中國十大科技成果盤點

本刊編輯部

2023年是全面貫徹落實黨的二十大精神的開局之年，這一年，我國科技領域取得了多項新突破，在火星探測、大飛機制造、光量子計算、核電技術等領域取得了一系列重大原創成果，證明了我國科技創新的硬實力，不僅為高質量發展提供了有力的科技支撐，也為人類未來發展做出了重要貢獻。本刊編輯部綜合新華社、《人民日報》及《科技日報》等相關媒體資料，以“突破性”“原創性”“示范性”“引領性”為線索，按時序盤點2023 年我國具有代表性的十大科技成果。

我國首次

一、我國首次火星探測火星全球影像圖發布

2023 年4 月24 日，在2023 年“中國航天日”主場活動啟動儀式上，國家航天局和中國科學院聯合發布了我國首次火星探測火星全球影像圖。本次發布的影像圖為彩色，包括按照制圖標準分別制作的火星東西半球正射投影圖、魯賓遜投影圖和墨卡托投影加方位投影圖，空間分辨率為76 米，將為開展火星探測工程和火星科學研究提供質量更好的基礎底圖。天問一號任務獲取的包括影像圖在內的一批科學探測數據，將為人類深入認知火星貢獻中國力量。

天問一號任務環繞器中分辨率相機，于2021 年11 月至2022 年7 月歷時8 個月，實施了284 軌次遙感成像，對火星表面實現了全球覆蓋。地面應用系統對獲取的14 757 幅影像數據進行處理后得到火星全球彩色影像圖。

天問一號任務攜帶的13 臺載荷累計獲取原始科學數據1 800GB，形成了標準數據產品。科學研究團隊通過對一手科學數據的研究，取得了一批原創性科學成果。例如，通過相機影像獲取的火星車車轍圖像數據研究，獲得了著陸區土壤凝聚力和承載強度等力學參數，揭示了著陸區表面物理特性；通過對火星表面成分探測儀數據研究，發現巡視區近期水活動證據，揭示晚亞馬遜紀（7 億年前）火星水圈比傳統認知的更加活躍。這些原創性成果已在《自然》《自然·天文學》《自然·地球科學》《科學進展》《國家科學評論》等國內外權威學術期刊發表。

首次商飛

二、國產大飛機C919 商業首航成功

2023 年5 月28 日，由C919 大型客機執飛的東方航空MU9191 航班平穩降落在北京首都國際機場，標志著該機型圓滿完成首個商業航班飛行，正式進入民航市場，開啟市場化運營、產業化發展新征程。

C919大型客機是我國首次按照國際通行適航標準自行研制、具有自主知識產權的噴氣式干線客機。其中，公務艙、經濟艙選用完全自主研發的新一代國產客艙座椅，客艙內2.25 米的過道高度能讓旅客感受到舒適的頂部和前方充足的視覺空間。三座連排的座椅中，中間座椅比兩側座椅寬1.5 厘米，人性化的設計受到旅客好評。2007 年，大型飛機研制重大科技專項正式立項，C919 大飛機研制工程正式上馬，中國大飛機事業開啟了嶄新的歷程。2015 年11月2 日，C919 大型客機首架機在上海浦東基地正式總裝下線。2017 年5 月5 日，C919 在上海浦東國際機場成功實現首飛。經過3 年6 架飛機的試飛工作，2020 年11 月27 日，中國民航上海航空器適航審定中心簽發C919 項目首個型號檢查核準書（TIA），C919 進入局方審定試飛階段。2022 年9 月，C919 完成全部適航審定工作后獲中國民用航空局頒發的型號合格證。2023 年5 月28 日，C919 商業首航成功，正式投入商業運營。

中國商飛副總經理魏應彪表示，“歷經幾代人的努力，我國民航運輸市場首次擁有了中國自主研發的噴氣式干線飛機，大飛機事業已經邁入規模化系列化發展新征程”。

我國牽頭

三、《科學》刊發我國科學家“靈長類基因組計劃”階段性成果

2023 年6 月2 日，《科學》以研究專刊形式在線發表8 篇論文、《科學進展》在線發表2 篇論文，集中報道了我國科學家發起并主導的“靈長類基因組計劃”取得的階段性突破。“靈長類基因組計劃”由中國科學院昆明動物研究所率先提出，由中國、美國、德國、英國等多個國家超過50 個科研機構及學校院所，100 多位科學家共同參與。這是一項規模宏大、跨國跨學科的科學探索工程，目標是用10 年時間分三期完成地球上已知520 多種靈長類動物的基因測序工作，測定出靈長類每一個物種的DNA 序列，繪制靈長類基因組圖譜，破譯這些人類“近親”的遺傳信息，為靈長類動物的保護，及生命科學、醫學等領域的發展開辟道路。

