2024中关村论坛年会今日开幕，主题为“创新：建设更加美好的世界”。未来5天，全球科技创新领域的顶尖专家、学者和企业家汇聚一堂，国际目光将聚焦于此。论坛年会设置了论坛会议、技术交易、成果发布、前沿大赛、配套活动五大板块，将举办近120场活动。论坛年会聚焦人工智能、生命科学、新材料等科技前沿领域，汇聚40多个国家和地区6000多个创新项目。
量子云算力集群综合指标进入国际第一梯队，世界上已知最薄的光学晶体产出，全球首个通用人工智能系统原型亮相……在今天的2024中关村论坛年会开幕式重大成果发布环节，10项重大科技成果集体亮相。
2024中关村论坛年会开幕式上发布了10项重大科技成果。
嘉宾体验与人形机器人对话。
▶驾驭光与电◀
多项“芯”技术集中上榜
连上网络，即可体验量子计算机的“超能力”。在“Quafu”大规模量子云算力集群上，近600个量子比特在云端互联互通，将提供更高水准的量子计算服务，加速量子计算应用落地。
比特是经典计算机最基本的逻辑单元，它有“开”“关”两种状态，科学家将其分别定义为0和1。“经典计算机的存储和处理能力和比特数之间是简单的乘法关系，如要提升1倍的运算能力，大致上就要增加1倍的比特数。”北京量子信息科学研究院执行院长常凯说，对于量子计算机来说，想提升1倍的运算能力，只需增加1个量子比特。
去年，量子计算云平台“Quafu”在2023中关村论坛上首次亮相。1年来，它已执行了超过300万个任务。这次，平台的能力大幅升级，本次发布的第二代“Quafu”实现了大规模量子云算力集群，共有5个百比特规模以上的量子芯片“上新”，综合指标进入国际第一梯队。
“Baihua（百花）”“Yunmeng（云蒙）”“Haituo（海陀）”……平台上超过100比特规模的量子芯片，都以北京地区及周边的山峰命名。目前，该集群的可用物理比特数达到590个以上，以免费形式向全球用户开放。未来，利用强大的算力，量子计算机有望在生物制药、新材料研发等领域大展拳脚。
全模拟光电智能计算芯片、第三代“香山”RISC-V开源高性能处理器核、转角氮化硼光学晶体原创理论与材料……本次发布中，多项芯片领域的技术突破上榜。
厚度仅有1至3微米的转角菱方氮化硼晶体薄如蝉翼，这种世界上已知最薄的光学晶体，能效却比传统光学晶体提升了100倍至1万倍。
“激光技术是当下科技文明的基石，在微纳加工、量子光源、生物监测等领域，激光技术都在大放光彩。”北京大学物理学院教授刘开辉表示，激光技术的突破高度依赖于光学晶体。瞄准制备更轻薄的光学晶体这一目标，科研团队展开了长达10余年的攻关。
经过反复组合尝试，轻巧的氮化硼成为了最优选，制备出的菱方氮化硼材料单层厚度仅相当于头发丝直径的十万分之一，部分参数却能与传统厘米级的光学晶体材料相媲美。不过，单层的氮化硼分子无法被作为光学晶体用于激光器制造，通过复杂的理论推导，科研团队发现了新的晶体设计方法——当把每块菱方氮化硼材料像拧魔方一样转动特定角度，堆叠形成的光学晶体能减少激光穿过的能量“内耗”，高效产出所需激光。
全新的晶体设计理论与制备方法相结合，让光学晶体成功“瘦身”，传统光学晶体厚度在毫米级到厘米级，而转角氮化硼光学晶体的厚度只有1至3微米。“我们把这个规律总结为二维材料的界面转角理论。这是自激光技术发明以来，光学晶体理论的又一个重大原创突破。”刘开辉说。
▶探秘脑与智◀
“隔空取物”有望成现实
随着脑机接口技术的进步，“心有灵犀”的边界正在逐步拓展。多年前上映的电影《阿凡达》中，主角就是通过脑机接口，利用阿凡达人的身体在潘多拉星球活动。在北京脑科学与类脑研究所，电影中的场景逐步走向现实。比头发丝还细的电极，通过开颅手术精确植入猕猴的大脑皮质，其所思所想被“北脑二号”智能脑机系统解码，并在国际上首次实现了猕猴对二维运动光标的灵巧脑控。
在接受脑机系统植入手术前，科研人员为这只猕猴建立了“看到红色小球就要去抓取”的条件反射。植入电极后，当屏幕上跳出红色小球，猕猴的条件反射便被激活，神经元释放的电信号被埋设在其大脑皮层内的电极尽数接收。平台上，剧烈跳动的数据显示着猕猴想要“抓”向小球，这个指令被计算机传输至前方的机械臂。如此一来“意念一动、隔空取物”场景便实现了。
高通量柔性微丝电极、大通道数高速神经电信号采集设备、神经编解码算法……一系列技术的突破，让“北脑二号”在猕猴颅内的植入实验顺利持续了近1年，系统的有效信号传输通道数量依然保持着高水平，信噪比、信号质量等指标也表现优异。
