4月25日上午，2024年中关村论坛开幕，10项重大科技成果发布。北京青年报记者了解到，这10项成果包含既包含农业、工业制造、新材料等方面，也包含量子云、脑机接口、天文学等方面。其中部分成果已在国际杂志期刊上发表，还有的已经取得实际应用。
中国科学家揭示作物主效耐碱基因 可大幅增加作物产量
中国科学院遗传与发育生物学研究所（以下简称“遗传发育所”）科研团队与中国农大、华中农大、先正达集团等八家单位合作，以耐盐碱作物高粱为材料首次发现主效耐碱基因AT1及其作用机制。大田实验证明该基因可显著提升高粱、水稻、小米和玉米等耐盐碱作物种质产量，在改良盐碱地综合利用中具有重大应用前景。相关研究于2023年3月24日发表于《科学》。
据介绍，谢旗研究组近年以高粱为主要研究材料取得了系列重大突破，在国际上首次揭示了鸟选择性取食不同品种高粱的机理和高粱种子包壳程度的调控机制，利用基因编辑技术培育出全球第一个稻花香型高粱新品系。这些成果为高粱的分子育种奠定了基础。到目前为止，共培育了6个甜高粱国家登记品种，另外还有甜高粱及酿酒高粱品系正在审定之中。所培育的耐盐碱甜高粱品种在我国东部、北部及西部盐碱地等贫瘠土地已推广和种植了50多万亩，为我国决战决胜脱贫攻坚及乡村振兴做出了贡献。
大规模量子云算力集群发布 免费向全球用户开放
北京量子信息科学研究院联合中国科学院物理研究所、清华大学在2024年中关村论坛发布其最新成果“大规模量子云算力集群”。五台百比特规模的新一代量子计算系统，通过与经典计算融合，可以形成集群协同工作。新上线的量子云可用物理比特数达到590个以上，平均两比特门保真度达到97%以上，其中“Baihua”系统则接近99%。量子云算力集群在测控、编译优化、用户交互等软件方面做了全面升级，支持线路编织、变分线路编译等高级功能，综合指标进入国际前列。
包含156个比特可调耦合架构的超导量子芯片
和去年相比，本次发布的量子云算力集群对量子计算软硬件进行了大幅度优化迭代，特别是在量子硬件方面，采用了可调耦合架构，结合芯片加工工艺的改进，工艺稳定性和一致性有大幅提高。测控线路与测控电子学设备也进行了多项改进，极大提升了测控系统的信号质量、集成度与可靠性。软件方面，完成了量子编译优化器的更迭以及更为便利的用户交互系统Quarkstudio的开发。这是一次全栈式的技术进步。
本次发布的量子云算力集群，以免费形式向全球用户开放，用户可登录https://quafu.baqis.ac.cn网站按照用户指南申请使用。
全球首个通用智能人“通通”亮相
由北京通用人工智能研究院（以下简称“通研院”）推出的全球首个通用智能人“通通”是由价值与因果驱动的具身AGI系统原型。
“通通”的问世不仅是技术上的重要飞跃，更是对通用人工智能未来发展路径的前瞻探索。“通通”的亮相为智能体的自主性、可解释性和价值对齐提供了新的解决方案。随着“通通”的持续迭代，可作为通用底座支撑各类垂直应用场景，形成千万个“通用智能人”赋能千行百业。同时“通通”也可以与具身智能机器人相结合，为智能制造、智慧城市、医疗健康等领域带来革命性的变化。
侵入式采集单神经元电信号“北脑二号”发布 已在猴子颅内稳定植入近一年
脑机接口是各发达国家在脑科学与类脑研究领域的科技竞争的高地，需要跨多个学科集成复杂系统，产业上下游链路长，研发过程涉及电极、芯片、数据、算法、分析软件、生物相容性材料等多个环节。面向植入式脑机接口的国际前沿发展趋势，北京市前瞻谋划，委托北京脑科学与类脑研究所牵头制定“智能脑机系统增强计划”，成立北京芯智达神经技术有限公司，整合北京地区在电极、芯片、算法和临床等跨学科优势团队，聚焦半侵入式采集脑皮层电信号的“北脑一号”和侵入式采集单神经元电信号的“北脑二号”，以抓型号的方式开展工程化开发。
