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2021年度“中國(guó)高等學(xué)校十大科技進(jìn)展”陸續(xù)公布（另附：2021年度中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展）

2022-04-24 15:31:47 作者：科獎(jiǎng)在線(xiàn) 來(lái)源：科獎(jiǎng)在線(xiàn) 分享至：

教育部2021年度“中國(guó)高等學(xué)校十大科技進(jìn)展”近日揭曉，多所高校公布入選名單：

1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)：天問(wèn)一號(hào)火星探測(cè)器形狀記憶智能展開(kāi)結(jié)構(gòu)技術(shù)

冷勁松院士團(tuán)隊(duì)自主設(shè)計(jì)并研制的中國(guó)國(guó)旗鎖緊展開(kāi)結(jié)構(gòu)，歷經(jīng)202天地火轉(zhuǎn)移軌道飛行和93天環(huán)繞探測(cè)，飛行4.75億公里后，于2021年5月15日在天問(wèn)一號(hào)著陸器上成功完成了中國(guó)國(guó)旗可控動(dòng)態(tài)展開(kāi)，為中國(guó)探測(cè)器在火星上打上“中國(guó)標(biāo)識(shí)”，使我國(guó)成為世界上首個(gè)將形狀記憶聚合物復(fù)合材料智能結(jié)構(gòu)應(yīng)用于深空探測(cè)工程中的國(guó)家。

“著巡合影”圖，紅框處為形狀記憶鎖緊展開(kāi)結(jié)構(gòu)可控展開(kāi)的國(guó)旗

中國(guó)國(guó)旗鎖緊展開(kāi)結(jié)構(gòu)釋放國(guó)旗展開(kāi)，左圖為鎖緊狀態(tài)，右圖為展開(kāi)狀態(tài)

　　未來(lái)，形狀記憶智能結(jié)構(gòu)技術(shù)有望應(yīng)用于空間站、探月工程、載人登月、深空探測(cè)等航天領(lǐng)域，在航空、機(jī)器人、智能制造、生物醫(yī)療及汽車(chē)等領(lǐng)域也具有廣泛的應(yīng)用前景。

2、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）：白堊紀(jì)松遼盆地國(guó)際大陸科學(xué)鉆探

白堊紀(jì)（距今約1億4500萬(wàn)年前至6600萬(wàn)年前）是地質(zhì)歷史中典型溫室氣候時(shí)期，研究白堊紀(jì)氣候—環(huán)境變化的規(guī)律、機(jī)制及其對(duì)生物圈的影響，可為科學(xué)預(yù)測(cè)未來(lái)全球變化提供參照。在科技部、國(guó)際大陸科學(xué)鉆探計(jì)劃和中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局等部門(mén)的資助下，王成善院士領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)十余年的科學(xué)研究與技術(shù)攻關(guān)，成功完成“白堊紀(jì)松遼盆地國(guó)際大陸科學(xué)鉆探”項(xiàng)目，在白堊紀(jì)陸地溫室氣候、環(huán)境演變等研究領(lǐng)域達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

白堊紀(jì)松遼盆地國(guó)際大陸科學(xué)鉆探獲取了國(guó)際上最連續(xù)、最完整，總長(zhǎng)度達(dá)8187米的白堊紀(jì)陸相地質(zhì)記錄，打破了國(guó)際大陸科學(xué)鉆探四項(xiàng)工程紀(jì)錄；建立了陸相白堊系高分辨率年代地層框架并成為陸相白堊系年代格架對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)；揭示了白堊紀(jì)恐龍時(shí)代陸地氣候演變規(guī)律，對(duì)認(rèn)識(shí)地球溫室氣候歷史和當(dāng)前全球氣候變化具有重要的科學(xué)價(jià)值。

