造福世界

我國科學(xué)家成功克隆出雜交稻種子

2019年1月，中國水稻研究所水稻生物學(xué)國家重點實驗室王克劍團隊，利用基因編輯技術(shù)建立了水稻無融合生殖體系，成功克隆出雜交稻種子，首次實現(xiàn)雜交稻性狀穩(wěn)定遺傳到下一代。該成果在線發(fā)表于《自然·生物技術(shù)》雜志。

王克劍介紹，我國雜交水稻年種植面積超過2.4億畝，占水稻總種植面積的57%，產(chǎn)量約占水稻總產(chǎn)量的65%;雜交水稻每年增產(chǎn)約250萬噸，可多養(yǎng)活7000萬人口。“這項工作證明了雜交稻進行無融合生殖的可行性，是無融合生殖研究領(lǐng)域的重大突破?！薄半s交水稻之父”、中國工程院院士袁隆平如是說。

說到雜交水稻的持續(xù)攻關(guān)，就不得不提到“90后”的袁隆平。2019年9月24日，在內(nèi)蒙古烏蘭浩特舉行的“興安盟袁隆平院士工作站耐鹽堿水稻現(xiàn)場測產(chǎn)驗收評議會”上，袁隆平團隊在內(nèi)蒙古大面積試種耐鹽堿水稻測產(chǎn)的最終結(jié)果，成為袁隆平團隊為新中國成立70周年送上的一份特別賀禮：實測畝產(chǎn)508.8公斤，超過了袁隆平院士的“及格線”。

值得一提的是，雜交水稻不僅解決了中國人的吃飯問題，而且造福全世界。由中國科學(xué)家主導(dǎo)的最大國際農(nóng)業(yè)科技扶貧項目“為非洲和亞洲資源貧瘠地區(qū)培育綠色超級稻”，2019年4月2日在京結(jié)題。項目實施11年來，高效培育出一大批高產(chǎn)、多抗（抗旱、耐鹽、耐淹、養(yǎng)分高效等）綠色超級稻新品種，累計在亞非18國推廣新品種78個、612萬公頃，使160萬農(nóng)戶收入顯著增加;同時，完成了代表水稻科學(xué)研究前沿的“3000份水稻基因組計劃”，助推水稻從常規(guī)育種走向分子設(shè)計育種的技術(shù)革命。

超級裝備

最聰明盾構(gòu)機挑戰(zhàn)穿海工程

離大連市中心不遠，有個梭魚灣，大連地鐵5號線要穿過這個海灣，考慮到巨輪出入，不能架設(shè)跨海橋梁，因此采用海底隧道。而這項工程催生出一臺超級裝備。

2019年1月18日，海宏號盾構(gòu)機在大連始發(fā)，它堪稱中國研發(fā)的最聰明的盾構(gòu)機。海宏號盾構(gòu)機是中國中鐵專門為該工程研發(fā)、也是世界上現(xiàn)有功能最全的盾構(gòu)機，核心部件設(shè)計全球領(lǐng)先。海宏號的設(shè)計師張國良說，海宏號盾構(gòu)機刀盤直徑12.26米，整機長度約158米，總重約2840噸。它配備了更精良的傳感系統(tǒng)，盾構(gòu)機在掘進時“感到”力量不平衡，就能盡快調(diào)整。

海宏號盾構(gòu)機還具備一個極有用的本事：常壓換2

刀，而以往是由專業(yè)人員提前適應(yīng)氣壓，進艙換刀。海宏號盾構(gòu)機在12.26米直徑的較小刀盤上實現(xiàn)常壓換刀，創(chuàng)造了世界之最。海宏號盾構(gòu)機的啟用，意味著跨海隧道工程領(lǐng)域，中國又掌握了一項絕技，給海底長大隧道施工開辟了新天地。

中國技術(shù)

大興國際機場創(chuàng)多項“世界之最”

北京大興國際機場占地面積140萬平方米，是世界上規(guī)模最大的單體航站樓，于2016年被英國媒體評選為“新世界七大奇跡”之首。

早在2019年1月22日，北京大興國際機場首次校驗飛行成功的新聞就引發(fā)廣泛關(guān)注，中國民航局消息稱，此次使用的飛行校驗系統(tǒng)擁有我國自主知識產(chǎn)權(quán)，我國也憑借此系統(tǒng)一舉成為世界上第六個能夠獨立研制飛行校驗系統(tǒng)的國家。

9 月25 日，中國國際航空公司的CA9597 次航班從北京大興國際機場起飛。當(dāng)日，北京大興國際機場正式通航。

定位為大型國際航空樞紐的北京大興國際機場，擁有的多項“中國技術(shù)”創(chuàng)下諸多“世界之最”?！爸魏秸緲呛诵膮^(qū)屋頂?shù)?根C型柱，是不規(guī)則自由曲面空間網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)，面積超過18萬平方米，重達4萬多噸?！毕嚓P(guān)施工人員說，施工過程中采用三維激光掃描技術(shù)與測量機器人，實現(xiàn)了8000多個對接口的毫米級精準(zhǔn)對接。