“北脑二号”的千通道高速神经电信号采集设备
2024中关村论坛发布的重大成果之一“北脑二号”，由自研高通量柔性微丝电极，千通道电生理记录系统，实时编解码算法等关键技术，完成全链路系统构建，在全球首次实现猕猴通过意念控制对二维运动目标的脑控拦截，解决了大规模单细胞信号长期稳定记录和实时解码的国际前沿难题，这套系统已经在猴子颅内稳定植入将近一年，电极性能关键指标国际领先。
300兆瓦级F级重型燃气轮机完成总装下线 保障能源安全和绿色发展
在工业和信息化部、国务院国资委、上海市、北京市等部门地方的大力支持下，2024年2月28日，我国自主研制的最大功率、最高技术等级重型燃气轮机——300兆瓦级F级重型燃气轮机首台样机在上海临港总装下线，这是我国重型燃气轮机自主创新发展历程中的重要里程碑，标志着我国大功率重型燃气轮机首次走完基于正向设计的制造全过程，全面进入整机试验与验证的最终阶段。
这次下线的300兆瓦级F级重型燃气轮机由5大系统、5万余个零部件构成，是我国首次自主研制的最大功率、最高技术等级重型燃气轮机，将成为带动高端装备制造业发展的重要力量。我们的重型燃气轮机采用了一系列新技术、新材料、新工艺，对我国燃气轮机基础学科进步、产业技术发展具有显著的带动辐射作用，对保障我国能源安全和绿色发展，加快形成新质生产力，推进新型工业化，建设制造强国具有重要意义。
第三代“香山”开源高性能RISC-V处理器核 性能水平已进入全球第一梯队
中国科学院计算技术研究所、北京开源芯片研究院发布的第三代“香山”开源高性能RISC-V处理器核采用国际上首次基于开源模式的处理器芯片联合开发，与多家国内外企业组成联合开发团队，使用入选体系结构领域2022年度全球12个亮点成果的全球先进的芯片敏捷开发新方法，仅用1年半的时间便完成开发。主频达到3GHz@7nm，SPECINT2006评分为15分/GHz，性能水平已进入全球第一梯队，可广泛应用于服务器芯片、AI芯片、GPU、DPU等高端芯片领域，为先进计算产业提供开源共享的共性底座技术。
目前一批企业正在基于“香山”研发数据中心AI芯片、超大算力RISC-V服务器芯片、面向开放市场的全自主RISC-V云计算芯片、基于RISC-V的国产GPU芯片等高端芯片，有望在2025年形成高端RISC-V计算芯片的集体突破。届时，我国企业有望在全球RISC-V新生态中取得领先优势，打通芯片领域国内国外双循环，实现我国高端处理器芯片产业的自立自强。
转角氮化硼光学晶体 成功研发新一代全光纤激光器
经过10年的积累与沉淀，2023年，北京大学物理学院刘开辉教授、王恩哥院士研究团队终于攻克了轻元素单晶材料制备的超级难题——生长堆垛取向调控，实现了菱方氮化硼晶体材料的大面积制备（发表于《先进材料》期刊）。菱方氮化硼具有极强的光学非线性特性，但构型为自然界中不存在的亚稳定物相。团队创新性提出衬底表面原子台阶调控策略，克服生长过程的热力学限制，最终得到了面内尺寸达厘米量级、厚度达微米量级的菱方氮化硼晶体材料。
同时，研究团队首创了第三种相位匹配理论——界面转角相位匹配理论，并制备了一种全新类型光学晶体——转角菱方氮化硼光学晶体（发表于《物理评论快报》期刊）。研究团队发现，将菱方氮化硼晶体材料在特定角度旋转并堆叠，制备的转角菱方氮化硼光学晶体具有超强的光学非线性效应。晶体仅有微米量级厚度，“薄如蝉翼”，是世界上已知最薄的光学晶体，能效相较于传统晶体提升了100至1万倍。这一研究成果是中国在光学晶体领域的重要原创性突破，开辟了光学晶体领域全新的设计模型和材料体系。目前，研究团队已与国内激光器公司合作，并成功研发了新一代的全光纤激光器，同时与用户单位合作积极推进该技术在光学芯片、量子技术、航空航天特种用途等领域的研发应用。