從2006年至2021年，項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了“三井四孔、八千米取心、鉆穿松遼盆地、獲取連續(xù)陸相白堊系”的目標(biāo)。成果在國(guó)內(nèi)外產(chǎn)生重大影響，入選中國(guó)共產(chǎn)黨歷史展覽館、國(guó)家博物館、偉大的變革—慶祝改革開(kāi)放40周年大型展覽；被國(guó)際大陸科學(xué)鉆探計(jì)劃譽(yù)為“燈塔”工程，并被Nature和Science雜志長(zhǎng)篇幅報(bào)道。

王成善院士（中）在松科二井現(xiàn)場(chǎng)

3、福州大學(xué)：柔性高分辨X射線(xiàn)成像技術(shù)研究

醫(yī)學(xué)影像設(shè)備元器件與光刻機(jī)、芯片等被列為“卡住中國(guó)脖子的35項(xiàng)技術(shù)”之一。其中，X射線(xiàn)成像設(shè)備在醫(yī)學(xué)、安檢、國(guó)防等領(lǐng)域均有廣泛且重要的應(yīng)用。柔性X射線(xiàn)成像設(shè)備具有質(zhì)薄、柔軟、可彎曲和易攜帶等優(yōu)勢(shì)，具有更多的應(yīng)用場(chǎng)景和靈活性。然而，制造大面積、柔性的薄膜晶體管陣列、非晶硅光電轉(zhuǎn)換層以及閃爍體層仍存在巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)，柔性X射線(xiàn)成像設(shè)備的開(kāi)發(fā)還未取得突破。針對(duì)柔性X射線(xiàn)成像技術(shù)存在的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)難題，該研究開(kāi)發(fā)了長(zhǎng)壽命X射線(xiàn)發(fā)光的新型稀土納米晶閃爍體，實(shí)現(xiàn)了超過(guò)30天的X射線(xiàn)光子記憶。該研究還發(fā)現(xiàn)了高能量X射線(xiàn)光子與氟原子晶格的光電效應(yīng)現(xiàn)象，提出了Frenkel缺陷態(tài)發(fā)光的X射線(xiàn)能量轉(zhuǎn)換機(jī)制，發(fā)明了X射線(xiàn)發(fā)光擴(kuò)展成像（Xr-LEI）的新原理，成功地開(kāi)發(fā)了柔性高分辨X射線(xiàn)成像新技術(shù)和新儀器。該研究是繼福州大學(xué)楊黃浩團(tuán)隊(duì)在低劑量、高分辨X射線(xiàn)平板成像技術(shù)（Nature 2018, 561, 88）之后取得的又一項(xiàng)標(biāo)志性成果（Nature 2021, 590, 410），成功地突破了傳統(tǒng)X射線(xiàn)成像技術(shù)的固有限制，在國(guó)際上率先研發(fā)出柔性高分辨X射線(xiàn)成像技術(shù)，搶占柔性X射線(xiàn)成像產(chǎn)業(yè)的制高點(diǎn)，將有力地推進(jìn)高端X射線(xiàn)影像裝備的國(guó)產(chǎn)化。我國(guó)高端X射線(xiàn)影像設(shè)備及關(guān)鍵零部件依賴(lài)進(jìn)口的局面有望改觀。

柔性高分辨X射線(xiàn)成像技術(shù)

