江西癫痫病哪里治疗好

2017-10-18 22:27

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  原标题: 这些牛到没朋友的“黑科技”,还只是中国科技发展的冰山一角

  当前我国科技研发经费投入已居世界第二位,科技实力占世界总量比重提高,实际已经超过美国的比重;科技创新能力明显提升,在载人航天、载人深潜、运载火箭、卫星导航、材料科学、量子通讯等领域取得重大突破,在智能手机、移动互联网等行业向领军者转变,在军工领域武器装备方面更是喜讯连连。

  数一数最近几年中国那些牛到没朋友“黑科技”,可以说,在西方的技术垄断之下,中国正在不断弯道超车,实现后来者居上。

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  近年来,传统经典计算机在发展中遭遇功耗墙、通信墙等一系列问题,其性能增长速度已然放缓。在这种情况下,探索全新物理原理的高性能计算技术的需求应运而生。

  举例来说,1个量子位可以同时表示0和1两个状态,7个这样的量子态就可以同时表示128个状态。N个量子位可同时存储2的N次方个数据,数据量随N呈指数增长。也就是说,一次演化相当于完成了2的N次方个数据的并行处理,这就是量子计算机相对于经典计算机的优势。量子计算机具有极大超越经典计算机的超并行计算能力,在核爆模拟、密码破译、材料和微纳制造等领域具有突出优势,是新概念高性能计算领域公认的发展趋势。

  近年来,中国在这项新技术上取得了一系列科研成果。

  2015年,杜江峰院士研究组就研究出基于金刚石的单自旋固态量子计算的载体,在传统的纠错码上达到了非常高的操作精度,量子逻辑门精度达到了99.99%,其单比特门精度已经满足容错计算的需求。

  2016年,郭光灿院士团队成功研发出基于砷化镓材料的半导体量子芯片,在纠错码的辅助下,量子逻辑门精度也达到量子计算的门槛。

  不久前,中科大、中国科学院-阿里巴巴量子计算实验室、浙江大学、中科院物理所等单位或公司联合研制了两台量子计算原型机,其中一台光量子计算原型机可以实现十光子纠缠操纵,这个成绩已经超过了美国保持的9个量子比特操纵记录,另一台低温超导系统的原型机也实现了10个量子比特。

  虽然这两台原型机目前只能用于波色取样和线性方程组求解,与ENIAC(第一台电子管计算机)和TRADIC(第一台晶体管计算机)类似,距离真正通用的标准量子计算机还有一定距离,但却是人类在该领域迈出的里程碑式的一步。同时,这两台原型机在国际上也是处于领先水平的。

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  如果说量子计算领域中国和美国还处于交错领先的话,那么量子通信产业化方面,中国已经领跑世界。

  近年来,中国在量子通信领域持续发力,先后建成合肥城域量子通信试验示范网、覆盖济南市城区的济南量子通信试验网、新华社新闻大厦和新华社金融信息交易所之间的金融信息量子通信验证网、北京城域量子通信网以及上海陆家嘴金融量子保密通信应用示范网等。此外,“墨子号”量子通信试验卫星的发射和使用,以及量子通信京沪干线的建成也都展示出中国在推进量子通信产业化的雄心。

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  而且,在量子通信领域,中国已经开始着手制定标准。

  2017年6月14日,中国通信标准化协会(CCSA)量子通信与信息技术特设任务组(ST7)成立暨第一次会议在北京顺利举行,共有36家单位参与其中。这些参与者既包括国科量子、科大国盾、安徽问天这样在量子通信领域潜心多年的科技公司,也包括中国电信、中国移动、中国联通三大运营商和华为、中兴、烽火、爱立信、上海贝尔等通信行业的资深企业,以及神州数码信息服务、科华恒盛、科大国创等解决方案和系统集成服务商,中国信息通信研究院、山东标准化研究院、济南量子技术研究院、北京邮电大学、数据通信研究所、中通建设计院等标准专业机构、大学和研究院所等科研院所。

  这些成员共同勾勒出了我国量子通信产业链的雏形。

  如果能把中国量子通信标准做起来,并在世界范围内流行,被更多的厂商和客户使用和接受,那么国外企业就必须向中国企业缴纳专利费,这不仅是真金白银的利益,也标志着中国在量子技术领域中已经从标准战略层面超越了西方。

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  2016年9月15日,天宫二号空间实验室在酒泉卫星发射中心成功发射升空。2016年10月17日,神舟11号飞船在中国酒泉卫星发射中心成功发射。2天后,神舟11号飞船与天宫二号实现成功对接。

  值得一提的是,天宫二号上装载的世界第一台空间冷原子钟是目前在空间运行中精度最高的,约3000万年才会产生1秒的误差。其上的γ射线暴偏振探测仪将探测遥远宇宙中突然发生的γ射线暴现象和太阳耀斑,深入地研究宇宙结构、恒星演化、黑洞形成以及γ射线暴爆发的物理机制。

