实现大满贯！ 中国科大两项成果入选2019年度中国科学十大进展！

2020年2月27日，科学技术部高技术研究发展中心（基础研究管理中心）发布了2019年度中国科学十大进展。中国科大“实现对引力诱导量子退相干模型的卫星检验”及“首次观测到三维量子霍尔效应”两项成果同时入选。

2019年度，在国家部委、媒体机构组织评选的四个“十大科技进展”权威榜单中，中国科大均有作为主要完成单位的成果入选，实现大满贯！值得一提的是，仅有中国科大（4项5次）与清华大学（4项4次）同时入选。

这四个榜单分别是：

• “中国十大科技进展新闻”【由中国科学院与中国工程院主办，两院院士投票评选】

• “中国科学十大进展”【由科技部高技术研究发展中心（基础研究管理中心）评选】

• “中国高等学校十大科技进展”【由教育部科技委组织评选】

• “2019年国内国际十大科技新闻”【由科技日报社主办，部分两院院士和媒体人士评选】

历年来，中国科大在以上四项“十大科技进展”评选中共有55项（次）入选，位居全国高校前列。

“中国科学十大进展”遴选活动由科学技术部高技术研究发展中心（基础研究管理中心）牵头举办，旨在宣传我国重大基础研究科学进展，激励广大科技工作者的科学热情和奉献精神，开展基础研究科学普及，促进公众理解、关心和支持基础研究，在全社会营造良好的科学氛围。自2010年以来，我校共10项成果入选该进展，位居全国高校前列。

2019年度中国科学十大进展

1

探测到月幔物质出露的初步证据

嫦娥四号着陆地点和抛射月幔物质的芬森坑

中国科学院国家天文台李春来团队利用嫦娥四号就位光谱探测数据，证明了月球背面南极一艾特肯盆地（SPA）存在以橄榄石和低钙辉石为主的深部物质，为解答长期困扰国内外学者的有关月幔物质组成的问题提供了直接证据，将为完善月球形成与演化模型提供支撑。

2

构架出面向人工通用智能的异构芯片

项目研制的天机异构芯片

清华大学施路平研究组与合作者提出了一种天机芯片架构，它能同时独立支持基于计算机科学的机器学习算法和神经科学主导的算法以及神经科学中的多种编码方案，提供了一个异构集成的协同计算平台。该项研究有望为更通用的硬件平台发展铺平道路并推动人工通用智能的发展。

值得一提的是，“天机芯”成果成为Nature封面研究，论文的第一作者为中国科大0809校友邓磊。邓磊(0809)，2008年考入中国科学技术大学精密仪器系学习，主要研究机器人和光电系统，博士阶段加入清华大学施路平团队。

3

提出基于DNA检测酶调控的自身免疫疾病治疗方案

cGAS结构及其3个关键乙酰化位点

军事医学研究院（国家生物医学分析中心）张学敏和李涛研究组与合作者发现，乙酰化修饰是控制cGAS活性的关键分子事件，并揭示了其背后的调控规律。上述研究不但揭示了机体抗病毒感染的关键调控机制，还发现了有效的cGAS抑制剂，为AGS（艾卡迪综合征）等自身免疫疾病提供了潜在治疗策略。

4

破解藻类水下光合作用的蛋白结构和功能

硅藻捕光天线复合体晶体结构

中国科学院植物研究所沈建仁、匡廷云研究组与清华大学生命科学学院隋森芳研究组、浙江大学医学院张兴研究组合作率先破解了硅藻、绿藻光合膜蛋白超分子结构和功能之谜，不仅对揭示自然界光合作用的光能高效转化机理具有重要意义，也为人工模拟光合作用、指导设计新型作物、打造智能化植物工厂提供了新思路和新策略。

5

基于材料基因工程研制出高温块体金属玻璃

基于材料基因工程研制的高温块体金属玻璃

中国科学院物理研究所柳延辉研究组与合作者基于材料基因工程理念开发了具有高效性、无损性、易推广等特点的高通量实验方法，设计了一种Ir-Ni-Ta-（B）合金体系，获得了高温块体金属玻璃，其玻璃转变温度高达1162K。

该研究开发的高通量实验方法具有很强的实用性，颠覆了金属玻璃领域60年来“炒菜式”的材料研发模式，证实了材料基因工程在新材料研发中的有效性和高效率，为解决金属玻璃新材料高效探索的难题开辟了新的途径，也为新型高温、高性能合金材料的设计提供了新的思路。

6

阐明铕离子对提升钙钛矿太阳能电池寿命的机理

铕离子对氧化还原梭工作机理

钙钛矿太阳能电池的结构（A）和实物（B）

钙钛矿太阳能电池是广受关注的新一代光伏技术，而其工作稳定性是目前产业化的主要障碍。北京大学工学院周欢萍研究组、化学与分子工程学院严纯华/孙聆东研究组及其合作者提出，通过在钙钛矿活性层中引入销离子对（Eu3+/Eu2+）作为“氧化还原梭”，可同时消除Pb0和I0缺陷，进而大幅提升器件使用寿命。该方法解决了铅卤钙钛矿太阳能电池中限制其稳定性的一个重要的本质性因素，可以推广至其他钙钛矿光电器件，对于其他面临类似问题的无机半导体器件也具有参考意义。