課題組

4、河南大學(xué)：光誘導(dǎo)的信號(hào)調(diào)控大豆共生結(jié)瘤機(jī)制

共生固氮是自然界生物可用氮的最大天然來(lái)源，影響著農(nóng)業(yè)和自然生態(tài)系統(tǒng)中的初級(jí)生產(chǎn)和碳匯，在綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展中占有重要地位。豆科植物進(jìn)化出根瘤來(lái)容納根瘤菌在其中進(jìn)行共生固氮，這是一個(gè)高耗能的過(guò)程，光被認(rèn)為是驅(qū)動(dòng)自然生態(tài)系統(tǒng)中共生固氮的主要因素。但光合產(chǎn)物和光信號(hào)如何調(diào)控豆科植物根瘤固氮的機(jī)制，一直是豆科植物共生固氮領(lǐng)域的未解之謎。王學(xué)路教授研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)光合產(chǎn)物和光信號(hào)在調(diào)控共生結(jié)瘤過(guò)程中的不同作用，揭示了CCaMK-STF-FT模塊整合地上光信號(hào)和地下共生固氮信號(hào)，調(diào)控根瘤形成的機(jī)制。研究結(jié)果2021年10月1日以Article形式在《Science》正式發(fā)表，提出了植物地上-地下協(xié)同發(fā)育的新機(jī)制，為設(shè)計(jì)在弱光條件下也可以共生固氮的新型植物提供了關(guān)鍵技術(shù)手段，為優(yōu)化農(nóng)業(yè)中碳-氮平衡提供了新思路。

王學(xué)路教授團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期從事植物遺傳學(xué)、植物激素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及其與逆境互作，調(diào)控植物生長(zhǎng)發(fā)育的機(jī)制研究。在我校省部共建作物逆境適應(yīng)與改良國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室組建了“生物固氮和豆科生物學(xué)”團(tuán)隊(duì)，以豆科作物為主要研究對(duì)象，研究菌植互作的遺傳、發(fā)育、分子和進(jìn)化機(jī)制，并開(kāi)展豆科作物品種分子設(shè)計(jì)改良。近期，該團(tuán)隊(duì)在大豆共生固氮領(lǐng)域取得了一系列研究成果。2020年12月21日，在Molecular Plant上發(fā)表研究論文，揭示大豆GSK3蛋白激酶磷酸化共生關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子NSP1，介導(dǎo)鹽脅迫抑制豆科植物-根瘤菌共生的分子機(jī)制。該研究加深了我們對(duì)鹽脅迫調(diào)控結(jié)瘤固氮的分子機(jī)制的了解，為改善大豆和其他豆類(lèi)在環(huán)境脅迫條件下的共生固氮能力提供了可供改造和利用的目標(biāo)基因。2021年1月15日，在Nature Plants上發(fā)表研究論文，揭示大豆與根瘤菌共進(jìn)化過(guò)程中，根瘤菌由裂隙侵染向根毛侵染方式轉(zhuǎn)化的遺傳、分子和進(jìn)化機(jī)制，這種侵染方式的轉(zhuǎn)變對(duì)于增強(qiáng)大豆共生固氮能力和提高大豆產(chǎn)量起到了重要作用。該研究不僅揭示了在大豆與根瘤菌互作過(guò)程中宿主與寄主匹配性的遺傳和分子機(jī)制，而且闡釋了根瘤菌與大豆共進(jìn)化過(guò)程中，根瘤菌由裂縫侵染演化成高效的根毛侵染過(guò)程的重大分子事件，也為大豆高效固氮的分子設(shè)計(jì)育種提供了重要理論依據(jù)和目標(biāo)基因。2022年2月17日，在New Phytologist發(fā)表研究成果，揭示了根瘤菌侵染觸發(fā)大豆共生根瘤細(xì)胞核內(nèi)復(fù)制的機(jī)制。該研究不僅為深入研究根瘤菌和共生固氮領(lǐng)域的諸多問(wèn)題提供了重要的啟示，而且也為研究核內(nèi)復(fù)制在植物發(fā)育過(guò)程中的作用提供了一個(gè)范式。

延伸閱讀：

2021年度中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展

2月28日，科技部高技術(shù)研究發(fā)展中心（基礎(chǔ)研究管理中心）發(fā)布2021年度中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展。火星探測(cè)任務(wù)天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器成功著陸火星、從二氧化碳到淀粉的人工合成等10項(xiàng)重大科學(xué)進(jìn)展，從30項(xiàng)候選進(jìn)展中脫穎而出。

