科學(xué)技術(shù)部高技術(shù)研究發(fā)展中心2月27日發(fā)布“2019年度中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展”。探測(cè)到月幔物質(zhì)出露的初步證據(jù)、構(gòu)架出面向人工通用智能的異構(gòu)芯片、提出基于DNA檢測(cè)酶調(diào)控的自身免疫疾病治療方案、破解藻類水下光合作用的蛋白結(jié)構(gòu)和功能、基于材料基因工程研制出高溫塊體金屬玻璃、闡明銪離子對(duì)提升鈣鈦礦太陽(yáng)能電池壽命的機(jī)理、青藏高原發(fā)現(xiàn)丹尼索瓦人、實(shí)現(xiàn)對(duì)引力誘導(dǎo)量子退相干模型的衛(wèi)星檢驗(yàn)、揭示非洲豬瘟病毒結(jié)構(gòu)及其組裝機(jī)制、首次觀測(cè)到三維量子霍爾效應(yīng)等10項(xiàng)重大科學(xué)進(jìn)展入選。

1、探測(cè)到月幔物質(zhì)出露的初步證據(jù)

中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)李春來(lái)研究組與合作者，報(bào)告了玉兔2號(hào)上配置的可見(jiàn)光和近紅外光譜儀(VNIS)的初步光譜探測(cè)結(jié)果，分析發(fā)現(xiàn)了低鈣(斜方)輝石和橄欖石的存在，這種礦物組合很可能代表了源于月幔的深部物質(zhì)。進(jìn)一步的地質(zhì)背景分析表明，這些物質(zhì)是由附近直徑72公里的芬森撞擊坑挖掘出來(lái)、并拋射到了嫦娥四號(hào)著陸地點(diǎn)的月幔物質(zhì)。這一工作的意義在于揭示了月幔的物質(zhì)組成, 為月球早期巖漿洋研究提供了新的約束條件，加深了對(duì)月球內(nèi)部形成及演化的認(rèn)識(shí)。

2、構(gòu)架出面向人工通用智能的異構(gòu)芯片

發(fā)展一個(gè)能夠同時(shí)支持流行的基于計(jì)算機(jī)科學(xué)的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和受神經(jīng)科學(xué)啟發(fā)的模型和算法的通用平臺(tái)非常重要。清華大學(xué)施路平研究組與合作者提出了一種天機(jī)芯片架構(gòu)，它高效集成了上面的兩種方法，提供了一個(gè)異構(gòu)集成的協(xié)同計(jì)算平臺(tái)。該芯片采用多核結(jié)構(gòu)、可重構(gòu)構(gòu)件和流線型數(shù)據(jù)流的混合編碼方案，既能同時(shí)獨(dú)立支持基于計(jì)算機(jī)科學(xué)的機(jī)器學(xué)習(xí)算法和神經(jīng)科學(xué)主導(dǎo)的算法以及神經(jīng)科學(xué)中的多種編碼方案，還支持兩者的異構(gòu)混合建模，提供新的解決方案。研究人員僅使用一個(gè)芯片，演示了無(wú)人駕駛自行車系統(tǒng)中通用算法和模型的同步處理，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)目標(biāo)檢測(cè)、跟蹤、語(yǔ)音控制、避障、過(guò)障和平衡控制。該項(xiàng)研究有望為更通用的硬件平臺(tái)發(fā)展鋪平道路并推動(dòng)AGI的發(fā)展。

3、提出基于DNA檢測(cè)酶調(diào)控的自身免疫疾病治療方案

尋找有效控制cGAS活性的手段并探究其調(diào)控機(jī)理，對(duì)抵抗病毒感染及自身免疫疾病的治療都至關(guān)重要。軍事醫(yī)學(xué)研究院(國(guó)家生物醫(yī)學(xué)分析中心)張學(xué)敏和李濤研究組與合作者發(fā)現(xiàn)，乙?；揎検强刂芻GAS活性的關(guān)鍵分子事件，并揭示了其背后的調(diào)控規(guī)律。研究不但揭示了機(jī)體抗病毒感染的關(guān)鍵調(diào)控機(jī)制，還發(fā)現(xiàn)了有效的cGAS抑制劑，為AGS(艾卡迪綜合征)等自身免疫疾病提供了潛在治療策略。

