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。

　　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。

　　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，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，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成功。

　　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，在实验室里线日，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。

　　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。

　　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。

　　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。

　　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，提升我国的国际线 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。

　　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。

　　“深海一号”大气田投产后，深水天然气将通过海底管线接入全国天然气管网，年供气量 30 亿立方米。