“祖沖之三號”超導量子計算原型機入選！2025年國內十大科技新聞揭曉

◎ 科技日報記者 陸成寬 都芃

24日，由科技日報社主辦、部分兩院院士和媒體負責人共同評選的2025年國內十大科技新聞揭曉。

入選的2025年國內十大科技新聞分別是：

• 國產人工智能大模型DeepSeek引發(fā)全球關注

• 中國“人造太陽”創(chuàng)造“億度千秒”世界紀錄

• 超導量子計算原型機“祖沖之三號”成功構建

• 國際上首次制備大面積二維金屬材料

• 我國首例侵入式腦機接口臨床試驗開展

• 月球背面演化歷史首次揭開

• 單個體細胞“變”完整植株奧秘揭示

• 高精度可擴展模擬矩陣計算芯片研制成功

• 四中全會《建議》突出科技創(chuàng)新引領作用

• 我國第一艘電磁彈射型航空母艦入列

1

國產人工智能大模型DeepSeek引發(fā)全球關注

今年1月，中國人工智能企業(yè)“深度求索”（DeepSeek）正式發(fā)布開源大模型DeepSeek-R1。其憑借極低的訓練成本，以及在數(shù)學推理、代碼生成等任務中比肩國際領先水平的突出表現(xiàn)，引發(fā)全球AI領域震動，為全球人工智能大模型發(fā)展提供了一條低成本、高效能的“中國路徑”。

DeepSeek-R1的核心競爭力源于其對算力效率的系統(tǒng)性革新。其通過純強化學習的訓練方式，首次證明無需海量標注數(shù)據也可實現(xiàn)頂尖推理能力，使訓練成本大幅下降。同時，DeepSeek-R1還能夠自主生成和驗證推理步驟，實現(xiàn)自我反思和校正，展現(xiàn)出強大的智能水平。

圖片來源：視覺中國

此外，DeepSeek以開源姿態(tài)主動打破技術壟斷，開放模型架構、訓練工具及數(shù)據處理全流程，允許開發(fā)者自由調用與二次開發(fā)，吸引全球數(shù)十萬開發(fā)者參與生態(tài)共建。今年9月，DeepSeek-R1相關成果登上《自然》雜志封面，成為全球首個經過權威同行評議的主流大語言模型。

DeepSeek的成功證明，通過算法優(yōu)化與工程創(chuàng)新，即使在有限的算力條件下，模型同樣可達到頂尖性能。DeepSeek的發(fā)展道路不僅為全球貢獻了全新的技術路徑，更有望推動全球AI競爭從“算力競賽”轉向“效率革命”，重塑以技術創(chuàng)新為核心驅動力的AI產業(yè)生態(tài)。

2

中國“人造太陽”創(chuàng)造“億度千秒”世界紀錄

太陽內部每時每刻都在進行核聚變反應，為地球萬物提供能量。“人造太陽”便是要在地球上實現(xiàn)可控核聚變反應，為人類解決能源問題提供“終極答案”。

1月20日，中國“人造太陽”——全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）首次完成1億攝氏度1000秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束模等離子體運行，創(chuàng)造新的世界紀錄，標志著我國聚變能源研究正從基礎探索邁向工程實踐，對人類加快實現(xiàn)可控核聚變具有重要意義。

全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）。新華社記者 黃博涵 攝

高約束運行模式因其效率高、經濟性強，是未來聚變實驗堆和工程堆穩(wěn)態(tài)運行的基本模式。“聚變反應達到千秒量級才能自我維持，跨越‘億度千秒’意味著人類首次在實驗裝置上模擬出未來聚變堆運行所需的環(huán)境。”中國科學院合肥物質科學研究院副院長、等離子體物理研究所所長宋云濤說，實驗參數(shù)跨越的背后是一系列基礎研究和工程技術的突破。

EAST裝置匯聚“超高溫”“超低溫”“超高真空”“超強磁場”“超大電流”等前沿技術于一體，擁有核心技術200多項、專利2000余項。自2006年建成運行以來，EAST裝置等離子體運行次數(shù)已超過15萬次，在穩(wěn)態(tài)等離子體運行工程和物理領域持續(xù)保持國際引領。

3

超導量子計算原型機“祖沖之三號”成功構建

量子計算在特定任務上擁有超越經典計算的強大能力，被認為是下一代信息革命的關鍵技術。

3月3日，國際權威學術期刊《物理評論快報》發(fā)表的成果顯示，由中國科學技術大學聯(lián)合國內多家科研機構共同構建的超導量子計算原型機“祖沖之三號”打破超導體系量子計算優(yōu)越性世界紀錄。