4、破解藻類水下光合作用的蛋白結(jié)構(gòu)和功能

中國(guó)科學(xué)院植物研究所沈建仁、匡廷云研究組報(bào)道了海洋硅藻——三角褐指藻FCP的高分辨率晶體結(jié)構(gòu)，揭示了蛋白支架內(nèi)的7個(gè)葉綠素a、2個(gè)葉綠素c、7個(gè)巖藻黃素以及可能的1個(gè)硅甲藻黃素的詳細(xì)結(jié)合位點(diǎn)，從而揭示了葉綠素a和c之間的高效能量傳遞途徑。研究進(jìn)展率先破解了硅藻、綠藻光合膜蛋白超分子結(jié)構(gòu)和功能之謎，不僅對(duì)揭示自然界光合作用的光能高效轉(zhuǎn)化機(jī)理具有重要意義，也為人工模擬光合作用、指導(dǎo)設(shè)計(jì)新型作物、打造智能化植物工廠提供了新思路和新策略。

5、基于材料基因工程研制出高溫塊體金屬玻璃

中國(guó)科學(xué)院物理研究所柳延輝研究組與合作者基于材料基因工程理念開發(fā)了具有高效性、無(wú)損性、易推廣等特點(diǎn)的高通量實(shí)驗(yàn)方法，設(shè)計(jì)了一種Ir-Ni-Ta-(B)合金體系，獲得了高溫塊體金屬玻璃，其玻璃轉(zhuǎn)變溫度高達(dá)1162 K。該研究開發(fā)的高通量實(shí)驗(yàn)方法具有很強(qiáng)的實(shí)用性，顛覆了金屬玻璃領(lǐng)域60年來(lái)“炒菜式”的材料研發(fā)模式，證實(shí)了材料基因工程在新材料研發(fā)中的有效性和高效率，為解決金屬玻璃新材料高效探索的難題開辟了新的途徑，也為新型高溫、高性能合金材料的設(shè)計(jì)提供了新的思路。

6、闡明銪離子對(duì)提升鈣鈦礦太陽(yáng)能電池壽命的機(jī)理

鈣鈦礦太陽(yáng)能電池是廣受關(guān)注的新一代光伏技術(shù)，而其工作穩(wěn)定性是目前產(chǎn)業(yè)化的主要障礙。為提高本征穩(wěn)定性，北京大學(xué)工學(xué)院周歡萍研究組、化學(xué)與分子工程學(xué)院嚴(yán)純?nèi)A/孫聆東研究組及其合作者提出，通過(guò)在鈣鈦礦活性層中引入銪離子對(duì)(Eu3+/Eu2+)作為“氧化還原梭”，可同時(shí)消除Pb0和I0缺陷，進(jìn)而大幅提升器件使用壽命。該方法解決了鉛鹵鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中限制其穩(wěn)定性的一個(gè)重要的本質(zhì)性因素，可以推廣至其他鈣鈦礦光電器件，對(duì)于其他面臨類似問(wèn)題的無(wú)機(jī)半導(dǎo)體器件也具有參考意義。

7、青藏高原發(fā)現(xiàn)丹尼索瓦人

中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所陳發(fā)虎研究組、蘭州大學(xué)張東菊研究組聯(lián)合德國(guó)馬普學(xué)會(huì)進(jìn)化人類學(xué)研究所Jean-Jacques Hublin研究組等合作者，報(bào)道了一個(gè)利用古蛋白質(zhì)分析方法鑒定為丹尼索瓦人的下頜骨，該下頜骨來(lái)自于中國(guó)甘肅省夏河縣的白石崖溶洞。該化石標(biāo)本是丹尼索瓦洞以外發(fā)現(xiàn)的首件丹尼索瓦人化石證據(jù)，對(duì)標(biāo)本的全面分析也為丹尼索瓦人研究提供了豐富的體質(zhì)形態(tài)學(xué)信息，包括下頜和牙齒形態(tài)等信息。該項(xiàng)研究表明，早在現(xiàn)代智人到來(lái)之前，丹尼索瓦人在中更新世晚期就已經(jīng)生活在青藏高原高海拔地區(qū)，并成功地適應(yīng)了高寒缺氧環(huán)境。