“靈長類基因組計劃”首席科學家、中國科學院昆明動物研究所研究員吳東東介紹，這個系列成果涵蓋了靈長類研究的多個熱點領域，厘清了靈長類動物的系統發育關系；揭示了靈長類動物的基因組多樣性特征及演化歷史；解析了靈長類動物大腦、體型、骨骼、感官、食性等復雜性狀的演化機制；發現了寒冷與亞洲葉猴社會演化的關系；解析了靈長類動物雜交成種事件；構建了非人靈長類的基因變異圖譜，并推測部分關鍵基因突變的潛在功能。

吳東東還表示，“靈長類基因組計劃”是靈長類領域重大基礎性原創成果，這些研究從不同的視角和領域揭示了靈長類動物的演化歷史和規律，它們對靈長類動物資源的合理開發、利用和整合以及物種多樣性保護和生命醫學研究具有重要意義。

創新紀錄

四、長二丁“一箭41 星”發射成功

2023 年6 月15 日，長征二號丁遙八十八運載火箭在太原衛星發射中心成功將吉林一號高分06A 星等41 顆衛星準確送入預定軌道，發射任務取得圓滿成功，刷新了我國一次發射衛星數量最多的紀錄。這41 顆衛星中包含了36顆吉林一號遙感衛星，入軌后，將與在軌的72顆吉林一號衛星組網。108顆吉林一號衛星組建的星座，將繼續在農業、林業、氣象、海洋、資源、環保、城市建設等領域提供更加豐富的遙感數據和產品服務。

執行本次任務的長征二號丁運載火箭是由中國航天科技集團有限公司八院抓總研制的常溫液體二級運載火箭，具有“可靠性高、經濟性好、適應性強”等特點，可支持單星、多星并聯、串聯、搭載等多種形式的發射需求。一次性將41 顆衛星安全順利送入軌道，首先要解決的就是衛星在整流罩內的布局問題，不僅要保證衛星“坐得下”，還要“坐得舒服”。為此，八院長征二號丁運載火箭研制團隊充分梳理衛星的結構、任務需求，充分挖掘潛能，優化布局設計，采取“38 顆衛星壁掛+3 顆衛星側壁”的布局方式，成功給41 顆衛星找到安全舒適的位置。

為了避免衛星在“下車”時出現擁擠碰撞的情況，研制團隊巧妙設計“落客方案”，讓衛星依次有序進行分離。總體設計團隊將筒狀多星適配器上的38 顆衛星每一層分為一組，共6 組，下方支承艙上的3 顆衛星作為第7 組，衛星按組進行依次分離。此外，本發火箭還配套了10 個反推火箭，通過開啟反推火箭拉開每組衛星之間的距離，保障了彼此之間分離的安全性。

世界級發現

五、“中國天眼”發現納赫茲引力波存在的關鍵證據

2023 年6 月29 日，由中國科學院國家天文臺等單位科研人員組成的中國脈沖星測時陣列（CPTA）研究團隊，利用“中國天眼”探測到納赫茲引力波存在的關鍵性證據的相關成果在學術期刊《天文和天體物理學研究》在線發表。這標志著我國納赫茲引力波探測和研究同步達到世界領先水平，并有望打開利用納赫茲引力波探測宇宙的新窗口。

國際上，北美納赫茲引力波天文臺、歐洲脈沖星測時陣列、澳大利亞帕克斯脈沖星測時陣列利用各自的大型射電望遠鏡，已分別開展了長達20 年的納赫茲引力波搜尋。面對觀測時間跨度遠短于美、歐、澳三個國際團隊的不利局面，CPTA 研究團隊充分利用“中國天眼”靈敏度高、可監測脈沖星數目多、測量精度更高的優勢，對57 顆毫秒脈沖星進行了長期系統性監測。基于獨立開發的軟件，對由“中國天眼”收集、時間跨度達3 年零5 個月的數據進行分析研究，最終以數據精度、脈沖星數量和數據處理算法上的優勢彌補了時間跨度上的差距，發現了具有納赫茲引力波特征的四極相關信號的證據，使我國納赫茲引力波探測靈敏度很快達到了與美、歐、澳相當的水平，從而實現了此次重大科學突破。