  2016年9月15日,中国在酒泉卫星发射中心用长征二号F T2火箭将天宫二号空间实验室发射升空。 新华社记者 琚振华 摄

  今年4月,天舟1号与天宫二号成功实现对接。天舟1号不仅向天宫二号输送了大量补给物质,其后所开展的多项拓展应用和相关试验也为中国空间站研制建设和运营管理积累了重要经验。天宫二号与神舟11号、天舟1号的对接和测试,对于推进我国载人航天事业的进一步发展有着承前启后的作用。

  今年9月22日,天舟1号在完成空间实验室阶段任务及后续拓展试验后受控离轨。至此,中国载人航天工程“第二步”任务全部完成,中国载人航天昂首迈入“空间站时代”。

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  在卫星定位这个领域,美国起步最早,在1994年就提供服务了。

  而中国在1994年才正式启动北斗导航系统建设。但是,中国的北斗导航系统发展很快,主要经历了三个阶段:

  第一阶段是建立北斗卫星双星定位试验系统,形成区域有源定位与导航服务能力;

  第二阶段是完成三种轨道十余颗卫星的发射,建成区域导航系统,形成区域无源服务能力,向亚太地区提供定位、导航、授时以及短报文通信服务;

  第三阶段是建成由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成的覆盖全球的北斗全球卫星导航系统,形成全球无源定位服务能力。

  目前,中国的北斗导航系统建设已经进入第三个阶段,成为拥有自主卫星导航定位系统的国家。

资料图:北斗导航系统

  2015年,北斗导航工程的顶层设计专家和专家组组长王飞雪受邀赴俄罗斯参加莫斯科导航论坛。在论坛上国际卫星导航界的专家感叹:中国北斗已超越欧盟的“伽利略”和俄罗斯的“格洛纳斯”了!

  值得注意的是,在关键元器件上,中国也实现了高度国产化,像最近发射的北斗导航卫星,其部件国产化率提高到98%,像宇航级CPU等关键器部件全部为国产。到2020年,中国将完成35颗卫星发射组网,实现全球覆盖,部分性能将有望领先于美国的GPS,为全球用户提供服务。

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  FAST是由国家天文台研究员、FAST工程首席科学家、总工程师南仁东带领团队逾20年的预研、推动及建设的成果。FAST突破了射电望远镜工程的极限,是世界最大的也是最灵敏的单口径射电望远镜,其接收面积相当于30个足球场大小,被南仁东定义为“下一代天文学家准备的观测设备”。

在空中俯瞰FAST工程(新华社 刘绩 摄)

  虽然FAST中文名为500米口径球面射电望远镜,但它并不仅仅是一台望远镜,它还可以实现巡视宇宙中的中性氢、观测脉冲星等科学目标和空间飞行器测量与通讯等应用目标。同时,FAST也可作为非相干散射雷达接收系统,相当于放在云贵高原上的一部超大型被动式雷达,守护着祖国大西南的领空。

  最近,FAST还有了新发现。10月10日,中国科学院国家天文台宣布,FAST经过一年紧张调试,已实现指向、跟踪、漂移扫描等多种观测模式的顺利运行,并确认多颗新发现脉冲星。这是我国的天文设备第一次发现脉冲星,实现了该领域“零的突破”。

在空中俯瞰FAST工程(新华社 刘绩 摄)

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  “蛟龙号”是中国首台自主设计、自主集成研制的作业型深海载人潜水器,设计最大下潜深度为7000米级,是目前世界上下潜能力最深的作业型载人潜水器。“蛟龙号”的研制成功,也标志着中国成为继美、法、俄、日之后世界上第五个掌握大深度载人深潜技术的国家。

  同时,在全球作业型载人潜水器中,“蛟龙号”不仅属于第一梯队,还是其中的佼佼者。目前全世界投入使用的各类载人潜水器约90艘,其中下潜深度超过1000米的仅有12艘,更深的潜水器数量更少,在“蛟龙号”之前,作业型载人潜水器最大工作深度为日本深潜器的6527米。这一纪录在2012年6月27日被“蛟龙号”打破,它在西太平洋的马里亚纳海沟海试成功到达7062米海底,创造了作业类载人潜水器新的世界纪录。

 “蛟龙号”创造了作业类载人潜水器新的世界纪录

  自2013年起,“蛟龙号”就正式进入了试验性应用阶段,这几年它的足迹踏遍了东太平洋、西北太平洋以及印度洋,下潜上百次,深海科技成果丰硕,获取了海量珍贵视像数据资料和高精度定位的地质与生物样品。

  2017年6月23日,搭载“蛟龙号”载人潜水器及96名科考队员的“向阳红09”号船结束了中国大洋38航次,在青岛国家深海基地码头靠岸。这次远航的顺利结束,标志着“蛟龙号”为期近五年的试验性应用航次圆满收官,“蛟龙号”即将步入下一个新的阶段:业务化运行阶段。

  相信“蛟龙号”会为我国的深海探测事业做出更多的贡献。

  以上所举技术突破或产业崛起的例子仅仅是近年来中国科学技术发展和产业茁壮成长的冰山一角。除此之外,中国在军工领域也取得了全球瞩目的成就,开发出了J20隐身战机、FC31隐身战机、055驱逐舰、新型航母等一批新锐装备。这些新锐军事装备与各种民用黑科技一起,都将不断改善人民的生活水平,保卫着人民生命财产安全。

责任编辑:初晓慧

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