根據(jù)得票高低，2021年度中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展分別為：

火星探測(cè)任務(wù)天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器成功著陸火星

中國(guó)空間站天和核心艙成功發(fā)射，神舟十二號(hào)、十三號(hào)載人飛船成功發(fā)射并與天和核心艙成功完成對(duì)接

從二氧化碳到淀粉的人工合成

嫦娥五號(hào)月球樣品揭示月球演化奧秘

揭示SARS-CoV-2逃逸抗病毒藥物機(jī)制

FAST捕獲世界最大快速射電暴樣本

實(shí)現(xiàn)高性能纖維鋰離子電池規(guī)模化制備

可編程二維62比特超導(dǎo)處理器“祖沖之號(hào)”的量子行走

自供電軟機(jī)器人成功挑戰(zhàn)馬里亞納海溝

揭示鳥(niǎo)類(lèi)遷徙路線(xiàn)成因和長(zhǎng)距離遷徙關(guān)鍵基因

1 火星探測(cè)任務(wù)天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器

成功著陸火星

2021年5月15日7時(shí)18分，天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器成功著陸于火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū)，我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)著陸火星取得成功。任務(wù)采用了“氣動(dòng)減速-傘降減速-動(dòng)力減速-著陸緩沖”四級(jí)串聯(lián)減速技術(shù)路線(xiàn)，建立了設(shè)計(jì)迭代改進(jìn)流程和多學(xué)科綜合優(yōu)化方法，提高了系統(tǒng)應(yīng)對(duì)故障工況和進(jìn)入條件極限拉偏下的安全著陸能力。

天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器著陸火星，是我國(guó)首次實(shí)現(xiàn)地外行星著陸，邁出了我國(guó)星際探測(cè)征程的重要一步，實(shí)現(xiàn)了從地月系到行星際的跨越，在火星上首次留下中國(guó)人的印跡，使我國(guó)成為第二個(gè)成功著陸火星的國(guó)家，是我國(guó)航天事業(yè)發(fā)展的又一具有里程碑意義的進(jìn)展。

天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器

2 中國(guó)空間站天和核心艙成功發(fā)射

神舟十二號(hào)、十三號(hào)載人飛船成功發(fā)射

并與天和核心艙成功完成對(duì)接

2021年4月29日，中國(guó)空間站天和核心艙在海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)射升空，準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)定軌道，任務(wù)取得成功。天和核心艙發(fā)射成功，標(biāo)志著我國(guó)空間站建造進(jìn)入全面實(shí)施階段，為后續(xù)任務(wù)展開(kāi)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

6月17日，神舟十二號(hào)載人飛船發(fā)射成功，并與天和核心艙成功完成對(duì)接，順利將聶海勝、劉伯明、湯洪波3位航天員送入太空，這是天和核心艙發(fā)射入軌后，首次與載人飛船進(jìn)行的交會(huì)對(duì)接。我國(guó)的載人航天飛船脫離試驗(yàn)階段，開(kāi)始實(shí)現(xiàn)太空往返常態(tài)化，我國(guó)正式進(jìn)入太空站時(shí)代。

10月16日，神州十三號(hào)載人飛船發(fā)射成功，并采用自主快速交會(huì)對(duì)接模式成功對(duì)接于天和核心艙徑向端口，順利將翟志剛、王亞平、葉光富3位航天員送入太空，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)載人飛船在太空的首次徑向交會(huì)對(duì)接。

中國(guó)空間站模擬圖

3 從二氧化碳到淀粉的人工合成

淀粉是糧食最主要的組分，也是重要的工業(yè)原料。中國(guó)科學(xué)院天津工業(yè)生物技術(shù)研究所馬延和等報(bào)道了由11步核心反應(yīng)組成的人工淀粉合成途徑（ASAP），該途徑偶聯(lián)化學(xué)催化與生物催化反應(yīng)，在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了從二氧化碳和氫氣到淀粉分子的人工全合成。