7

青藏高原发现丹尼索瓦人

夏河下颌骨化石

中国科学院青藏高原研究所陈发虎研究组、兰州大学张东菊研究组联合德国马普学会进化人类学研究所Jean-Jacques Hublin 研究组等合作者，报道了一个来自于中国甘肃省夏河县白石崖溶洞的丹尼索瓦人下颌骨，通过测年确定下颌骨至少有16万年的历史。该项研究表明，早在现代智人到来之前，丹尼索瓦人在中更新世晚期就已经生活在青藏高原高海拔地区，并成功地适应了高寒缺氧环境。

8

实现对引力诱导量子退相干模型的卫星检验

检测引力致纠缠退相干现象的实验示意图

量子力学和广义相对论是现代物理学的两大支柱。然而，任何试图将量子力学和广义相对论进行融合的理论工作都遇到极大困难。目前关于如何融合量子力学和引力理论的讨论，模型众多，但都普遍缺乏实验检验。

中国科学技术大学潘建伟及其同事彭承志、范靖云等与合作者，利用“墨子号”量子科学实验卫星，在国际上率先在太空中开展了引力诱导量子纠缠退相干的实验检验，对穿越地球引力场的量子纠缠光子退相干情况进行测试。根据“事件形式”理论模型预言，纠缠光子对在地球引力场中的传播，其关联性会概率性地损失；而依据现有的量子力学理论，所有纠缠光子对将保持纠缠特性。最终，卫星实验检验结果并不支持“事件形式”理论模型的预测，而与标准量子理论一致。

这是国际上首次利用量子卫星在地球引力场中对尝试融合量子力学与广义相对论的理论进行实验检验，将极大地推动相关物理学基础理论和实验研究。

9

揭示非洲猪瘟病毒结构及其组装机制

非洲猪瘟病毒衣壳蛋白结构及其组装

中国科学院生物物理研究所饶子和（中国科大732校友）/王祥喜团队和中国农业科学院哈尔滨兽医研究所步志高团队联合上海科技大学等单位，在上海科技大学冷冻电镜中心连续收集了高质量数据，采用一种优化的图像重构策略，解析了非洲猪瘟病毒衣壳的三维结构，其分辨率达到4.1埃。

该衣壳颗粒体型巨大且结构复杂，由17,280个蛋白亚基组成，其中包括1种主要（p72）和4种次级衣壳蛋白（M1249L、p17、p49和H240R），它们组装成五重对称体和三重对称体的复合结构。主要衣壳蛋白p72原子分辨率结构展示出非洲猪瘟病毒潜在的构象型抗原表位，与其他的核胞质大DNA病毒（(NCLDV）显著不同。次级衣壳蛋白在衣壳内表面形成了一个复杂的蛋白相互作用网络，通过调控相邻的病毒壳微体之间的作用力介导衣壳的组装并稳定了衣壳的结构。作为核心的组织者，100纳米长的M1249L蛋白沿着三重对称体的每个边缘桥接了两个相邻的五重对称体，与其他衣壳蛋白形成了延伸的分子间网络，驱动了衣壳框架的形成。这些结构细节揭示了衣壳稳定性和组装的分子基础，对非洲猪瘟疫苗的研发具有十分重要的理论指导意义。

10

首次观测到三维量子霍尔效应

三维量子霍尔效应

在二维电子体系中发现量子霍尔效应使得拓扑学在凝聚态物理学中发挥了核心作用。30多年前，Bertrand Halperin等人从理论上预言可能在三维电子气体系中产生量子霍尔效应，但迄今为止，还没有从实验上观测到“三维量子霍尔效应”。中国科学技术大学物理学系乔振华研究组、南方科技大学物理学系张立源研究组及新加坡科技设计大学杨声远等合作，在块体碲化锆（ZrTe5）晶体中首次实验实现了“三维量子霍尔效应”。

研究人员对碲化锆体单晶进行了磁场下的低温电子输运测量，在一个相对低的磁场下达到了极端量子极限状态（只有最低朗道能级被占据的）。在该状态下，研究人员观测到了一个接近于零的无耗散纵向电阻，并沿着磁场方向形成了一个正比于半个费米波长的很好的霍尔电阻平台，这些是三维霍尔效应出现的确凿标志。理论分析还表明，该效应源于在极端量子极限下电子关联增强产生的电荷密度波驱动的费米面失稳。通过进一步提高磁场强度，纵向电阻和霍尔电阻都极具增加，呈现出金属-绝缘体相变。该研究进展提供了三维量子霍尔效应的实验证据，并提供了一个进一步探索三维电子体系中奇异量子相及其相变的很有前景的平台。

来源： 中国科大官方微信中国科学院院刊  锐动源

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