據(jù)悉，整個航站樓一共使用了12800塊玻璃，其中8000塊玻璃完全不重樣，由12300個球形節(jié)點和超過60000根連桿，相互連接，施工難度堪稱世界之最。大興國際機場還首次實現(xiàn)高鐵下穿航站樓和雙進雙出的模式，也是智能化程度最高的機場，廣泛應(yīng)用了各項智慧型新技術(shù)。

海射首秀

中國火箭解鎖發(fā)射“新姿勢”

2019年6月5日12時6分，長征十一號海射型固體運載火箭在我國黃海海域?qū)嵤┌l(fā)射，將捕風(fēng)一號A、B星等7顆衛(wèi)星送入約600公里高度的圓軌道，宣告我國運載火箭首次海上發(fā)射技術(shù)試驗圓滿成功。

海上發(fā)射技術(shù)試驗系統(tǒng)由運載火箭系統(tǒng)、海上發(fā)射平臺、測控通信系統(tǒng)和衛(wèi)星系統(tǒng)4部分組成，可實現(xiàn)離港后一周內(nèi)完成發(fā)射。本次飛行試驗在國內(nèi)首次采用“航天+海工”技術(shù)融合，突破海上發(fā)射穩(wěn)定性、安全性、可靠性等關(guān)鍵技術(shù)，全面驗證了海上發(fā)射試驗流程，為我國快速進入空間提供了新的發(fā)射模式。

回首2019年，中國航天交出了亮眼的成績單。3月31日23時51分，天鏈二號01星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。這是我國第二代地球同步軌道數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星的首發(fā)星，其成功發(fā)射后將使我國數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)能力大幅提升。

11月13日，短短3小時內(nèi)，“快舟”“長六”火箭相繼飛天。11時40分，命名為“快舟·我們的太空號”的快舟一號甲遙十一運載火箭，搭載“吉林一號”高分02A衛(wèi)星從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。衛(wèi)星入軌后，將與此前發(fā)射的13顆“吉林一號”衛(wèi)星組網(wǎng)，為農(nóng)業(yè)、林業(yè)、資源、環(huán)境等行業(yè)用戶提供更豐富的遙感數(shù)據(jù)和產(chǎn)品服務(wù)。14時35分，我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心，用長征六號運載火箭以一箭五星方式成功將“寧夏一號”衛(wèi)星（又稱鐘子號衛(wèi)星）發(fā)射升空，該衛(wèi)星主要應(yīng)用于遙感探測等領(lǐng)域。

我國時速600 公里高速磁浮試驗樣車

時速600公里

國產(chǎn)高速磁浮試驗樣車下線

“高速磁浮列車”成為2019年點擊率頗高的關(guān)鍵詞。5月23日，我國首輛時速600公里高速磁浮試驗樣車在青島下線，實現(xiàn)了我國在高速磁浮技術(shù)領(lǐng)域的重大突破。

高速磁浮課題負(fù)責(zé)人、中車四方股份公司副總工程師丁叁叁介紹，國家重點研發(fā)計劃“先進軌道交通”重點專項對時速600公里高速磁浮交通系統(tǒng)進行部署，其目的是攻克高速磁浮核心技術(shù)，全面自主掌握高速磁浮設(shè)計、制造、調(diào)試和試驗評估方法，研制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的時速600公里的高速磁浮工程化系統(tǒng)，使我國具備高速磁浮產(chǎn)業(yè)化能力。

據(jù)了解，該車輛攻克了磁浮列車核心技術(shù)，解決了超高速工況下車體輕量化、強度、剛度、噪聲等系列難題，開發(fā)出輕質(zhì)高強度的新一代車體;突破高速條件下流固耦合復(fù)雜作用的制約，解決氣動阻力、升力等問題，氣動性能達到國際先進水平;研制出高精度的懸浮導(dǎo)向、測速定位裝置和控制系統(tǒng)，性能指標(biāo)國際領(lǐng)先;攻克長大薄壁鋁合金車體激光復(fù)合焊、電磁鐵箔繞、懸浮架精鑄等系列關(guān)鍵工藝，研制的車體、電磁鐵及其控制裝置等關(guān)鍵部件性能優(yōu)異，實現(xiàn)了工程化技術(shù)的重大突破。

9月17日，中車株洲電機有限公司透露，其參與的國家“十三五”重點研發(fā)計劃“高速磁浮交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究”專項子課題，已自主研發(fā)出長定子直線電機和懸浮電磁鐵，并成功應(yīng)用于我國600公里時速磁懸浮列車樣機，截至目前運行良好。這意味著，我國高速磁浮列車關(guān)鍵技術(shù)走在了世界前列。

中標(biāo)ITER

中國企業(yè)為“人造太陽”裝“心臟”

2019年7月16日，中核集團收到國際熱核聚變實驗堆（ITER，俗稱“人造太陽”）組織中標(biāo)通知書，由中核集團中國核電工程有限公司（以下簡稱中核工程）牽頭，核工業(yè)西南物理研究院等參與，攜手法國法馬通公司等單位組成國際聯(lián)合體，以工程總承包形式正式中標(biāo)在法國建設(shè)的國際熱核聚變實驗堆TAC1安裝標(biāo)段。