中國科學院國家天文臺臺長、中國科學院院士常進說：“國家天文臺還將積極推進‘中國天眼’擴展和升級，基于脈沖星測時陣列方法，實現納赫茲引力波事件的常規觀測，從而建成納赫茲引力波天文臺，并開啟更高靈敏度和更高分辨率的低頻射電觀測研究新紀元，將我國加快建設成為引力波天文和射電天文的強國。”

重大突破

六、新一代人造太陽“中國環流三號”取得重大科研進展

2023 年8 月25 日，新一代人造太陽“中國環流三號”取得重大科研進展，首次實現100 萬安培等離子體電流下的高約束模式運行，再次刷新我國磁約束聚變裝置運行紀錄，突破了等離子體大電流高約束模式運行控制、高功率加熱系統注入耦合、先進偏濾器位形控制等關鍵技術難題，標志著我國磁約束核聚變研究向高性能聚變等離子體運行邁出重要一步。

為實現聚變能源，需要提升等離子體綜合參數至聚變點火條件。磁約束核聚變中的高約束模式（H 模）是一種典型的先進運行模式，被選為正在建造的國際熱核聚變試驗堆（ITER）的標準運行模式，能夠有效提升等離子體整體約束性能，提升未來聚變堆的經濟性，相較于普通的運行模式，其等離子體綜合參數可提升數倍。可控核聚變作為面向國家重大需求的前沿顛覆性技術，具有資源豐富、環境友好、固有安全等突出優勢，是目前認識到的能夠最終解決人類能源問題的重要途徑之一，對我國經濟社會發展、國防工業建設具有重要戰略意義。

此次實現100 萬安培等離子體電流下的高約束模式運行，是新一代人造太陽“中國環流三號”團隊再次創造的新紀錄，是繼2022 年實現百萬安培等離子體電流以后持續攻關的結果。在此基礎上，科研團隊將進一步發展高功率加熱和電流驅動、等離子體先進運行控制等核心技術，實現堆芯級等離子體運行，研究前沿聚變物理，為我國開展聚變燃燒實驗、自主建造聚變堆奠定堅實基礎。

新里程碑

七、“九章三號”量子計算原型機問世

2023年10月11日，中國科研團隊宣布成功構建量子計算原型機“九章三號”，再度刷新光量子信息技術世界紀錄。“九章三號”求解高斯玻色取樣數學問題的速度比目前全球最快的超級計算機快一億億倍。這是繼2020 年實現“量子優越性”后，中國科研團隊再次確立量子算力的新里程碑。

研制量子計算機是當前世界科技前沿的最大挑戰之一。255 個光子的“九章三號”量子計算原型機由中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽等組成的研究團隊與中國科學院上海微系統與信息技術研究所、國家并行計算機工程技術研究中心合作構建。2019 年，美國谷歌公司宣布研制出53 個量子比特的計算機“懸鈴木”，在全球首次實現“量子優越性”。2020 年，潘建偉團隊構建76 個光子的量子計算原型機，取名“九章”。“九章”處理高斯玻色取樣問題的速度比當時最快的超級計算機快一百萬億倍，使中國成為全球第二個實現“量子優越性”的國家。2021 年，該團隊又成功研制113 個光子的“九章二號”和66 比特的“祖沖之二號”量子計算原型機，使中國成為唯一在光學和超導兩條技術路線都實現量子優越性的國家。

10 月11 日發布的“九章三號”首次實現了對255 個光子的操縱能力，極大提升了計算的復雜度。根據業界公開的最優算法，“九章三號”處理高斯玻色取樣的速度比“九章二號”提升一百萬倍，“九章三號”1微秒可算出的最復雜樣本，當前全球最快的超級計算機“前沿”約需200 億年。這一成果進一步鞏固了我國在光量子計算領域的國際領先地位。

我國首艘

八、國產首艘大型郵輪“愛達·魔都號”正式命名交付

2023 年11 月4 日，我國國產首艘大型郵輪“愛達·魔都號”正式命名交付。中國船舶集團有限公司旗下上海外高橋造船有限公司與中船郵輪科技發展有限公司及其所屬愛達郵輪有限公司正式簽署相關交船文件，運營準備工作全面啟動，“愛達·魔都號”將于2024 年1 月1 日開啟商業首航。完成大型郵輪建造標志著我國成功摘取世界造船業“皇冠上最耀眼的明珠”，已具備同時建造航空母艦、大型液化天然氣運輸船、大型郵輪的能力。集齊造船工業“三顆明珠”是我國由造船大國向造船強國邁進的標志性一步。

