走近国之重器：聚焦“科学探索奖”获奖人创新成果

10月21至27日，由国家科技部等部门主办的以“创新驱动发展 迈向科技强国”为主题的国家“十三五”科技创新成就展在北京展览馆举办。本次展览聚焦“十三五”期间我国在基础前沿、战略高技术和民生科技等领域取得的一批重大成果，多位“科学探索奖”获奖人的创新成果在此次展览上亮相。

九章量子计算原型机

中国科学技术大学常务副校长、中国科学院量子信息与量子科技创新研究院院长、“科学探索奖”发起人潘建伟，中国科学技术大学教授、2019年“科学探索奖”前沿交叉领域获奖人陆朝阳等组成的研究团队与中科院上海微系统所、国家并行计算机工程技术研究中心合作，构建了76个光子的量子计算机原型机“九章”，实现了具有实用前景的“高斯玻色取样”任务的快速求解。这一成果牢固确立了我国在国际量子计算研究中第一方阵地位，为未来实现可解决具有重大实用价值问题的规模化量子模拟机奠定技术基础。

东亚人演化奥秘

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员、2019年“科学探索奖”天文和地学领域获奖人付巧妹带领团队首次针对中国南北方古人群展开时间跨度最大、规模性、系统性的古基因组研究，通过捕获分析中国北方山东、内蒙古及南方福建、毗邻亮岛和锁港等地11个遗址25个9,500-4,200年前的个体和1个300年前个体的基因组，揭示近万年来中国人群的遗传格局、迁徙历史与内部融合过程；其首获的中国南方大陆人群核基因组填补了相关区域空白，且为明确南岛语系人群的起源提供了关键遗传学证据。

该研究发现中国南北方人群至少在9500年前已分化，新石器时代以来不断发生双向迁徙，且历史时期以来古北方人群成分对南方地区影响大，形成现在中国人群的遗传结构；此外，明确现在广泛分布在台湾岛和太平洋岛屿的南岛语系人群，起源于中国南方沿海地区且至少追溯至8400年前；沿海地区是人群交流的重要通道。该研究成果填补了东方尤其是中国地区史前人类遗传与演化的重要信息缺环，为阐明东亚族群的形成过程及修正东亚南方人群演化模式做出重要科学贡献。

人体肺部磁共振成像仪

针对肺部影像检测方法的技术盲点，中国科学院精密测量科学与技术创新研究院副院长、2019年“科学探索奖”先进制造领域获奖人周欣带领团队历经十年科研攻关，成功研制出拥有自主知识产权的世界上增强倍数最高的人体肺部气体磁共振成像仪（MRI），成功“点亮”人体肺部盲区。

团队突破了肺部气体MRI信号低、不能实时成像、临床只能对质子（1H）成像等系列技术难题，创新研制了永磁极化系统核心部件，使气体磁共振信号增强8.6万倍，使我国首次实现了高分辨率肺部气体MRI从无到有的跨越；利用自适应欠采样、压缩感知、深度学习等技术，提升速率达5帧/秒，比国际医疗同类设备快1倍，达到世界上最快的高分辨人体肺部气体动态采样，成功实现自由呼吸下的实时成像；自主研发自动升降频多核射频装置实现了多元素成像，并能配备至目前临床MRI。

新一代单分子芯片和分子诊断技术

北京大学教授、2019年“科学探索奖”前沿交叉领域获奖人郭雪峰的课题组与中国科学院化学研究所以及来自加利福尼亚大学洛杉矶分校的课题组合作，在原位无标签单分子电检测平台上，利用精确的单分子检测直接观察到了Diels-Alder反应的精确时间轨迹和详细的反应途径。这项研究例证了一种独特的、前所未有的单分子电检测方法，可以全面分析Diels-Alder反应过程并阐明通过电荷转移络合物的协同途径和通过新的聚微离子中间体的逐步途径。这为理解许多在有机化学中难以破译的机制提供了无限的可能。电催化的Diels-Alder反应的出色表现显示出对协同和逐步路径以及反应热力学和动力学方面的的人工调节。这为化学反应的调节和生命科学演变奠定了基础。

亨廷顿病治疗药物研发

复旦大学教授、2020年“科学探索奖”生命科学领域获奖人鲁伯埙与多学科团队通力合作，致力于研发亨廷顿病治疗药物，开创性地提出基于自噬小体绑定化合物（ATTEC）的药物研发原创概念，并巧妙地通过基于化合物芯片和前沿光学方法的筛选，发现了特异性降低亨廷顿病致病蛋白的小分子化合物，有望为亨廷顿病的临床治疗带来新曙光。

解密衰老

中国科学院动物研究所研究员、2021年“科学探索奖”前沿交叉领域获奖人刘光慧等组成的研究团队，系统解析了灵长类动物重要器官衰老的标记物和调控靶标，揭示了老年个体易感新冠病毒的分子机制，在系统生物学水平阐明热量限制通过调节机体免疫炎症通路延缓衰老的新机制，通过基因编辑产生了国际首例遗传增强型干细胞和血管细胞，发现基于核心节律蛋白过表达的基因治疗可缓解增龄性小鼠骨关节变性并促进关节软骨再生。这些研究成果加深了人们对器官衰老机制的理解，为建立衰老及相关疾病的早期预警和科学应对策略奠定了重要基础。

代表性成果曾入选2020年度“中国科学十大进展”和2018、2020年度“中国生命科学十大进展”，并获得2020年度“中国科学院杰出科技成就奖”。

“科学探索奖”已经连续举办了三届，共资助了150位优秀的青年科学家。从集成电路到先进制造，从脑科学到生物育种，从深空深海到抗击疫情，“科学探索奖”获奖人肩负着时代赋予的重任，紧跟国家需求，坚持“四个面向”，自由探索、勇于开拓，为加快实现“高水平自立自强”的目标做出重要贡献。让我们为这些勇于在科学“无人区”探索的青年科学家们喝彩！

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