中核工程副總經(jīng)理李強連用兩個“首次”來形容事件的劃時代意義——中國核能單位首次以工程總承包形式成功參與國際大科學(xué)工程項目、我國首次參與國際大型核科研設(shè)施建設(shè)。

“TAC1安裝標(biāo)段工程，是ITER實驗堆托卡馬克裝置最重要的核心設(shè)備安裝工程，也是ITER迄今為止金額最大合同工程?！敝泻斯こ谈呒壒こ處煛AC1安裝標(biāo)段工程負(fù)責(zé)人溫儆吾說，ITER項目有很多安裝包，但TAC1安裝標(biāo)段工程好比核電站核島里的反應(yīng)堆、人體心臟，重要性不言而喻，主要工作是安裝杜瓦結(jié)構(gòu)及杜瓦結(jié)構(gòu)和真空容器之間所有的系統(tǒng)。

溫儆吾說，TAC1作為核心設(shè)備安裝工程，難就難在ITER是一個試驗裝置，面臨新材料、新工藝、新設(shè)備、新方法等多方面困難。李強表示，吊裝和焊接也面臨挑戰(zhàn)，“但我們在這方面有著豐富的經(jīng)驗，有信心保質(zhì)保量完成任務(wù)”。

零的突破

民營運載火箭首次成功入軌

2019年以來，中國民營商業(yè)航天企業(yè)不斷有新動作，雖然飛往太空的路并非一片坦途，但這也是一條飛往未來、有著無限可能之路。其中的突破和創(chuàng)新令人印象深刻。

7月25日13時整，北京星際榮耀空間科技有限公司的雙曲線一號遙一（以下簡稱“SQX-1 Y1”）運載火箭在中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，按飛行時序?qū)?顆衛(wèi)星、3個有效載荷精確送入預(yù)定的300公里高度圓軌道。這是國內(nèi)第3家民營企業(yè)嘗試發(fā)射運載火箭，其發(fā)射成功，實現(xiàn)了中國民營運載火箭零的突破。

據(jù)星際榮耀公司介紹，SQX-1 Y1運載火箭采用三固一液的四級串聯(lián)構(gòu)型，是目前我國民營航天起飛規(guī)模最大、運載能力最強的運載火箭。本次任務(wù)成功，表明該公司全面掌握了運載火箭總體及系統(tǒng)集成、固體及姿軌控動力、電氣綜合、導(dǎo)航制導(dǎo)與控制、測試發(fā)射、總裝總測及核心單機等軟硬件核心技術(shù)，具備了運載火箭系統(tǒng)工程全流程、全要素的研發(fā)與發(fā)射服務(wù)能力，實現(xiàn)了商業(yè)模式的基本閉環(huán)。

國際領(lǐng)先

“天河二號”算出量子霸權(quán)標(biāo)準(zhǔn)

谷歌發(fā)表于《自然》雜志的論文宣布實現(xiàn)了量子霸權(quán)。而2019年11月4日，在國際上率先開啟稱霸標(biāo)準(zhǔn)研究的、國防科技大學(xué)計算機學(xué)院吳俊杰帶領(lǐng)的QUANTA團隊，聯(lián)合信息工程大學(xué)等國內(nèi)外科研機構(gòu)，提出了量子計算模擬的新算法。該算法在“天河二號”超級計算機上的測試性能達到國際領(lǐng)先水平，谷歌的工作也引用了這項結(jié)果的預(yù)印版論文。當(dāng)?shù)貢r間11月4日，國際權(quán)威期刊《物理評論快報》正式在線發(fā)表該成果。

量子霸權(quán)，代表量子計算裝置在特定測試案例上表現(xiàn)出超越所有經(jīng)典計算機的計算能力，實現(xiàn)量子霸權(quán)是量子計算發(fā)展的重要里程碑。評測稱霸標(biāo)準(zhǔn)，需要高效的、運行于經(jīng)典計算機的量子計算模擬器。在后量子霸權(quán)時代，這種模擬器還會成為加速量子計算科學(xué)研究的重要工具。

論文作者、博士研究生劉雍介紹，量子計算模擬的實際難度，并不完全依賴于量子比特的數(shù)目或量子門的數(shù)目，而是取決于運算過程中量子態(tài)的復(fù)雜程度——量子糾纏度。該項研究提出了一種依賴于量子糾纏度的模擬算法，開發(fā)了通用量子線路模擬器，并在“天河二號”超級計算機上完成了量子霸權(quán)測試案例——隨機量子線路采樣問題的模擬，實際測試了49、64、81、100等不同數(shù)目量子比特在不同量子線路深度下的問題實例，計算性能達到國際領(lǐng)先水平。

國防科技大學(xué)計算機學(xué)院計算機研究所所肖立權(quán)（中）與團隊成員在“天河二號”高性能計算機機房討論