以高速旋转，核心密度高于已知原子核的密度，引力强大到足以弯折表面光线，表面磁场强度达到人造最强磁场的百万倍，还可以扭曲周围时空。极端物理现象的宝贵实验室。
2024-11-26：台积电高雄2nm新厂设备装机，苹果、AMD预计为首批客户。11月26日，台积电高雄2纳米新厂举行设备装机典礼，比预期早逾半年。该厂预计2025年实现量产，苹果、AMD等海外大厂将是首批客户。台积电在台布局2nm芯片方面，新竹宝山、高雄新厂两路并进，且早在今年二季度，位于中国台湾新竹科学园区的宝山2nm晶圆芯片厂已开始设备装机，7月份开始后试产，同样预计2025年量产。台积电2nm月产能将从今年的1万片试产规模，增加到明年的5万片左右。到了2026年，苹果iPhone 18内建的A20芯片会采用2纳米制程量产，届时月产能将达8万片。3纳米产能则同步扩增至14万片，其中美国亚历桑纳厂将有2万片产能。相比还算主流的3nm工艺，2nm性能提升最高15%、或功耗降低30%。
2024-11-20：江门中微子实验探测器主体建设完成。
2024-11-13：“祝融号”数据研究发现：火星35亿年前可能存在过海洋。科学家推测，在火星历史早期，火星北半球可能短暂存在过一个海洋。推测，火星在历史早期可能拥有一个“更厚、更温暖”的大气层。科学家对火星古代海洋有很多猜测，但只有将火星样本带回地球，才有可能探明火星环境演化的真相，因为科学家可以在地球上用更多仪器进行详细的分析。今年9月，中国国家航天局宣布，我国天问三号火星采样返回的实施时间将由2030年前后提前至2028年前后。天问三号任务计划使用两枚长征五号运载火箭，分两次发射天问三号的轨道器、返回器组合体和着陆器、上升器组合体，实现火星样品返回地球。
2024-11-02：中国空间站科学实验镜像平台建成运行。镜像平台主要有三大功能。首先，神舟和天舟飞船携带的科学载荷上行前，都需要在这里进行上天前最终确认测试，航天员也能够在此进行科学实验的操作训练；其次，空间站上进行的科学实验方案也可以提前在这里验证，如果万一在轨出现故障，也能够在这里进行故障排查定位，并验证解决措施；再者，可以支持天地比对实验，空间站上的科学实验可以与镜像平台的地面实验进行天地比对分析研究。中国科学院空间应用中心研究员 钟红恩：天地比对实验实际上是天上做实验，然后地面上同步在开展实验。这样在同样的条件下只是微重力不一样，我们去进行比对，看看实验效果有什么差别，就看两种不同重力因素，对于实验的影响到底是什么样子。
2024-10-30：神舟十九号要执行哪些任务？其中一项备受全世界关注。模仿月壤成份制砖，进行太空暴露实验。月球：白天180度，夜晚-190度。
2024-10-26：世界最深！深埋地下2400米，中国这个实验室有何玄机？
2024-10-25：美国无负极固态电池小批量生产，15分钟快充，能量密度301Whkg。
2024-10-25：施一公：我国生物医药产业原始创新能力不足。施一公以心血管疾病、癌症治疗、神经退行性疾病三种重大疾病为案例，讲述目前生物医药领域的前沿发现与挑战，“我国每年509万人死于心血管疾病，每年300万人死于癌症，阿尔兹海默症的患病人数近1000万且每3.2秒钟便产生一个新的患者。我国生物医药产业取得长足进步，但原始创新能力依然不足。在2017年至2020年，在中国上市的37个1类新型药中仅有3个产品具备原创新作用机制，全球在研的401个靶点，中国本地仅覆盖了80个。在前十大热门靶点的在研产品数量统计中，中国的比例高达47%，存在同质化的研究现象。”