量子計算優(yōu)越性是驗證量子計算系統(tǒng)超越傳統(tǒng)超級計算機的重要標準，是量子計算具備應用價值的前提條件，也是一個國家量子計算研究實力的直接體現(xiàn)。

“祖沖之三號”芯片示意圖。新華社發(fā)（中國科學技術大學供圖）

經測試，“祖沖之三號”完成83比特32層的隨機線路采樣，以目前最優(yōu)經典算法為比較標準，計算速度比當前最快的超級計算機快千萬億倍，也比谷歌公開發(fā)表的最新成果快百萬倍，展現(xiàn)出目前該領域中最強的量子計算優(yōu)越性。《物理評論快報》評論認為，其“構建了目前最高水準的超導量子計算機”。

“祖沖之三號”包含105個可讀取比特和182個耦合比特，量子比特相干時間達到72微秒，并行單比特門保真度達到99.90%，并行兩比特門保真度達到99.62%，并行讀取保真度達到99.13%，綜合性能達到國際領先水平。

在“祖沖之三號”取得最強量子計算優(yōu)越性后，研發(fā)團隊正繼續(xù)開展量子糾錯、量子糾纏、量子模擬、量子化學等多方面探索。

4

國際上首次制備大面積二維金屬材料

在我國神話里，哪吒用蓮藕“重塑肉身”的故事家喻戶曉。有趣的是，中國科學院物理研究所的科研團隊，今年也完成了一項類似的“造物”壯舉。

他們成功為金屬“重塑金身”，在國際上首次實現(xiàn)大面積二維金屬材料制備，創(chuàng)造出單原子層超薄金屬，其厚度僅為頭發(fā)絲直徑的二十萬分之一，有望開創(chuàng)二維金屬研究新領域。相關研究成果3月13日在線發(fā)表于《自然》雜志。

二維材料是指僅有單個原子層或幾個原子層厚度的材料。2004年單層石墨烯被發(fā)現(xiàn)以來，二維材料極大地顛覆了人類對材料的原有認知，并引領了凝聚態(tài)物理、材料科學等領域的系列突破性進展。

范德華擠壓技術普適制備埃米極限厚度二維金屬。圖片來源：中國科學院物理研究所

目前，實驗可獲得的二維材料達數(shù)百種，但這些二維材料目前局限在層狀材料體系，而包括金屬在內的大部分材料均為非層狀材料。

在這項研究中，中國科學院物理研究所研究員張廣宇帶領團隊，發(fā)展了原子級制造的范德華擠壓技術，通過將金屬熔化并利用單層二硫化鉬作為范德華壓砧擠壓，成功實現(xiàn)原子極限厚度下各種二維金屬的普適制備。

《自然》審稿人認為，這一成果將有力推動二維金屬領域科學研究，是二維材料研究領域的一個重大進展。

5

我國首例侵入式腦機接口臨床試驗開展

侵入式腦機接口技術可以將大腦內部的神經信號與外部設備精準連接，實現(xiàn)真正的“意念操控”，是當前最為前沿的醫(yī)療技術之一。

6月14日，中國科學院腦科學與智能技術卓越創(chuàng)新中心發(fā)布消息，該中心聯(lián)合復旦大學附屬華山醫(yī)院，與相關企業(yè)合作，成功開展我國首例侵入式腦機接口前瞻性臨床試驗，標志著我國成為全球第二個侵入式腦機接口技術進入臨床試驗階段的國家。

腦機接口示意圖。圖片來源：視覺中國

此次臨床試驗受試者植入腦機接口設備后，經過2—3周的適應性訓練，便能夠通過意念控制電腦觸摸板，完成打字、發(fā)信息、玩電腦游戲等操作，達到與普通人相近的操控水平。

本次臨床試驗中采用的柔性神經電極，具備高密度、大范圍、高通量、長時間的穩(wěn)定在體神經信號采集能力，是目前全球最小尺寸、柔性最強的神經電極，最大程度降低了對腦組織的損傷。此外，試驗中采用的腦控植入體，僅硬幣大小，同樣為全球最小尺寸，疊加神經外科微創(chuàng)術式，有效降低手術期風險，顯著縮短術后康復周期。

在為受試者進行手術前，華山醫(yī)院采用功能性核磁成像定位、人腦圖譜繪制定位、受試者專屬三維模型構建等多種腦功能定位方案，繪制了患者大腦運動皮層的詳細功能地圖以確保植入位置的精確性，最大限度確保臨床試驗的安全性和有效性。目前，相關系統(tǒng)運行穩(wěn)定，受試者狀態(tài)良好。

