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成功發(fā)射世界首顆量子科學實驗衛(wèi)星

“墨子號”8月16日1時40分，長征二號丁運載火箭成功將世界首顆量子科學實驗衛(wèi)星“墨子號”發(fā)射升空。這將使我國在世界上首次實現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信，構建天地一體化的量子保密通信與科學實驗體系。首席科學家潘建偉院士率領團隊完成自主研發(fā)的量子衛(wèi)星突破了一系列關鍵技術，包括高精度跟瞄、星地偏振態(tài)保持與基矢校正、星載量子糾纏源等。工程由中科院國家空間科學中心、中國科學技術大學、中科院上海微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院、中科院上海技術物理研究所、對地觀測與數(shù)字地球科學中心等單位聯(lián)合完成。量子衛(wèi)星的成功發(fā)射和在軌運行，將有助于我國在量子通信技術實用化整體水平上保持和擴大國際領先地位，實現(xiàn)國家信息安全和信息技術水平跨越式提升，對于推動我國空間科學衛(wèi)星系列可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。

全球單口徑射電望遠鏡在貴州落成啟用

有著超級“天眼”之稱的500米口徑球面射電望遠鏡，9月25日在貴州省平塘縣的喀斯特洼坑中落成，開始接收來自宇宙深處的電磁波，這標志著我國在科學前沿實現(xiàn)了重大原創(chuàng)突破。該工程由我國天文學家于1994年提出構想，從預研到建成歷時22年，是具有我國自主知識產權、世界單口徑、最靈敏的射電望遠鏡。眾多獨門絕技讓其成為世界射電望遠鏡中的佼佼者，這也將為世界天文學的新發(fā)現(xiàn)提供重要機遇。作為國家重大科技基礎設施，“天眼”工程由主動反射面系統(tǒng)、饋源支撐系統(tǒng)、測量與控制系統(tǒng)、接收機與終端及觀測基地等幾大部分構成。主動反射面是由上萬根鋼索和4450個反射單元組成的球冠型索膜結構，其外形像一口巨大的鍋，接收面積相當于30個標準足球場。

長征五號首飛成功

11月3日20時43分，我國推力新一代運載火箭長征五號首次發(fā)射成功，標志著我國運載能力已進入國際先進行列，中國正由航天大國邁向航天強國。長征五號代表了我國運載火箭科技創(chuàng)新的最高水平，填補了大推力無毒無污染液體火箭發(fā)動機的空白，實現(xiàn)了異型發(fā)動機起飛技術的重大突破。它也是實現(xiàn)未來探月工程三期、載人空間站、首次火星探測任務等國家重大科技專項和重大工程的重要基礎和前提保障。2017年嫦娥五號落月采樣返回、2018年發(fā)射空間站核心艙、2020年發(fā)射火星探測器等任務都將依靠長征五號來實現(xiàn)。此次長征五號運載火箭搭載的是由遠征二號上面級和實踐十七號衛(wèi)星組成的載荷組合體。這是長征系列運載火箭的第238次發(fā)射。

“神十一”返回艙成功著陸兩名航天員安全回家

11月18日13時59分，神舟十一號飛船返回艙在內蒙古中部預定區(qū)域成功著陸，執(zhí)行飛行任務的航天員景海鵬、陳冬身體狀況良好，天宮二號與神舟十一號載人飛行任務取得圓滿成功。神舟十一號飛船于10月17日7時30分發(fā)射升空，隨后與天宮二號對接形成組合體，兩名航天員進駐天宮二號，進行了為期30天的駐留。在執(zhí)飛期間，完成了一系列空間科學實驗和技術試驗。這是我國組織實施的第6次載人航天飛行，也是改進型神舟載人飛船和改進型長征二號F運載火箭組成的載人天地往返運輸系統(tǒng)第二次應用性飛行。天宮二號與神舟十一號載人飛行任務圓滿成功，標志著我國載人航天工程實驗室階段任務取得具有決定性意義的重要成果，為后續(xù)空間站建造運營奠定了更加堅實的基礎。

領銜繪制全新人類腦圖譜

中國科學院自動化研究所腦網(wǎng)絡組研究中心蔣田仔團隊聯(lián)合國內外其他團隊成功繪制出全新的人類腦圖譜，即腦網(wǎng)絡組圖譜，在國際學術期刊《大腦皮層》上在線發(fā)表。研究團隊突破了100多年來傳統(tǒng)腦圖譜繪制的瓶頸，提出“利用腦結構和功能連接信息”繪制腦網(wǎng)絡組圖譜的全新思路和方法。圖譜包括246個精細腦區(qū)亞區(qū)，比傳統(tǒng)的Brodmann圖譜精細4到5倍，具有客觀精準的邊界定位，次建立了宏觀尺度上的活體全腦連接圖譜。腦網(wǎng)絡組圖譜為理解人腦結構和功能開辟了新途徑，并對未來類腦智能系統(tǒng)的設計提供了重要啟示，也將為神經(jīng)及精神疾病的新一代診斷、治療技術奠定基礎，并為腦中風損傷區(qū)域及癲癇病灶的定位、神經(jīng)外科手術中的腦膠質瘤精確切除等提供幫助，提高診斷質量與治療效果。