2024-10-15：“超重-星舰”成功执行第五次综合飞行试验，首次实现一级回收。首次尝试超重助推级“筷子”捕获回收取得成功，星舰飞船级海上溅落达到预期的十米级精度，试验目标均已达成，此次任务标志着超重-星舰向完全、快速可重复使用迈出坚实的一步。B12/S30组合体全长121米，超重B12高71米，星舰S30高50米，推进剂质量4600吨，B12干重275吨，S30干重120吨。采用二代猛禽发动机（猛禽V2）。此次试飞后，预计第六次综合飞行试验（IFT-6）最早将于2024年12月进行，第七次综合飞行试验（IFT-7）很可能会在2025年进行。如果一切顺利，预计2025年SpaceX将进行在轨船对船的推进剂转移演示，以验证星舰的在轨推进剂加注能力。星舰将按照计划率先应用于SpaceX的二代星链卫星星座的部署任务中，并应用于其他商业卫星的发射。在此基础上，作为NASA阿尔忒弥斯计划的一部分，有望在2026年将宇航员送上月球。随着超重-星舰可重复使用技术的成熟，在“火箭货运”项目下，或将为军方提供全球点对点运输投送能力。正如马斯克多次强调的，时间是最重要的成本。
2024-10-15：五大科学主题和17个优先发展方向包括：主题1“极端宇宙”。主要是探索宇宙的起源与演化，揭示极端宇宙条件下的物理规律。该主题下的优先发展方向包括：暗物质与极端宇宙、宇宙起源与演化、宇宙重子物质探测。主题2“时空涟漪”。主要是探测中低频引力波、原初引力波，揭示引力与时空本质。优先发展方向是空间引力波探测。主题3“日地全景”。主要是探索地球、太阳和日球层，揭示日地复杂系统、太阳与太阳系整体联系的物理过程与规律。优先发展方向包括：地球循环系统、地月综合观测、空间天气探测、太阳立体探测、外日球层探测。主题4“宜居行星”。主要是探索太阳系天体和系外行星的宜居性，开展地外生命探寻。其优先发展方向包括：可持续发展、太阳系考古、行星圈层刻画、地外生命探寻、系外行星探测。主题5“太空格物”。主要是揭示太空条件下的物质运动和生命活动规律，深化对量子力学与广义相对论等基础物理的认知。该主题下的优先发展方向包括：微重力科学、量子力学与广义相对论、空间生命科学。
2024-10-09：2024年诺贝尔化学奖。美国科学家David Baker获奖，以表彰其在计算蛋白质设计方面的贡献；另一半则共同授予英国科学家Demis Hassabis 和美国科学家John M. Jumper，以表彰其在蛋白质结构预测方面的贡献。David Baker成功地完成了一项几乎不可能完成的壮举——制造出了全新种类的蛋白质。Demis Hassabis和John Jumper则开发了一个人工智能模型来解决一个50年的难题——预测蛋白质的复杂结构。这些发现蕴藏着巨大的潜力。╋为什么诺贝尔化学奖又被人工智能学者拿了：阿尔法折叠，蛋白质结构预测易手。AlphaFold系列对蛋白质结构与功能的预测，有望对人类在生命演化中的研究产生颠覆性影响。蛋白质是由20种不同的氨基酸按特定序列连接形成的多聚体，要发挥生物学的功能，蛋白质通常会折叠成某一个特定的形状。早在1970年，其折叠的机理就被诺贝尔奖得主克里斯蒂安·安芬森以假说的形式提出，即在环境条件适宜时，蛋白质折叠后的稳定三维结构完全由组成它的氨基酸序列确定。这些折叠后的蛋白质就像我们平时开门用的钥匙和锁，有各自的功能表达。有的蛋白质能帮助维持新陈代谢，有的能提供能量，有的可以修复组织，有些能控制身体的体液平衡。通过深度学习模型来预测蛋白质更高结构的信息。在与已知蛋白质高阶结构进行比较后，反复迭代多次地调整深度学习模型的参数，最后获得最优的预测模型，输出蛋白质的空间位置和每组氨基酸的角度信息，从而实现对蛋白质空间结构的预测。使得大多数蛋白质结构的预测变得简单快捷，仅留少量仍需通过实验来探索。
一级结构：即氨基酸序列的组合；二级结构，即蛋白质分子中某一段肽链的局部空间结构；三级结构，即在二级结构基础上多段进一步折叠盘绕后形成的特定空间结构；四级结构，即蛋白质-蛋白质复合形成的结构，是更为复杂的生物大分子。
