这一年,我们的科技成果振奋人心(2)
中国科学院天津工业生物技术研究所与大连化学物理研究所科研团队,经过2年多的探索,在二氧化碳合成淀粉的基础上,改变了糖的自然合成途径,在实验室内实现了二氧化碳到糖的精准全合成。
己糖在自然界广泛分布,是与机体营养代谢最为密切的糖的统称。团队将高浓度二氧化碳等原料在反应溶液中按一定比例调配,在化学催化剂和酶催化剂的作用下,得到了葡萄糖、阿洛酮糖、塔格糖、甘露糖4种己糖。
整套实验反应时长约17小时,二氧化碳合成糖的效率达到0.67克每升每小时,比其他已知技术路线提高10倍以上。葡萄糖的碳固定合成效率达到每毫克催化剂每分钟59.8纳摩尔碳,是目前已知国内外人工制糖的最高水平。
国际著名有机化学家、德国科学院院士曼弗雷德·雷茨评价该成果说,将二氧化碳转化为碳水化合物非常具有挑战性。该成果在这一竞争性研究领域取得了真正突破,提供了一种具有灵活性、多功能性和高效性的糖合成路线,为绿色化学打开了一扇门。
满足AI时代高算力需求
忆阻器存算一体芯片诞生
如何加快研制出高算力、高能效的芯片,解决庞大的算力缺口,实现算力的大幅提升,已成为当前需要解决的迫切问题。冯·诺依曼传统计算架构下,数据的存储和计算相互分离,即数据存储在储存器中,需要计算时再把它搬运到运算器里。然而,AI类应用(例如大模型)需要对大量数据进行矩阵运算,在此情形下传统计算架构面临着很大挑战。
9月14日,国际学术期刊《科学》在线发表的一篇文章,带来了缓解“算力焦虑”的办法。清华大学集成电路学院吴华强教授、高滨副教授团队基于存算一体计算范式,研制出全球首颗全系统集成的、支持高效片上学习(机器学习能在硬件端直接完成)的忆阻器存算一体芯片。
该芯片包含支持完整片上学习所必需的全部电路模块,可完成图像分类、语音识别和控制任务等多种片上增量学习功能验证,展示出高适应性、高能效、高通用性、高准确率等特点,有效强化了智能设备在实际应用场景下的学习适应能力。相同任务下,该芯片实现片上学习的能耗仅为先进工艺下专用集成电路(ASIC)系统的3%,展现出卓越的能效优势,极具满足人工智能时代高算力需求的潜力。
提供太阳活动高质量数据
圆环阵太阳射电成像望远镜通过工艺测试
神话故事中的“千里眼”正在变为现实。科技的加持,使人类的视线可以到达遥远的宇宙。9月27日,被称为“千眼天珠”的国家重大科技基础设施“空间环境地基综合监测网”(子午工程二期)标志性设备之一——圆环阵太阳射电成像望远镜(以下简称圆环阵)顺利通过工艺测试,正式建成。
“千眼天珠”建于海拔3820米的四川省甘孜州稻城县噶通镇,由中国科学院国家空间科学中心牵头建设,占地面积约1平方公里,是目前全球规模最大的综合孔径射电望远镜。它由313部直径6米的抛物面天线构成,这些天线均匀分布在直径为1公里的圆环上。
“‘千眼天珠’是为监测太阳而建。”项目负责人、中国科学院国家空间科学中心研究员阎敬业解释,圆环阵不但能监测太阳的各种爆发活动,还能监测太阳风暴进入行星际的过程。这对于理解太阳爆发机制和日地传播规律、预测太阳活动对地球的影响具有重要作用。
在建设过程中,项目团队攻克了一系列关键核心技术,提出了原创的圆环阵列构型和中心定标总体方案,突破了单通道多环绝对相位定标等关键技术。此次工艺测试表明,圆环阵实现了最大视场达到10个太阳半径的连续稳定的太阳射电成像与频谱观测能力,各项技术指标达到或优于初步设计报告的指标要求。下个阶段,圆环阵将在白天观测太阳活动,为太阳物理和空间天气研究提供长时间序列高质量数据,并与子午工程的其他监测设备开展联合观测。
开启长江航运氢能时代
“三峡氢舟1”号氢燃料动力示范船首航