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月球背面演化歷史首次揭開

7月9日，中國科學院發(fā)布嫦娥六號月球樣品系列研究成果。其中，4項成果當天以封面文章的形式發(fā)表于《自然》雜志，分別揭示了月背巖漿活動、月球古磁場、月幔水含量及月幔演化特征，首次為人類揭開了月球背面的演化歷史。

嫦娥六號著陸在月球背面的南極—艾特肯盆地，填補了月球背面演化研究的空白。從南極—艾特肯盆地返回樣品，一直是國際上月球探測與研究的首要科學目標，但由于它位于月球背面，難度極大。

嫦娥六號著陸器和上升器（動畫模擬畫面）。新華社記者 金立旺 攝

中國科學院院士、中國科學院地質與地球物理研究所研究員吳福元表示，從工程角度看，我國首次從月球背面返回樣品，本身就創(chuàng)造了歷史。從研究看，我們關于月球南極—艾特肯盆地的研究，取得了多個“首創(chuàng)性”的關鍵進展。

比如，首次揭示月背在約42億年前和28億年前存在兩期不同的玄武質火山活動，表明月球背面可以維持持久的火山活力；首次獲得月背古磁場信息，發(fā)現(xiàn)月球磁場強度可能在28億年前發(fā)生過反彈，指示月球發(fā)電機磁場并非單調衰減而是存在波動；首次獲得月球背面月幔的水含量，發(fā)現(xiàn)其顯著低于正面月幔，指示月球內部水分布也存在二分性；首次發(fā)現(xiàn)月球背面玄武巖來自異常“貧瘠”的月幔區(qū)域，這表明原始月幔本身就很貧瘠，或大撞擊事件把月幔中的熔融物質“抽走”了，揭示大型撞擊事件可能對月球深部圈層演化產生巨大影響。

7

單個體細胞“變”完整植株奧秘揭示

單個體細胞如何發(fā)育成完整植株？這個問題被《科學》雜志列為“最具挑戰(zhàn)的125個關鍵科學問題之一”。

如今，這一問題被中國團隊破解。9月16日，《細胞》在線發(fā)表山東農業(yè)大學研究團隊論文，首次揭示了單個體細胞發(fā)育成完整植株背后的分子機制，破解了困擾科學界的植物細胞全能性機制之謎。

早在1902年，植物學家哈伯蘭特就提出植物細胞全能性概念，認為植物的每個細胞均包含該物種全部遺傳信息，在適宜條件下，可以發(fā)育成“全能干細胞”，進而長成完整植株。120多年過去了，這一概念背后的機理始終未被揭示。

擬南芥胚珠。圖片來源：視覺中國

自2005年起，研究團隊就以擬南芥這一植物為研究對象，開啟長達20年的探索。經過十幾萬次實驗積累，研究團隊大致分“兩步走”發(fā)現(xiàn)了單細胞“再生”植物機理：研究首先發(fā)現(xiàn)，只有擬南芥葉片體細胞內合成大量生長素，這個“普通細胞”才能變身“全能干細胞”；在此基礎上又發(fā)現(xiàn)，在葉片氣孔前體細胞特有基因SPCH與人工誘導高表達基因LEC2協(xié)同作用下，體細胞才能合成大量生長素。

中國科學院院士種康認為，該發(fā)現(xiàn)不僅深化了對植物細胞全能性機理的理解，也為破解農業(yè)生物技術長期存在的“再生瓶頸”開辟了新路徑。

8

高精度可擴展模擬矩陣計算芯片研制成功

在數(shù)字計算主導計算機領域半個多世紀后，我國科學家在新型計算架構上取得重大突破。

10月13日，《自然·電子學》雜志發(fā)表北京大學研究團隊的重要進展，他們成功研制出基于阻變存儲器的高精度、可擴展模擬矩陣計算芯片，首次實現(xiàn)了在精度上可與數(shù)字計算媲美的模擬計算系統(tǒng)。

我們熟悉的通信基站信號處理、AI大模型訓練參數(shù)優(yōu)化等，本質都是在解復雜的矩陣方程。采用數(shù)字方法實現(xiàn)高精度矩陣求逆的計算開銷極大，耗時長、能耗高。于是，曾被視為老舊技術的模擬計算重新進入研究視野，它直接利用物理定律實現(xiàn)并行運算，在算力瓶頸背景下，具有延時低、功耗低等先天優(yōu)勢。