“愛達·魔都號”總噸位13.55 萬噸，長323.6 米，寬37.2 米，最大高度72.2 米；全船搭載107 個系統、5.5萬個設備，完工敷設4 750 公里電纜；船上有客房2 125 間，可容納乘客5 246 人，配置高達16 層、面積4 萬平方米的生活娛樂公共區域。作為目前全球最復雜的單體機電產品，這艘大型郵輪的零部件數量多達2 500 萬個，相當于大飛機C919 的5 倍，復興號高鐵的13 倍。

中國的船舶工業，從最初的散貨船到如今的大型郵輪，背后是中國船舶工業不斷挺進的創新能力和過硬的技術實力。“隨著國產大型郵輪建造工作的推進，我國郵輪產業鏈也逐步搭建起來，走出一條‘從無到有、從有到好、從好到強’的發展之路。國產大型郵輪的建造還能更好地支持郵輪運營行業，全面帶動我國郵輪產業發展。”中國船舶外高橋造船有限公司郵輪辦公室主任、大型郵輪工程項目副經理易國偉說。

全球首座

九、全球首座第四代核電站商運投產

2023 年12 月6 日，華能石島灣高溫氣冷堆核電站完成168 小時連續運行考驗，正式投入商業運行。這是我國具有完全自主知識產權的國家重大科技專項標志性成果，也是全球首座第四代核電站，標志著我國在第四代核電技術領域達到世界領先水平。

該核電站由中國華能牽頭，聯合清華大學、中核集團共同建設，于2012年12月開工，2021年12月首次并網發電，此次是在穩定電功率水平上正式投產轉入商業運行。華能山東石島灣核電站集聚了設計研發、工程建設、設備制造、生產運營等產業鏈上下游500 余家單位，先后攻克多項世界級關鍵技術，設備國產化率超90%。核電站的商運投產，對促進我國核電安全發展、提升我國核電科技創新能力等具有重要意義和積極影響。

依托這一工程，我國系統掌握了高溫氣冷堆設計、制造、建設、調試、運維技術，中國華能和清華大學共同研發了高溫氣冷堆特有的調試運行六大關鍵核心技術，培養了一批具備高溫氣冷堆建設和運維管理經驗的專業人才隊伍，形成一套可復制、可推廣的標準化管理體系，并建立起以專利、技術標準、軟件著作權為核心的自主知識產權體系。高溫氣冷堆核電站重大專項總設計師、清華大學核能與新能源技術研究院院長張作義說，高溫氣冷堆是國際公認的第四代核電技術先進堆型，是核電發展的重要方向，具有“固有安全性”，即在喪失所有冷卻能力的情況下，不采取任何干預措施，反應堆都能保持安全狀態，不會出現堆芯熔毀和放射性物質外泄。

我國首臺

十、高能同步輻射光源儲存環主體設備安裝閉環

2023 年12 月11 日，國家重大科技基礎設施——高能同步輻射光源（HEPS）加速器儲存環最后一臺磁鐵就位，標志著HEPS 儲存環主體設備安裝閉環。

HEPS 的儲存環是用于儲存高能高品質電子束，同時產生同步輻射光的設備，是高能同步輻射光源的核心組成部分。儲存環為超低發射度的電子環形加速器，束流軌道周長約1 360.4 米，該儲存環是世界上第三大的光源加速器、國內第一大加速器。儲存環是HEPS 規模最大、研制精度最高、難度成分最多的部分，由48 個改進型混合7BA（7彎鐵消色散）磁聚焦結構周期組成，每個周期長度約28 米，包含37 臺磁鐵和支架等主體硬件設備，其中，超高梯度四極磁鐵、電源數字控制器和高精度電流傳感器、高穩定性磁鐵支撐等設備均達到國際先進水平。

HEPS 自2019 年6 月啟動建設，截至2023 年12 月11 日，已完成直線加速器、增強器出束，儲存環磁鐵、機械、電源、預準直系統全部研制任務，真空、束控、注入引出、高頻、低溫等設備和光束線站批量加工測試工作正在緊張推進中，預計將于2024 年發射第一束光。

HEPS 是國家發展和改革委員會批復立項，由中國科學院高能物理研究所承擔建設的國家重大科技基礎設施，建成后，將成為我國首臺高能量同步輻射光源，也是世界上亮度最高的第四代同步輻射光源之一，可以發射比太陽亮1 萬億倍的光，有助于更深層次地解析物質微觀結構和演化機制，為提升我國國家發展戰略與前沿基礎科學技術領域的原始創新能力提供高科技研究平臺。