目前，“北脑二号”的部分性能参数已经达到了世界领先水平。芯智达公司业务发展总监李园表示，接下来，科研团队还将向着脑机接口微型化、无线化、全植入的方向开展研发，便于后续的临床应用。
人工智能的发展也有了新路线。要让人工智能像人一样完成任务，就要为它“立心”。
牛奶被碰洒，立刻找来抹布擦拭干净；皮球被丢在地上，主动将其放回原位；够不到水龙头，就搬来一把垫脚的小凳子……小女孩“通通”生活在一个高度仿真的数字场景中，它是全球首个通用人工智能系统原型，已达到儿童一定的智力水平，可以识别人类意图并主动提供帮助，在没有指派具体任务时，也会主动在房间内探索学习。这些行为都是基于价值和因果作出的自主决策，随着价值倾向的调整，它面对同样的场景会做出迥异的反应。
“人们常常认为，我们很难学会的东西才是智能，但其实端茶倒水、察言观色这种最不费力、最自然的行为，才是最难却最有用的智能。”北京通用人工智能研究院院长朱松纯介绍，在能力体系和价值体系的双系统架构下，通过“自主学”和“他人教”等方式，“通通”可实现技能、知识和价值的持续成长，再用两三年的时间，它的心智会继续提升，展现出更鲜活、更真实的状态。
▶挑战最前沿◀
重大基础设施取得领先成果
500米口径球面射电望远镜（FAST）被称为“中国天眼”，仅用巡天一瞥，它就发现了一个处于轨道周期仅为53分钟的双星系统中的脉冲星。这是人类发现的轨道周期最短的脉冲星双星系统，填补了蜘蛛类脉冲星系统演化模型中缺失的一环。
“对脉冲星的观测周期在其轨道周期的十分之一以下，才能更好地避免轨道运动产生的不利影响。FAST观测5分钟的信号信噪比，比其他同波段射电观测设备1至2小时得到的信号还要优秀。”中国科学院国家天文台副研究员潘之辰说。作为世界上灵敏度最高的单口径射电望远镜，FAST自投入运行以来，已经发现了超过900颗脉冲星，是同一时期国外同类型望远镜监测数量总和的3倍以上。
而在四川省稻城县平均海拔4410米的海子山上，国际上最灵敏的超高能伽马射线探测装置——“拉索”（高海拔宇宙线观测站，LHAASO）全天候望向深空。在对迄今最亮伽马射线暴GRB 221009A的观测中，虽然世界多个大科学装置均探测到了该事件，但只有“拉索”创下纪录，记录到10万亿电子伏特以上的光子。“这可以说是伽马射线暴60年研究历史的一个里程碑。”中国科学院高能物理研究所研究员陈松战说。
利用这些观测数据，中国科学院高能物理研究所牵头的拉索国际合作组，绘制出了这枚“宇宙烟花”最精确的高能辐射能谱。“虽然‘拉索’占地面积大，又处在野外环境，但从2021年至今，装置始终以接近100%的完好率稳定运行。”陈松战介绍。至少在未来10年，高能伽马射线天文学研究将属于“拉索”。
用核聚变点亮第一盏灯的日子也越来越近。核聚变反应仿佛一头猛虎，要想让它乖乖受控，就必须研发一座能承受超高温、超低温、超高真空、超强磁场、超大电流等极端环境的“笼子”。在中国科学院合肥物质科学研究院，一座直径8米、高11米左右的“大火炉”，历经12万余次实验，终于将“猛虎”稳稳地关了403秒——2023年4月12日，全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）创下了稳态高约束模式等离子体运行的新世界纪录。
仅时隔1天，在同样的实验条件下，EAST成功复现了前一天的实验结果。“这么长的时间尺度、这么高的功率、这么多的约束条件，还能够完全重复实验，这是国际核聚变研究领域公认的重大里程碑。”中国科学院合肥物质科学研究院研究员龚先祖说，“希望我们能尽快突破稳态聚变的研究，利用聚变在中国点燃第一盏灯。”本报记者 刘苏雅 文 王海欣 摄
2024中关村论坛年会重大科技成果
❶《中关村世界领先科技园区建设方案（2024-2027年）》
❷ 用“芯”加速AI——全模拟光电智能计算芯片
❸ 业内瞩目精彩纷呈——人工智能取得系列成果
❹ 驾驭激光的利器——转角氮化硼光学晶体原创理论与材料
❺ 构筑量子计算“实用之路”——量子云算力集群
❻ 绿色能源的强大引擎——300兆瓦级F级重型燃气轮机完成总装
❼ 来自开源的“芯”贡献——第三代“香山”RISC-V开源高性能处理器核
❽ 基因改良护航粮食安全——农作物耐盐碱机制解析及应用
❾ 拓展“心有灵犀”的边界——“北脑二号”智能脑机系统
❿ 重大科技基础设施取得系列国际领先成果
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