計算芯片概念圖。圖片來源：視覺中國

然而，如何讓模擬計算兼具高精度與可擴展性，從而在現(xiàn)代計算任務中發(fā)揮其先天優(yōu)勢，一直是困擾全球科學界的世紀難題。

在這項研究中，科研人員選擇了一條融合創(chuàng)新的道路，通過新型信息器件、原創(chuàng)電路和經典算法的協(xié)同設計，構建了一個基于阻變存儲器陣列的高精度、可拓展的全模擬矩陣方程求解器，首次將模擬計算的精度提升至24位定點精度。

這一成果標志著我國突破模擬計算世紀難題，在后摩爾時代計算范式變革中取得重大突破，為應對人工智能與6G通信等領域的算力挑戰(zhàn)開辟了全新路徑。

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四中全會《建議》突出科技創(chuàng)新引領作用

10月23日，黨的二十屆四中全會審議通過《中共中央關于制定國民經濟和社會發(fā)展第十五個五年規(guī)劃的建議》（以下簡稱《建議》），對未來五年發(fā)展作出頂層設計和戰(zhàn)略擘畫，科技創(chuàng)新成為其中高頻詞。

“十五五”是實現(xiàn)高水平科技自立自強、建成科技強國的關鍵攻堅期。《建議》提出，中國式現(xiàn)代化要靠科技現(xiàn)代化，并將“加快高水平科技自立自強，引領發(fā)展新質生產力”列為專章，作出四方面具體部署：加強原始創(chuàng)新和關鍵核心技術攻關、推動科技創(chuàng)新和產業(yè)創(chuàng)新深度融合、一體推進教育科技人才發(fā)展、深入推進數(shù)字中國建設。

圖片來源：視覺中國

這四方面部署靶向不同、精準發(fā)力，又彼此貫通、環(huán)環(huán)相扣，共同構成了科技現(xiàn)代化賦能中國式現(xiàn)代化的核心支撐，不僅為未來五年科技創(chuàng)新實踐錨定了坐標，也為引領發(fā)展新質生產力擘畫了清晰藍圖。

科技部部長陰和俊表示，黨的二十屆四中全會提出要加快高水平科技自立自強，引領發(fā)展新質生產力。這是以習近平同志為核心的黨中央深刻洞察國內國際發(fā)展大勢、準確把握科技和經濟社會發(fā)展規(guī)律作出的重大戰(zhàn)略決策。“我們相信，經過未來五年的奮斗，中國的科技實力又將邁上一個大臺階，科技創(chuàng)新引領新質生產力、促進高質量發(fā)展將取得更大成效，為中國式現(xiàn)代化建設提供更加有力的支撐。”陰和俊說。

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我國第一艘電磁彈射型航空母艦入列

11月5日，我國第一艘電磁彈射型航空母艦福建艦入列授旗儀式在海南三亞某軍港舉行。這艘完全由我國自主設計建造的航母，不僅是中國第三艘航空母艦，也是全球首艘采用常規(guī)動力電磁彈射技術的航母。

福建艦最引人矚目的突破，在于它跳過了蒸汽彈射階段，直接采用最先進的電磁彈射技術。這一技術由我國自主設計、自主研發(fā)、自主制造，處于世界先進水平。

我國第一艘電磁彈射型航空母艦福建艦。新華社記者 李剛 攝

與傳統(tǒng)起飛方式相比，電磁彈射具備顯著優(yōu)勢。它能使戰(zhàn)斗機滿負荷起飛，直接提升戰(zhàn)機的作戰(zhàn)能力。同時，彈射起飛還讓航母具備了搭載固定翼艦載預警機的能力，大幅提升航母的預警探測和指揮調度能力。

軍事專家王群懷介紹，電磁彈射的核心是用磁力彈射，通過在導軌中鋪設通電線圈，使電磁力沿直線方向推動載具，實現(xiàn)能量高效轉化。相比蒸汽彈射，電磁彈射裝置重量更輕、體積更小，減少了對艦上輔助設備的需求，優(yōu)化了航母內部布置，潛在地提升了航母的生存能力。

福建艦的入列，意味著人民海軍的航母實現(xiàn)了“從0到3”的跨越，實現(xiàn)了從改造升級到自主建造，從滑躍起飛到電磁彈射的跨越，開啟了中國海軍的“電磁彈射”時代和“三航母”時代。

來源：科技日報

編輯：郭炘蔚 王宇

審核：張爽 朱麗