我國首獲超算應用最高獎

由中國科學院軟件所與清華大學、北京師范大學等單位合作的“千萬核可擴展全球大氣動力學全隱式模擬”獲得國際高性能計算應用領域最高獎——“戈登貝爾獎”?？蒲袌F隊提出一套適應于異構眾核環(huán)境的全隱式求解器算法，一方面可帶來長時間數(shù)值模擬效率的提升，另一方面也充分發(fā)掘“神威·太湖之光”的強大計算能力?！吧裢ぬ狻毕到y(tǒng)自6月20日發(fā)布以來，國內外多個應用團隊項目通過使用該系統(tǒng)獲得突破，已取得100多項應用成果，涉及氣候氣象、海洋、航空航天、生物、材料、高能物理、藥物、生命科學等19個應用領域。首次獲得超算應用最高獎，標志著我國科研人員正將超級計算的速度優(yōu)勢轉化為應用優(yōu)勢，表明中國超算取得速度優(yōu)勢的同時，在應用領域也正不斷縮小與世界先進水平的差距。

率先破解光合作用超分子結構之謎

中國科學院生物物理所的研究團隊在光合作用研究中獲得重要突破，在國際上率先解析了高等植物菠菜光合作用超級復合物的高分辨率三維結構。該項研究工作發(fā)表于5月出版的《自然》雜志上。基于結構的光合作用機理研究具有重要的理論意義，同時也將為解決能源、糧食、環(huán)境等問題提供具有啟示性的方案。研究團隊通過單顆粒冷凍電鏡技術，利用最新的單顆粒冷凍電鏡技術，在3.2埃（1埃＝0.1納米）分辨率下解析了高等植物（菠菜）光系統(tǒng)Ⅱ—捕光復合物Ⅱ超級膜蛋白復合體的三維結構，率先破解了光合作用超分子結構之謎，獲得了其與外周捕光天線之間相互裝配原理和能量傳遞過程相關的重要結構信息，為實現(xiàn)光能向清潔能源氫氣轉換提供具有啟示性的方案。

“海斗”號無人潛水器創(chuàng)造深潛紀錄

“探索一號”科考船于6月22日至8月12日在馬里亞納海溝挑戰(zhàn)者深淵開展了我國首次綜合性萬米深淵科考。我國自主研制的“海斗”號無人潛水器成功進行了一次8000米級、兩次9000米級和兩次萬米級下潛應用，最深潛深達10767米，創(chuàng)造了我國無人潛水器的下潛及作業(yè)深度紀錄，使我國成為繼日、美兩國之后第三個擁有研制萬米級無人潛水器能力的國家。此項成果取得了一系列重要突破，表明萬米深海已不再是我國海洋科技界的禁區(qū)，是繼蛟龍?zhí)?000米海試成功后又一個海洋科技的里程碑。我國首次萬米深淵科考的成功宣示了我國深?？萍紕?chuàng)新能力正在實現(xiàn)從“跟蹤”為主向“并行”“領先”為主轉變，為全面實現(xiàn)國家“十三五”重點研發(fā)計劃部署的萬米載人/無人深潛的戰(zhàn)略目標邁出了步。

利用超強超短激光成功獲得“反物質”

中國科學院上海光機所強場激光物理國家重點實驗室利用超強超短激光，成功產生反物質——超快正電子源，這一發(fā)現(xiàn)將在材料的無損探測、激光驅動正負電子對撞機、癌癥診斷等領域具有重大應用。相關研究成果已于3月發(fā)表在《等離子體物理》雜志上。此次反物質的獲得經(jīng)歷了一個相對復雜的過程和優(yōu)化，解決了伽馬射線帶來的噪聲問題，利用正負電子在磁場中的不同偏轉特性，最終成功觀測到正電子。中科院上海光機所早在2001年就開始超強超短產生正負電子對的理論研究，提出利用強激光和納米薄膜靶相互作用產生正負電子對，并取得了一系列研究成果。未來，在高能物理、材料無損探測、癌癥診斷領域有應用前景，由于其脈寬只有飛秒量級，可使探測的時間分辨大大提高，進而研究物質性質的超快演化。

首次揭示水的核量子效應

中國科學院院士王恩哥與北京大學教授江穎領導的課題組在國際上首次揭示了水的核量子效應，從全新的角度詮釋了水的奧秘。相關研究成果于4月15日刊發(fā)在《科學》雜志上。氫核的量子化研究無論對于實驗還是理論都非常具有挑戰(zhàn)性。研究團隊在相關實驗技術和理論方法上分別取得突破，實現(xiàn)了單個水分子內部自由度的成像和水的氫鍵網(wǎng)絡構型的直接識別，并在此基礎上探測到氫核的動態(tài)轉移過程。研發(fā)了一套“針尖增強的非彈性電子隧穿譜”技術，在國際上首次獲得了單個水分子的高分辨振動譜，并由此測得了單個氫鍵的強度。氫核的“非簡諧零點運動”會弱化弱氫鍵、強化強氫鍵，這個物理圖像對于各種氫鍵體系具有相當?shù)钠者m性，澄清了學術界長期爭論的氫鍵的量子本質。