通過(guò)從頭設(shè)計(jì)二氧化碳到淀粉合成的非自然途徑，采用模塊化反應(yīng)適配與蛋白質(zhì)工程手段，解決了計(jì)算機(jī)途徑熱力學(xué)匹配、代謝流平衡以及副產(chǎn)物抑制等問(wèn)題，克服了人工途徑組裝與級(jí)聯(lián)反應(yīng)進(jìn)化等難題。在氫氣驅(qū)動(dòng)下ASAP將二氧化碳轉(zhuǎn)化為淀粉分子的速度為每分鐘每毫克催化劑22nmol碳單元，比玉米淀粉合成速度高8.5倍；ASAP淀粉合成的理論能量轉(zhuǎn)化效率為7%，是玉米等農(nóng)作物的3.5倍，并可實(shí)現(xiàn)直鏈和支鏈淀粉的可控合成。該成果不依賴(lài)植物光合作用，實(shí)現(xiàn)了二氧化碳到淀粉的人工全合成。

人工淀粉合成途徑

4 嫦娥五號(hào)月球樣品揭示月球演化奧秘

中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所李獻(xiàn)華、楊蔚、胡森、林楊挺和中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)李春來(lái)等利用過(guò)去十多年來(lái)建立的超高空間分辨率的定年和同位素分析技術(shù)，對(duì)嫦娥五號(hào)月球樣品玄武巖進(jìn)行了精確的年代學(xué)、巖石地球化學(xué)及巖漿水含量的研究。結(jié)果顯示，嫦娥五號(hào)玄武巖形成于20.30±0.04億年，確證月球的火山活動(dòng)可以持續(xù)到20億年前，比以往月球樣品限定的火山活動(dòng)延長(zhǎng)了約 8億年。

這一結(jié)果為撞擊坑定年提供了關(guān)鍵錨點(diǎn)，將大幅提高內(nèi)太陽(yáng)系星體表面撞擊坑定年的精度。研究還揭示嫦娥五號(hào)玄武巖的月幔源區(qū)并不富含放射性生熱元素和水，排除了放射性元素提供熱源，或富含水降低熔點(diǎn)兩種月幔熔融機(jī)制，對(duì)未來(lái)的月球探測(cè)和研究提出了新的方向。

嫦娥五號(hào)月壤樣品（玄武巖巖屑）的顯微圖像

5 揭示SARS-CoV-2逃逸抗病毒藥物機(jī)制

不斷出現(xiàn)的新冠病毒突變株對(duì)當(dāng)前已有的疫苗、中和抗體等抗病毒手段提出嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，亟需發(fā)展能有效應(yīng)對(duì)各型突變株的廣譜藥物。在生命周期中，病毒的一系列轉(zhuǎn)錄復(fù)制酶組裝成“轉(zhuǎn)錄復(fù)制復(fù)合體”超分子機(jī)器，負(fù)責(zé)病毒轉(zhuǎn)錄復(fù)制的全過(guò)程，且在各型突變株中高度保守，是開(kāi)發(fā)廣譜抗病毒藥物的核心靶點(diǎn)。

清華大學(xué)婁智勇、饒子和與上海科技大學(xué)高巖等發(fā)現(xiàn)并重構(gòu)了病毒“加帽中間態(tài)復(fù)合體”“mRNA加帽復(fù)合體”和“錯(cuò)配校正復(fù)合體”，并闡明其工作機(jī)制。揭示了新冠病毒轉(zhuǎn)錄復(fù)制機(jī)器的完整組成形式；發(fā)現(xiàn)病毒聚合酶的核苷轉(zhuǎn)移酶結(jié)構(gòu)域是催化mRNA“加帽”成熟的關(guān)鍵酶，明確了帽結(jié)構(gòu)的合成過(guò)程，為發(fā)展新型、安全的廣譜抗病毒藥物提供了全新靶點(diǎn)；發(fā)現(xiàn)病毒以“反式回溯”的方式對(duì)錯(cuò)配堿基和抗病毒藥物進(jìn)行“剔除”，闡明了瑞德西韋等藥物效果不良的分子機(jī)制，為優(yōu)化針對(duì)聚合酶的抗病毒藥物提供了關(guān)鍵科學(xué)依據(jù)。