8、實(shí)現(xiàn)對(duì)引力誘導(dǎo)量子退相干模型的衛(wèi)星檢驗(yàn)

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉及其同事彭承志、范靖云等與合作者，利用“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，在國(guó)際上率先在太空中開展了引力誘導(dǎo)量子糾纏退相干的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，對(duì)穿越地球引力場(chǎng)的量子糾纏光子退相干情況進(jìn)行測(cè)試。根據(jù)“事件形式”理論模型預(yù)言，糾纏光子對(duì)在地球引力場(chǎng)中的傳播，其關(guān)聯(lián)性會(huì)概率性地?fù)p失;而依據(jù)現(xiàn)有的量子力學(xué)理論，所有糾纏光子對(duì)將保持糾纏特性。最終，衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)結(jié)果并不支持“事件形式”理論模型的預(yù)測(cè)，而與標(biāo)準(zhǔn)量子理論一致。這是國(guó)際上首次利用量子衛(wèi)星在地球引力場(chǎng)中對(duì)嘗試融合量子力學(xué)與廣義相對(duì)論的理論進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，將極大地推動(dòng)相關(guān)物理學(xué)基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)研究。

9、揭示非洲豬瘟病毒結(jié)構(gòu)及其組裝機(jī)制

中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所饒子和/王祥喜團(tuán)隊(duì)和中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所步志高團(tuán)隊(duì)聯(lián)合上?？萍即髮W(xué)等單位，在上?？萍即髮W(xué)冷凍電鏡中心連續(xù)收集了高質(zhì)量數(shù)據(jù)，采用一種優(yōu)化的圖像重構(gòu)策略，解析了非洲豬瘟病毒衣殼的三維結(jié)構(gòu)，其分辨率達(dá)到4.1埃。這些結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)揭示了衣殼穩(wěn)定性和組裝的分子基礎(chǔ)，對(duì)非洲豬瘟疫苗的研發(fā)具有十分重要的理論指導(dǎo)意義。

10、首次觀測(cè)到三維量子霍爾效應(yīng)

30多年前，Bertrand Halperin等人從理論上預(yù)言可能在三維電子氣體系中產(chǎn)生量子霍爾效應(yīng)，但迄今為止，還沒(méi)有從實(shí)驗(yàn)上觀測(cè)到“三維量子霍爾效應(yīng)”。南方科技大學(xué)物理學(xué)系張立源研究組、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理學(xué)系喬振華研究組及新加坡科技設(shè)計(jì)大學(xué)楊聲遠(yuǎn)等合作，在塊體碲化鋯(ZrTe5)晶體中首次實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了“三維量子霍爾效應(yīng)”。該研究進(jìn)展提供了三維量子霍爾效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，并提供了一個(gè)進(jìn)一步探索三維電子體系中奇異量子相及其相變的很有前景的平臺(tái)。

“中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展”遴選活動(dòng)至今已舉辦15屆，旨在宣傳我國(guó)重大基礎(chǔ)研究科學(xué)進(jìn)展，激勵(lì)廣大科技工作者的科學(xué)熱情和奉獻(xiàn)精神，開展基礎(chǔ)研究科學(xué)普及，促進(jìn)公眾理解、關(guān)心和支持基礎(chǔ)研究，在全社會(huì)營(yíng)造良好的科學(xué)氛圍。

2019年度，《中國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)》《科技導(dǎo)報(bào)》《中國(guó)科學(xué)院院刊》《中國(guó)科學(xué)基金》和《科學(xué)通報(bào)》等5家編輯部共推薦了320項(xiàng)科學(xué)研究進(jìn)展?？茖W(xué)技術(shù)部高技術(shù)研究發(fā)展中心邀請(qǐng)專家遴選出30項(xiàng)進(jìn)展進(jìn)入終選。終選采取網(wǎng)上投票，邀請(qǐng)兩院院士、國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、部分國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃總體專家組專家和項(xiàng)目負(fù)責(zé)人等2600余名專家學(xué)者網(wǎng)上投票，得票前十位入選“2019年度中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展”。