2024-10-09：诺奖出意外！它凭啥能占物理奖的名额？10月8日，2024年诺贝尔物理学奖颁发给美国普林斯顿大学教授约翰·霍普菲尔德（John J. Hopfield）和加拿大多伦多大学教授杰弗里·欣顿（Geoffrey E. Hinton），以表彰他们“基于人工神经网络实现机器学习的基础性发现和发明”。对于今年诺贝尔物理学奖颁发给“机器学习领域的专家”，接受《中国科学报》采访的多位专家均表示，是“意料之外，情理之中”。国家纳米科学中心研究员高兴发：人工智能已经影响到我们生活的方方面面，在科研上也提供了很多新工具，所以虽然意外，但合情合理。比如，传统上我们通过做物理实验、理论推导、计算机模拟进行科学研究，现在机器学习开启了新的科研范式——只要有足够多的数据，就可以搭建一个神经网络，然后通过训练神经网络找到数据之间隐藏的规律。这种科研范式在研究中的应用已有很多，尤其是当我们研究复杂体系时，做实验成本很高、理论推导又太复杂，如果数据充足，就可以训练一个机器学习模型帮助进行预测。上海交通大学物理与天文学院教授李亮：神经网络、深度学习绝对是重量级的研究成果，我只是奇怪它为什么要归于物理学奖。仔细想想，深度学习其实是一种算法，本质上是数学领域的问题。诺贝尔奖没有设立数学奖项，而物理学奖和它最接近。从理论层面看，神经网络对物理理论研究也有一定作用，最简单的用处就是解方程。很多非常复杂、“漂亮”的方程，只有少数函数能求出解析解来，但多数解不出来，所以我们需要借助超级计算机进行数值求解。而神经网络为我们提供了新的可能性，原则上它能模拟任意函数的形状，在此基础上求解各种各样的函数。这已应用于高能物理领域，并且近年来应用越发广泛。从两位获奖者的背景看，欣顿是2018年图灵奖获得者，曾获实验心理学学士学位、人工智能博士学位，看似和物理学都不沾边，但为他日后研究神经网络打下了基础。而且，他并不是一直埋头学术，而是做过很多年工程师，开发了神经网络里非常重要的反向传播算法。另一位获奖者是霍普菲尔德，曾获美国康奈尔大学物理学博士学位，在美国贝尔实验室工作期间萌发了对分子生物学的兴趣。
2024-09-21：嫦娥六号月背样品首露真容！颜色略浅，有很多白色物质。
2024-09-17：吴梓豪：工信部指导目录中的光刻机到底是怎么一回事? ╋2024-09-15：中国光刻机来了！国产DUV里程碑。可能是中国电子科技集团（中电科）的产品，这方面中国最强的是上海微电子。╋2024-09-14：工信部推广国产氟化氩光刻机：分辨率≤65nm。工信部发布了《首台（套）重大技术装备推广应用指导目录（2024年版）》。氟化氩光刻机，光源193纳米，分辨率≤65nm，套刻≤8nm。★上海微电子装备集团。
2024-09-10：我国首批碳纤维重载铁路货车即将下线。传统铁路货车材质以钢材和铝合金为主，这次下线的铁路货车首次使用以碳纤维为主的新材料构成，具有自重降低、载重增加、容积增大等特性。
2024-09-07：嫦娥五号月壤样品证明1.2亿年前月球存在火山活动。中国科学院地质与地球物理研究所李秋立研究员团队从约3克嫦娥五号月壤中挑选出约3000颗玻璃珠，通过扫描电镜、电子探针、离子探针等方法从中筛选出3颗火山玻璃珠，进一步通过铀-铅同位素体系测量进行精准定年，发现这3颗火山玻璃珠形成于距今1.2（±0.15）亿年前。
2024-09-06：美欧下个目标盯上中国电池，却找不到替代品。2024年上半年，以动力电池龙头宁德时代（CATL）为代表的中国动力电池制造商，共占据了全球电动汽车动力电池市场三分之二的份额。2024年上半年，蜂巢能源电池装车量为5579MWh，同比增速超一倍以上，中创新航、国轩高科、宁德时代和比亚迪的装车量均较去年同期增长20%以上。2023年，中国锂电池出口总额达650亿美元，与2019年相比，上涨400%。这些电池中有近三分之二出口到欧洲和北美。其余的主要销往东亚，通常在那里组装成产品后，最终销往欧洲或北美。数据显示，美国在2023 年从中国进口了总价值约131亿美元的锂电池，占总进口额的70%。今年5月，白宫决定把对中国锂电池的关税从7.5%提高至25%。此前的美国《通胀削减法案》还规定，购买电动汽车的美国消费者最高可获得7500美元的补贴。但前提是，从2024年开始，符合减免条件的新能源车不能含有“受关注外国实体”（FEOC）制造或组装的电池组件。