新冠病毒“反式回溯”的復(fù)制矯正機(jī)制

6 FAST捕獲世界最大快速射電暴樣本

快速射電暴（FRB）是無(wú)線(xiàn)電波段宇宙最明亮的爆發(fā)現(xiàn)象。FRB 121102是人類(lèi)所知的第一個(gè)重復(fù)快速射電暴，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)李菂等使用“中國(guó)天眼”FAST成功捕捉到FRB 121102的極端活動(dòng)期，最劇烈時(shí)段達(dá)到每小時(shí)122次爆發(fā)，累計(jì)獲取了1652個(gè)高信噪比的爆發(fā)信號(hào)，構(gòu)成目前最大的FRB爆發(fā)事件集合。

研究發(fā)現(xiàn)FRB爆發(fā)率存在特征能量E0=4.8x1037 erg；探測(cè)到其能譜的雙峰結(jié)構(gòu)，即低能端接近正則對(duì)數(shù)，展現(xiàn)快速射電暴重復(fù)過(guò)程的隨機(jī)性；高能端接近洛倫茲函數(shù)，展現(xiàn)強(qiáng)輻射存在可能的相關(guān)過(guò)程。FAST樣本排除了FRB 121102爆發(fā)在一毫秒至一小時(shí)之間的周期性或準(zhǔn)周期性，嚴(yán)格限制了重復(fù)快速射電暴由單一致密天體起源的可能性。該研究首次展現(xiàn)了FRB的完整能譜，深入揭示了FRB的基礎(chǔ)物理機(jī)制。

FAST捕獲快速射電暴樣品示意圖

7 實(shí)現(xiàn)高性能纖維鋰離子電池規(guī)模化制備

如何通過(guò)設(shè)計(jì)新結(jié)構(gòu)（如創(chuàng)建纖維鋰離子電池）滿(mǎn)足電子產(chǎn)品高度集成化和柔性化發(fā)展要求，是鋰離子電池領(lǐng)域面臨的重大挑戰(zhàn)。

復(fù)旦大學(xué)彭慧勝、陳培寧等發(fā)現(xiàn)纖維鋰離子電池內(nèi)阻與長(zhǎng)度之間獨(dú)特的雙曲余切函數(shù)關(guān)系，即內(nèi)阻隨長(zhǎng)度增加并不增大，反而先下降后趨于穩(wěn)定。在此理論指導(dǎo)下構(gòu)建的纖維鋰離子電池具有優(yōu)異且穩(wěn)定的電化學(xué)性能，能量密度較過(guò)去提升了近2個(gè)數(shù)量級(jí)，彎折10萬(wàn)次后容量保持率超過(guò)80%；建立的世界上首條纖維鋰離子電池生產(chǎn)線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了其規(guī)模化連續(xù)制備；編織集成得到的纖維鋰離子電池系統(tǒng)，電化學(xué)性能與商業(yè)鋰離子電池相當(dāng)，而穩(wěn)定性和安全性更加優(yōu)異。

纖維聚合物鋰離子電池的集成組裝示意圖

8 可編程二維62比特超導(dǎo)處理器

“祖沖之號(hào)”的量子行走

量子行走是經(jīng)典隨機(jī)行走的量子力學(xué)模擬，是實(shí)現(xiàn)量子模擬、量子搜索算法乃至通用量子計(jì)算的工具。

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)朱曉波、潘建偉等通過(guò)研發(fā)兼容平面工藝的三維引線(xiàn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了量子比特結(jié)構(gòu)從一維向二維的拓展，設(shè)計(jì)并制作了一個(gè)由62個(gè)比特組成的8×8的二維結(jié)構(gòu)超導(dǎo)量子比特陣列，構(gòu)建了“祖沖之號(hào)”量子計(jì)算原型機(jī)，并通過(guò)該裝置演示高保真的單粒子和雙粒子連續(xù)時(shí)間量子行走。利用量子處理器的高可編程性，實(shí)現(xiàn)了量子比特激發(fā)粒子行走路徑的精確調(diào)控，在固態(tài)量子芯片實(shí)現(xiàn)了馬赫-曾德?tīng)柛缮鎯x。

