Los diez principales logros de China en innovación científica y tecnológica

1. La primera misión de exploración de China a Marte fue un completo éxito.

El 11 de junio, la Administración Nacional del Espacio celebró una ceremonia de presentación en Beijing del primer lote de imágenes científicas del aterrizaje de Tianwen-1 en Marte, anunciando la vista panorámica del lugar de aterrizaje, la topografía marciana, " Impresión china" y "Fotos de la gira". La publicación del primer lote de imágenes científicas marca el éxito total de la primera misión de exploración a Marte de China.

Se informa que la primera misión de exploración a Marte de mi país se demostró completamente en 2013 y el proyecto fue aprobado en 2016. El 23 de julio de 2020, el detector Tianwen-1 se lanzó con éxito en Wenchang, Hainan. Después de las etapas de transferencia de fuego, captura de Marte, estacionamiento en Marte, aterrizaje de órbita y exploración científica, la misión de ingeniería transcurrió sin problemas según lo planeado.

2. La estación espacial de China abre la era de la residencia humana a largo plazo.

El 17 de junio y el 16 de octubre se lanzaron con éxito las naves espaciales tripuladas Shenzhou 12 y Shenzhou 13, enviando con éxito astronautas al espacio. Shenzhou 12 se acopla con el módulo central de Tianhe para formar una combinación. Los tres astronautas permanecieron en el módulo central durante tres meses y realizaron una serie de experimentos de ciencia y tecnología espaciales. Verificación en órbita de tecnologías clave como residencia a largo plazo de astronautas, regeneración y soporte vital, suministro de material espacial, actividades extravehiculares, operaciones extravehiculares y mantenimiento en órbita durante la construcción y operación de la estación espacial.

Después de que Shenzhou 13 entró en órbita, completó el encuentro rápido autónomo y el acoplamiento con el módulo central Tianhe y la combinación Tianzhou-2 y Tianzhou-3. Los tres astronautas comenzaron a permanecer en órbita durante 6 meses. Durante este período, se llevarán a cabo operaciones con manipuladores, actividades extravehiculares, transposiciones de módulos, experimentos científicos espaciales y pruebas técnicas para verificar aún más una serie de tecnologías clave, como la residencia a largo plazo en órbita de los astronautas, la regeneración y el soporte vital, y la larga duración de la estancia en órbita de los astronautas. Residencia tripulada a largo plazo de la Estación Espacial China. Llegará el momento de quedarse.

3. China ha logrado la síntesis de novo de dióxido de carbono en almidón.

El almidón es el principal carbohidrato de las gachas, el principal componente de cereales como la harina, el arroz y el maíz, y una importante materia prima industrial. El principal método de síntesis es que las plantas verdes fijan dióxido de carbono mediante la fotosíntesis. Durante mucho tiempo, los investigadores han estado tratando de mejorar el proceso vital de la fotosíntesis, con la esperanza de aumentar la tasa de conversión del dióxido de carbono y la eficiencia de utilización de la energía luminosa y, en última instancia, mejorar la eficiencia de la producción de almidón.

Investigadores del Instituto de Biotecnología Industrial de Tianjin de la Academia de Ciencias de China han propuesto un método disruptivo de preparación de almidón que utiliza dióxido de carbono e hidrógeno producidos por electrólisis como materias primas y no depende de la fotosíntesis de las plantas. Reconocido internacionalmente, por primera vez se logró la síntesis de novo de dióxido de carbono en almidón, lo que permitió transformar el modelo de producción de almidón del modelo de plantación agrícola tradicional al modelo de producción en taller industrial, y logró un avance original. Los resultados de la investigación relevante se publicaron en línea en la revista Science el 24 de septiembre.

4. Nuestro equipo ganó el "Premio Gordon Bell" 2021 por su aplicación de supercomputación que rompió la "hegemonía cuántica".

En la tarde del 18 de octubre de 118, en la Conferencia Global de Supercomputación (SC21) celebrada en St. Louis, Missouri, la Asociación Internacional de Computación (ACM) otorgó el "Premio Gordon Bell" 2021 a los chinos. Equipo de Aplicaciones de Super Computación. Este equipo de investigación conjunto compuesto por investigadores del Laboratorio de Zhejiang y el Centro Nacional de Supercomputación de Wuxi ganó este honor gracias a la aplicación de la supercomputadora Sunway de nueva generación "SWQSIM".