从2025年起，车辆不能含有“由这些实体提取、加工或回收的关键矿产”。“电池对潜艇和无人机至关重要。”近年来，锂离子电池被广泛用于单兵作战系统、潜艇、无人机、空天飞行器等军事装备。在锂电池领域中，三元锂和磷酸铁锂的技术相互交锋了十几年。长期以来，韩国主攻的三元锂技术依托着更高的能量密度，一直是电池产业的主流。然而，近年来在中国企业的主导下，磷酸铁锂电池的经济性、高安全和长循环等优势愈发明显，显现出强劲的反扑势头。╋2024-09-06：固态电池如此受到各方追捧，是有部分从业者认为经过多年的开发“磷酸铁锂+石墨体系”已来到了天花板。目前，包括宁德时代、中创新航、亿纬锂能、欣旺达、国轩高科、蜂巢能源、清陶能源比克电池在内的多家国内电池厂商都已公布各自固态电池产品相关规划。全固态电池的技术路线主要包括聚合物、氧化物、硫化物三大类。“我们在全固态电池上，已经投入了7-8年的时间进行研究。研发全固态电池的关键，在于对材料和化学体系的研究，其中最难的就是‘固-固界面’问题。”曾毓群认为，如果用数字1到9表示固态电池的技术和制造成熟度，当前行业最高水平只到了4左右，只是做出了一些器件样品，进行一些实验验证。这些器件的使用，有很多边界条件，如要在6000个大气压下，才实现较高的低温性能等。这意味着这些器件还无法投入市场应用。全固态电池量产的临界点应该在2027-2028年。“2020年、2021年实际上就是磷酸铁锂发展的至暗时刻。”据中创新航高级副总裁首席技术官潘芳芳介绍，彼时三元锂大规模量产，三元能量密度更高，有更适合快充，最核心的安全也得到有效解决。但随后几年，针对磷酸铁锂创新层出不穷，曾经被认为不能实现的性能先后成为现实。目前，国内动力电池市场中磷酸铁锂占有率仍超80%。潘芳芳称，未来磷酸铁锂的降本，磷酸锰铁锂就是方向，负极还会有创新，从整个设计、材料、电池，成本实际上还是有下降的空间。曾经业界觉得钠电池可替代锂电池，因为钠稳定性更高、生产成本也可做到更低，“但随着锂电产业链价格的不断下探，目前锂电池的生产成本也就是钠电池的一半左右”，随着新技术的出现，锂电池的稳定性也在提高。这便挤压了钠电池的生长空间，固态电池也面临这一问题。
★2024-09-04：硫化物全固态电池高容量正极材料研究取得新突破。中国科学院青岛生物能源与过程研究所武建飞研究员带领的先进储能材料与技术研究组，研发出用于全固态锂硫电池的新型硫化锂正极材料，能量密度超过600瓦时每千克。与目前已商业化的锂离子电池相比，其能量密度高出1倍有余，且成本更低。相关研究成果发表于国际学术期刊《Small》。研究团队利用铜离子、碘离子共掺杂策略，来提高硫化锂正极的导电性及反应活性。测试结果表明，同常规硫化锂正极相比，双掺杂硫化锂正极的锂离子扩散系数提高了5个数量级，电子电导率提高了2个数量级，从本征上解决了硫化锂正极的绝缘性问题。这一策略显著提高了电池的容量、倍率及循环性能。研究表明，在室温条件下，这种改性的硫化锂正极在低倍率下放电容量是原始材料的6.65倍。即使在高倍率下充放电，电池的容量也能保持得很好，显示出了优异的循环稳定性。武建飞介绍，该硫化锂正极材料显示出每克1165.23毫安时的高比容量，接近理论值每克1167毫安时。在常温下循环6200次后，其容量仍可保持84.4%。搭配商业化的硅碳负极组装全电池后，常温下循环400次放电，电池的比容量仍保持初始容量的97%以上。╋★2024-08-06：中国全固态锂电池里程碑式突破！续航翻倍寿命超长增10-20倍。
2024-09-04：我国科学家在超高纯石墨领域取得重大突破，产品纯度达99.99995%以上！超高纯石墨指含碳量达99.99%以上的石墨，具有自润滑性好、导电性好、耐腐蚀耐高温、化学稳定性优良等特点。中国五矿集团拥有全球较大的鹤岗云山石墨矿，已建成年产20万吨石墨选厂和深加工产业链。在超高纯石墨产品的应用上，五矿石墨科研团队正在加快研发高端负极材料、核级石墨，以及半导体用石墨等碳基材料产品。