中国天眼FAST首次探测迄今最短轨道周期脉冲星双星系统
天文学界此前仅探测到分别处于“红背”与“黑寡妇”状态的脉冲星双星系统，并未了解这二者演化的中间状态。借助中国天眼FAST的超高灵敏度，从“红背”与“黑寡妇”这一演化路径得到证实。研究团队使用FAST探测到名为M71E的脉冲星双星系统，长期观测后确定这一系统两颗星绕转一周的时间仅为53分钟，是目前已发现绕转周期最短的脉冲星双星系统。被确定为是处于“红背”系统到“黑寡妇”系统演化过程的中间状态，填补了蜘蛛类脉冲星演化理论的缺失环节。同时，该双星系统绕转轴近乎指向地球、极为罕见，期待进一步研究有更多发现。
这一成果于2023年6月20日由国际学术期刊《自然》在线发表，期刊审稿人评价该成果发现了一个非常有趣的脉冲星双星系统；这个发现使得脉冲星双星系统的轨道周期最短记录大幅缩短约30%，预示着蜘蛛类脉冲星演化中存在新的未知过程。
“拉索”发现史上最亮伽马暴十万亿电子伏特光子
国家重大科技基础设施“高海拔宇宙线观测站（LHAASO）”（简称“拉索”）正式发布了迄今最亮的伽马射线暴（简称“伽马暴”，编号GRB 221009A）的高能伽马辐射的精确能谱，最高能量超过了十万亿电子伏特，该结果挑战了传统的伽马暴余辉的标准辐射模型，揭示出宇宙背景光在红外波段强度低于预期。同时，该能谱为检验爱因斯坦相对论的适用范围、探索暗物质候选粒子——轴子等新物理研究方面提供了重要信息。相关结果于2023年11月15日在《科学进展》上发表，由中国科学院高能物理研究所牵头的拉索国际合作组完成。
本次基于拉索测量的精确能谱，推算出宇宙背景光对高能伽马光的吸收低于预期，红外波段宇宙背景光强度仅为现有宇宙学模型预期的40%左右。这一结果将促使人们重新考虑宇宙中星系的形成和演化过程。另一方面，如果标准的宇宙演化模型正确，宇宙背景光对高能伽马光子的吸收低于理论预期也可能意味着存在某种超出当前粒子物理标准模型的新物理机制。
拉索是国家重大科技基础设施，位于四川省稻城县海拔4410米的海子山，是由5216个电磁粒子探测器和1188个缪子探测器组成的一平方公里地面簇射粒子探测器阵列、7.8万平方米水切伦科夫探测器阵列以及由18台广角切伦科夫望远镜组成的复合阵列。拉索于2021年7月建成并开始高质量稳定运行，是国际上最灵敏的超高能伽马射线探测装置，具有大视场和全天候的特点，每天可以监视2/3的天区范围，这次发现充分体现了拉索国际领先的灵敏度和独特优势。
EAST实现世界上最长时间可重复的高约束模等离子体运行
4 月12 日晚21时，正在运行的世界首个全超导托卡马克EAST装置获重大成果，成功实现了403 秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，创造了托卡马克装置高约束模式运行新的世界纪录。在4 月13日下午19 时，再次重复了 403 秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，标志着EAST全超导托卡马克装置高参数长脉冲稳态运行的可靠能力。
EAST大科学团队解决了长时间尺度下的等离子体位形约束、高功率射频波加热与电流驱动、等离子体与壁相互作用、关键分布参数的实时诊断等系列前沿物理和技术集成问题， 重复实现了长脉冲高约束模等离子体运行。EAST 物理实验取得的系列重大突破，进一步验证了未来聚变实验堆高约束模式稳态运行的可行性。同时，也对探索未来聚变堆前沿物理问题，提升核聚变能源经济性、高效性，加快实现聚变能应用具有重要意义。EAST 装置取得的系列重大创新成果，为国际热核聚变实验堆 ITER运行和我国自主建设运行聚变堆提供了重要的实验基础。
文/北京青年报记者 温婧
编辑/田野