該工作是世界范圍內(nèi)公開(kāi)發(fā)表的首個(gè)比特?cái)?shù)超過(guò)60的超導(dǎo)量子計(jì)算領(lǐng)域的成果，驗(yàn)證了對(duì)含噪聲中等規(guī)模量子比特系統(tǒng)的高精度量子調(diào)控能力，為研制祖沖之二號(hào)、實(shí)現(xiàn)“量子計(jì)算優(yōu)越性”奠定了基礎(chǔ)。

祖沖之號(hào)

9 自供電軟機(jī)器人成功挑戰(zhàn)馬里亞納海溝

深海機(jī)器人與裝備需要高強(qiáng)度金屬耐壓外殼或壓力補(bǔ)償系統(tǒng)來(lái)保護(hù)內(nèi)部機(jī)電系統(tǒng)。浙江大學(xué)李鐵風(fēng)等從深海獅子魚(yú)“頭部骨骼分散融合在軟組織中”這一生理特性提取仿生靈感，揭示了深海極端壓力條件下軟機(jī)器人功能器件破壞及驅(qū)動(dòng)失效的內(nèi)在機(jī)制；提出了硬質(zhì)器件分散融入軟基體實(shí)現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力調(diào)控的方法，以及適應(yīng)深海低溫、高壓環(huán)境的電驅(qū)動(dòng)人工肌肉融合制造方法；建立了萬(wàn)米深海軟機(jī)器人的系統(tǒng)構(gòu)造方法和驅(qū)動(dòng)理論。

所研制的自供電軟機(jī)器人成功挑戰(zhàn)馬里亞納海溝，實(shí)現(xiàn)了10900米海底深潛和驅(qū)動(dòng)，在南海海平面以下3224米實(shí)現(xiàn)深海航行。該研究大幅降低了深海機(jī)器人的重量及經(jīng)濟(jì)成本，推動(dòng)了軟體機(jī)器人在深海工程領(lǐng)域的應(yīng)用。

軟機(jī)器人在馬里亞納海溝萬(wàn)米深海驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)

10 揭示鳥(niǎo)類(lèi)遷徙路線(xiàn)成因

和長(zhǎng)距離遷徙關(guān)鍵基因

“遷徙生物如何發(fā)現(xiàn)其遷徙路線(xiàn)？”一直是社會(huì)和學(xué)術(shù)界廣泛關(guān)注的議題，也是《Science》雜志125個(gè)最具挑戰(zhàn)性科學(xué)問(wèn)題之一。

中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物所詹祥江等歷時(shí)12年，利用衛(wèi)星追蹤數(shù)據(jù)和基因組信息，建立了一套北極游隼遷徙研究系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)游隼主要使用5條路線(xiàn)穿越亞歐大陸，西部游隼表現(xiàn)為短距離遷徙，東部為長(zhǎng)距離遷徙。在末次冰盛期到全新世的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，冰川消退所導(dǎo)致的繁殖和越冬地變遷，可能是遷徙路線(xiàn)形成的主要?dú)v史原因。研究還發(fā)現(xiàn)遷徙距離更長(zhǎng)的游隼攜帶ADCY8優(yōu)勢(shì)等位基因，該基因與長(zhǎng)時(shí)記憶形成有關(guān)，表明長(zhǎng)時(shí)記憶可能是鳥(niǎo)類(lèi)長(zhǎng)距離遷徙的重要基礎(chǔ)。該研究結(jié)合遙感衛(wèi)星追蹤、基因組學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)等研究手段，通過(guò)多學(xué)科整合分析方法闡明了鳥(niǎo)類(lèi)遷徙路線(xiàn)變遷成因和遺傳基礎(chǔ)。