En este trabajo, los investigadores introducen un flujo de diseño de sistema que cubre los algoritmos, la paralelización y la arquitectura del sistema necesarios para la simulación. Utilizando el superordenador Sunway de nueva generación, el equipo de investigación simuló eficazmente un circuito cuántico aleatorio con una profundidad de 10x 10 (1+41). En comparación con la computadora cuántica de Google "Platanus acerifolia", que a Vertex le lleva 10.000 años completar una simulación de la misma complejidad, la aplicación SWQSIM del equipo puede obtener un millón de muestras relevantes con mayor fidelidad en 304 segundos y obtener la misma cantidad de muestras no relacionadas en un plazo de 304 segundos. una semana, rompiendo así de un solo golpe su pretendida "supremacía cuántica".

5.1400 billones de electronvoltios Los científicos chinos han observado el fotón de mayor energía hasta la fecha.

Un equipo de cooperación internacional liderado por el Instituto de Física de Altas Energías de la Academia de Ciencias de China, basándose en la importante infraestructura científica y tecnológica nacional "Observatorio de Rayos Cósmicos de Gran Altitud (LHAASO)", descubrió 12 ultra- Aceleradores de rayos cósmicos de alta energía en la Vía Láctea, que registran la energía de un fotón gamma de 1,4 billones de electronvoltios (PeV, petaflops = billones de miles de millones), que es el fotón de mayor energía observado por los humanos hasta ahora. Rompe la comprensión tradicional de la humanidad sobre la aceleración de partículas en la Vía Láctea, revela la existencia de aceleradores de rayos cósmicos en la Vía Láctea que pueden acelerar partículas a más de 1 PeV y abre la era de observación de la "astronomía gamma de energía ultraalta". Los resultados relevantes se publicaron en la revista Nature el 17 de mayo.

6. Se han publicado uno tras otro importantes resultados de investigación sobre muestras de Chang'e-5.

10 El 19 de junio, la Academia de Ciencias de China publicó los últimos resultados de la investigación de muestras de investigación científica lunar de Chang'e-5. Dirigido por el Instituto de Geología y Geofísica de la Academia de Ciencias de China y el Observatorio Astronómico Nacional, se informaron avances revolucionarios en importantes cuestiones científicas relacionadas con la evolución de la Luna a través de tres artículos en Nature y un artículo en National Science Review.

En el último estudio, los investigadores utilizaron tecnología de datación U-Pb de resolución de altitud ultraalta para analizar más de 50 minerales ricos en uranio (baddeleyita, circonio cálcico, titanio, serpentina), y se determinó que el basalto Se formó en 2030, hace 004 millones de años, lo que indica que la Luna todavía tenía actividad de magma hasta hace 2 mil millones de años, aproximadamente un 80% más que el tiempo definido por muestras lunares anteriores.

La investigación muestra que la fusión inicial del basalto de la muestra de la superficie lunar de Chang'e-5 no involucró material de Kripke rico en potasio, elementos de tierras raras y fósforo, mientras que el material de Kripke sí estuvo involucrado en la fusión inicial. del basalto en la superficie lunar de Chang'e-5 Las características de enriquecimiento en muestras de superficie se deben al enriquecimiento de partes residuales después de que una gran cantidad de minerales cristalizaran y solidificaran en el magma posterior. Este resultado descarta la hipótesis principal de que la fuente inicial de calor de fusión del magma de las rocas en el área de aterrizaje de Chang'e-5 proviene de elementos radiactivos generadores de calor y revela el proceso de actividad magmática en la Luna tardía. Se informa que la tecnología de datación y análisis de isótopos de resolución espacial ultra alta utilizada en este estudio es líder a nivel internacional y proporciona nuevos métodos técnicos para la investigación geocronológica de preciosas muestras extraterrestres.

7. Nuevos avances en la domesticación rápida de novo del arroz silvestre alotetraploide.

Con el rápido crecimiento de la población mundial, la producción de alimentos aumentará un 50% de aquí a 2050 para satisfacer plenamente la demanda. Al mismo tiempo, en los últimos años, el cambio climático mundial se ha intensificado, el calentamiento global y las frecuentes condiciones climáticas extremas han planteado enormes desafíos a la seguridad alimentaria. En este contexto, cómo mejorar aún más el rendimiento de los cultivos se ha convertido en un problema urgente que hay que resolver.

