点赞！我校多项成果入选2021年国内国际十大科技新闻

12月26日，由科技日报社主办、部分两院院士和媒体人士共同评选出的2021年国内、国际十大科技新闻揭晓。我校主导的研究成果“‘祖冲之号’‘九章二号’量子计算原型机研制成功”和“凯勒几何两大核心猜想被证明”入选国内十大科技新闻；我校作为共同通讯作者参与的研究成果“‘拉索’发现迄今最高能量光子”入选国内十大科技新闻。“我国首次火星探测任务天问一号着陆火星”同时入选2021年国内和国际十大科技新闻，其环绕器的科学载荷之一火星磁强计由我校独立研制。

“祖冲之号”“九章二号”量子计算原型机研制成功

5月8日，中国科大团队制造的“祖冲之号”，打破了量子计算机最大量子比特数的世界纪录。它以一个62比特的超导量子计算原型机，实现了可编程的二维量子行走。10月，它又升级到了“祖冲之二号”，可以操纵66个比特。

10月，中国科大、中科院上海微系统与信息技术所等构建了113个光子的“九章二号”，处理“高斯玻色取样”速度比目前最快的超级计算机快1024倍，进一步提供了量子计算加速的实验证据。这也标志着我国成为目前唯一同时在两种物理体系都实现“量子优越性”的国家。

实现用光量子作为计算载体，要攻克诸多难关，包括制造高品质光子源、实现高精度锁相和规模化干涉等等。比如说，光子源每次只放出1个光子，且每个光子一模一样，这是巨大挑战。同时，锁相的精度相当于100公里距离的传输误差不能超过一根头发直径。高品质的光量子比特和逻辑器件，维持不了100毫秒，就要抓住这一瞬间让量子计算机完成任务。相关技术要达到操纵光的极致。

近年来，中国在量子科技领域取得了诸多世界第一。中国科学家正在进一步提高量子计算机的稳定性和纠错能力，让量子计算机在物理和化学仿真、分子模拟构建、人工智能等方面大显身手。

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凯勒几何两大核心猜想被证明

11月初，媒体报道，《美国数学会杂志》发表了中国科学技术大学几何物理中心创始主任陈秀雄教授与合作者程经睿在偏微分方程和复几何领域取得的“里程碑式结果”。

他们解出了一个四阶完全非线性椭圆方程，成功证明了“强制性猜想”和“测地稳定性猜想”这两个国际数学界60多年悬而未决的核心猜想，解决了若干有关凯勒流形上常标量曲率度量和卡拉比极值度量的著名问题。

凯勒流形上常标量曲率度量的存在性，是过去60多年来几何中的核心问题之一。关于其存在性，有三个著名猜想——稳定性猜想、强制性猜想和测地稳定性猜想。经过近20年众多著名数学家的工作，强制性猜想和测地稳定性猜想中的必要性已变得完全清晰，但其充分性的证明在陈-程的工作之前被认为遥不可及。

求出一类四阶完全非线性椭圆方程的解，就能证明常标量曲率度量的存在性。陈-程的工作恰恰就是在K—能量强制性或测地稳定性的假设下，证明了这类方程解的存在。这类方程的研究极为困难，此前，对此类方程几乎没有合适的处理工具。陈-程最重要的突破是给出了这类方程的先验估计以及成功实现了陈秀雄提出的新的连续参数的策略。

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“拉索”发现迄今最高能量光子

我校参与的高海拔宇宙线观测站（LHAASO）实验在银河系中发现了12个能把宇宙线加速到1千万亿电子伏特（10^15 eV, PeV）以上的加速源，从而为宇宙线起源这一问题的解决带来了突破性的进展。物理学院近代物理系与核探测与核电子学国家重点实验室李澄团队在LHAASO实验中负责WCDA和KM2A阵列缪子探测器核心部件——大尺寸光敏探头的研制，安琪团队负责WCDA阵列的大尺寸光敏探头读出电子学系统的设计、制造和安装，天文学系杨睿智教授参与了数据分析工作，主持了多波段数据的收集和对观测数据的理论解释工作。

“这是人类迄今观测到的最高能量光子，突破了人类对银河系粒子加速的传统认知，开启了超高能伽马天文学的时代。”中科院高能所研究员、“拉索”首席科学家曹臻说。

此前，银河系内的宇宙线加速源存在能量极限是个“常识”，过去预言的极限就在1PeV附近，导致伽马射线能谱在0.1PeV以上有“截断”现象。“拉索”的发现完全突破了这个“极限”，确定了银河系广泛存在的天然高能加速器，可以把宇宙线加速超过PeV，甚至于10PeV以上。

7月9日，《科学》报道“拉索”精确测量了高能天文学标准烛光的亮度。科学家们确认，这个标准烛光就是由宋朝记录的“天关客星”经千年演化形成的著名天体——蟹状星云。“拉索”测量了标准烛光在2400倍的能量范围内的亮度，尤其是在能量最高的超高能伽马波段测定了新标准。

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值得一提的是，“我国首次火星探测任务天问一号着陆火星”同时入选2021年国内和国际十大科技新闻，我校作为我国深空探测历史上首个承担单机级科学载荷研制任务的高校，其独立研制的火星磁强计是天问一号探测器中环绕器的7个科学载荷之一，其主要科学探测任务包括全面准确地测量火星空间边界层，探测火星南部局地岩层的有效剩磁及火星感应磁层，研究近火空间处的行星际磁场，同时还会结合其他载荷仪器对火星大气中的粒子逃逸等问题开展研究。

天问一号探测器成功登陆火星

乌托邦平原，科幻中经常出现的大本营、太空船的建造基地以及超级太空舰队驻守的基地。

今年5月15日，中国天问一号探测器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，中国成为第二个成功着陆火星的国家。

天问一号探测器成功着陆火星。这是由祝融号火星车拍摄的“着巡合影”图。新华社发，国家航天局供图

美国《华尔街日报》刊登标题为《成功登陆火星，中国的加冕时刻》的报道，文章称：“中方向世界发出信号，已在星际探索能力上赶上美国，并可取代其太空领导地位。”英国《自然》杂志评论称：中国的一次火星计划，就做到了美国几十年才完成的三件事：进入火星轨道、在火星表面着陆以及运行火星车。西班牙《国家报》网站报道称，作为由中国自主进行的火星探测任务，天问一号探测器获得的成功是引人注目的。英国《金融时报》网站报道指出，中国的太空计划近年来加速发展，在几十年的追赶后逐渐向美国靠拢。

天问一号探测器着陆火星首批科学影像图，已于6月11日公布，这标志着中国首次火星探测任务取得圆满成功。

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信息来源：科技日报

本期编辑：朱子月