这一年，我们向科学高峰进发

原标题：这一年，我们向科学高峰进发

岁月不居，时节如流。转眼间，2023年已步入尾声。这一年给我们留下了太多值得铭记的精彩时刻：我国科学家成功制备并验证51个超导量子比特的真纠缠，充分展示了超导量子计算体系优异的可扩展性；墨子巡天望远镜开启巡天观测，“首秀”邂逅仙女座星系；全球首例非人灵长类动物介入式脑机接口试验成功完成，脑机接口未来已来……

回首过往，我国科研人员勇攀高峰，创下一个又一个新纪录。展望未来，追逐前沿、崇尚创新的他们将收获更多惊喜！

实现百兆比特率量子密钥分发

成码率国际纪录提高一个数量级

基于量子力学基本原理，量子密钥分发可以实现原理上无条件安全的保密通信。我国科学家通过发展高保真度集成光子学量子态调控、高计数率超导单光子探测等关键技术，首次在国际上实现百兆比特率的实时量子密钥分发，实验结果将此前的成码率纪录提升了一个数量级。3月14日，这一成果论文在线发表于国际学术期刊《自然·光子学》。

量子密钥分发可以通俗地理解为在网络中额外加入一个环节，双方通过密码验证，确保安全后，再进行信息传输。提高成码率对量子密钥分发实用化至关重要。高码率可为更多用户提供服务，实现大数据共享、分布式存储加密等高带宽需求的应用。

此前国际上最高的实时成码率是10公里标准光纤信道下10兆比特每秒。我国科学家突破集成光子片上高速高保真度偏振态调制等技术，实现了10公里标准光纤信道下115.8兆比特每秒的密钥率，较之前纪录提高了约一个数量级。系统稳定运行超过50个小时，在传输距离328公里下码率超过200比特每秒。

实现百兆比特率的实时密钥分发，将有可能在对数据安全要求高的领域创造新的机会，推动满足高带宽通信需求和未来量子通信的大规模实际应用，使量子密钥分发技术走进现实。

室温超快氢负离子导体问世

可用于新型电池研发

4月，我国科学家提出了一种全新的材料设计研发策略，通过机械化学方法，在稀土氢化物——氢化镧晶格中故意制造大量的缺陷和纳米微晶，研发出首个室温环境下超快氢负离子导体。相关研究论文4月5日发表于《自然》。

氢负离子具有强还原性及高氧化还原电势等特点，是一种颇具潜力的氢载体和能量载体。在室温环境下表现出超离子传导的氢负离子导体材料，将为构建全新的全固态氢化物电池、燃料电池提供巨大的机遇，有望在未来实现一系列的技术革新。

早在20世纪的变色玻璃研究中，研究者就发现氢化镧具有快速的氢迁移能力，但其电子电导也很高。近几年，科研人员往氢化镧晶格中引入氧使其形成氧氢化物以抑制其电子传导，但氧的引入也同时显著阻碍了氢负离子的传导。此前报道的氢负离子导体只能在300℃左右实现超快传导，而我国科学家的创新工作实现了在温和条件下（-40℃至80℃温度范围内）的超快离子传导。此外，研究人员还首次实现了室温全固态氢负离子电池的放电，证实了这种全新的二次电池的可行性。

研究者建立的材料结构调变方法具有一定的普适性，有望为氢负离子导体的研发打开局面。《自然》审稿人评价，该工作展示了一种非常有趣且新颖的研究方法。

非人灵长类介入式试验成功

促进脑机接口从实验室迈向应用

脑机接口未来已来，人类与人工智能共生或不再遥远。5月4日，全球首例非人灵长类动物介入式脑机接口试验在北京获得成功，该试验在猴脑内实现了介入式脑机接口脑控机械臂。介入式脑电传感器通过颈静脉，进入矢状窦，到达猴运动皮层脑区，在术后成功采集并识别非人灵长类动物介入式脑电信号。此试验实现了动物对机械臂的主动控制。