Un equipo dirigido por el académico Li Jiayang del Instituto de Innovación de Semillas/Instituto de Genética y Biología del Desarrollo de la Academia de Ciencias de China propuso por primera vez una nueva estrategia para la rápida domesticación del arroz salvaje alotetraploide desde cero. , con el objetivo de eventualmente cultivar nuevos cultivos de arroz poliploides, aumentando así significativamente el rendimiento del grano y aumentando la capacidad del cultivo para adaptarse a los cambios ambientales. Esta investigación propone nuevas estrategias viables para hacer frente a futuras crisis alimentarias y abre nuevas direcciones en el mejoramiento de cultivos. Los resultados de la investigación relevante se publicaron en la revista Cell el 4 de febrero.

8. Mi país ha desarrollado con éxito equipos de refrigeración criogénica a gran escala con helio superfluido a -271 °C.

El 15 de abril, el importante proyecto nacional de desarrollo de equipos de investigación científica "Desarrollo de un sistema de refrigeración criogénica a gran escala en el rango de temperatura de helio líquido a helio superfluido" emprendido por el Instituto de Tecnología Física y Química de la La Academia de Ciencias de China aprobó la evaluación de aceptación, lo que indica que nuestro país tiene la capacidad de desarrollar helio líquido. Las capacidades de equipos de refrigeración criogénica a gran escala con temperatura de helio (menos 269 grados Celsius) y temperatura de helio superfluido (menos 271 grados Celsius) pueden. satisfacer las necesidades de la ingeniería científica a gran escala y la ingeniería aeroespacial.

La implementación exitosa del proyecto también promovió el rápido desarrollo de compresores de tornillo de helio de alta gama, intercambiadores de calor de baja temperatura y válvulas de baja temperatura en mi país, mejoró la competitividad central de varios empresas manufactureras de alta tecnología y lograr la realización de tecnologías relacionadas desde cero, de gama baja a alta, inicialmente formó un grupo industrial de baja temperatura de mi país con funciones completas y una clara división del trabajo.

9. Se confirma por primera vez la transferencia funcional de genes de plantas a animales.

Después de 20 años de investigación de seguimiento, el equipo de Zhang Youjun del Instituto de Hortalizas y Flores de la Academia China de Ciencias Agrícolas descubrió que Bemisia tabaci, la única “súper plaga” reconocida por la FAO, ha una especie de habilidad "espiga" "Escudo de ataque": adquiere genes de defensa de las plantas huésped. Esta es la primera vez en más de 100 años desde el nacimiento de la biología moderna que se confirma la transferencia de genes a nivel funcional entre plantas y animales.

Los resultados de la investigación científica relevante se publicaron en línea en Cell el 25 de marzo y como artículo de portada de Cell el 1 de abril. Este es el primer artículo en el campo de la investigación de plagas agrícolas en mi país publicado en la revista Cell. Revela cómo los insectos utilizan genes de transferencia horizontal para superar las defensas del huésped y abre una nueva perspectiva para explorar las leyes de evolución adaptativa de los insectos. proporciona una nueva idea para el desarrollo de una nueva generación de tecnología de control y prevención verde precisa orientada a genes objetivo para la mosca blanca de campo.

10. Relé cuántico multimodo, almacenamiento óptico de 1 hora conseguido mediante iones de tierras raras.

La ley de la no clonabilidad cuántica otorga seguridad a la comunicación cuántica basada en principios físicos. Esta ley también determina que los amplificadores tradicionales no pueden superar la pérdida de transmisión de fotones, lo que hace que la comunicación cuántica a larga distancia sea una de las cuestiones centrales de la ciencia de la información cuántica. La retransmisión cuántica y el almacenamiento cuántico extraíble son dos soluciones viables para lograr la comunicación cuántica a larga distancia, que requieren almacenamiento cuántico de alto rendimiento. En términos de retransmisión cuántica, la investigación experimental internacional existente se centra en la arquitectura de la memoria emisiva, que no puede cumplir los dos requisitos técnicos clave de la luminiscencia determinista y la multiplexación multimodo al mismo tiempo.

En términos de almacenamiento cuántico extraíble, el tiempo de almacenamiento óptico más largo actual del mundo es de solo 1 minuto, lo que no puede cumplir con el requisito de tiempo de almacenamiento por hora del almacenamiento cuántico extraíble. Li Chuanfeng y Zhou Zongquan, un equipo dirigido por el académico Guo Guangcan de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, desarrollaron una memoria cuántica de estado sólido de alto rendimiento basada en cristales dopados con iones de tierras raras y lograron importantes avances en los dos anteriores. rutas técnicas, realizando un relé cuántico multimodo basado en almacenamiento por absorción. Aumentó con éxito el tiempo de almacenamiento de luz a 1 hora. Los resultados relevantes se publicaron en las revistas Nature Communications y Nature el 22 de abril y el 2 de junio, respectivamente.