“科里科气”的合肥，如何助力中国科技突破？| 科技袁人

2021恰逢中国共产党百年华诞，也是科技界屡创新高、硕果累累、取得多项重要突破的一年。江南唇齿，淮右襟喉，合肥作为综合性国家科学中心，发挥着自己创新技术领域的科技实力与非凡的产业战略规划，在科技界展现着不容小觑的实力。

最近，《科技日报》评出了2021年中国十大科技突破（《年终盘点：2021年中国科技的重大突破》）。一个显著的特点是，其中有四项都出自合肥！这些成果分别属于量子信息、核聚变与数学领域，下面我就向大家来解读一下。

“九章”“祖冲之”上新，在两个物理体系实现量子优越性。这条是量子计算方面的重要突破。量子计算机有希望对某些特定问题，如破解密码，远远超越经典计算机。如果实现了，就叫做在这个问题上实现量子优越性。此外，量子计算机是一种物理实验装置，需要某种物理体系来实现，例如光学、超导、离子阱、核磁共振等。2020年12月，科大潘建伟院士团队发布了“九章”量子计算机，它用的物理体系是光学，处理的问题是“玻色子取样”，在这个问题上超越了最强的经典计算机一百万亿倍。2021年10月26日，他们把“九章”升级成了“九章二号”，把光子数从76增加到113，把相对于经典计算机的优势扩大到了一亿亿亿倍。同一天，他们把5月发布的“祖冲之号”升级成了“祖冲之二号”。它用的物理体系是超导，处理的问题是“随机线路取样”，不但超越了最强的经典计算机，而且超越了2019年率先在这个问题上实现量子优越性的美国谷歌量子计算机“悬铃木”。因此，中国成为了唯一在两种物理体系上实现量子优越性的国家，在这方面超越了美国。

光存储时间达1小时，向量子U盘迈出重要一步。这条是量子通信方面的重要成果。这里说的光存储不是光盘，也不是让光变慢，而是用量子力学的方法把光的信息全部转化成原子的信息，把原子存起来，以后可以恢复光的全部信息。这种技术的目标应用是量子U盘，即把存储器通过汽车、飞机等手段送到远处，读出量子信息。要实现这个目的，关键就是要存的时间长。以前的最高纪录只有1分钟，是德国科学家2013年创造的。2021年4月，科大郭光灿院士团队把光存储时间提高到了1小时，这就使量子U盘离实用近了一大步。

“人造太阳”刷新世界纪录，实现可重复1.2度燃烧101秒。这条是核聚变方面的重要成果。这里说的燃烧不是发生聚变，而是把聚变原料氢气变成等离子体，这是发生聚变前的准备工作。可控核聚变有三个重要指标：粒子数密度、温度和约束时间。只有这三者的乘积达到某个阈值，才能让聚变放出的能量等于外界输入的能量。因此，世界各地的聚变装置都在努力提升这三项指标。2021年5月28日，中国科学院等离子体物理研究所的全超导托卡马克EAST取得突破，实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行。此前一亿度运行的最长时间只有20秒，是韩国创造的。这次EAST把纪录提高到了5倍，使人类离实现可控核聚变又近了一步。

最后一项，证明凯勒几何核心猜想，解开数学界60多年“悬案”。这是微分几何领域的重要成果，由科大陈秀雄教授与合作者程经睿实现。鉴于绝大多数人都难以理解数学细节，这条就不详细解释了。

合肥在中国十大科技突破中独占了四席，这是前所未有的盛事。合肥综合性国家科学中心，当之无愧。祝大家在新年更加热爱科学，为科学做出更大的贡献！

作者简介：本文作者袁岚峰，中国科学技术大学化学博士，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心副研究员，中国科学技术大学科技传播系副主任，中国科学院科学传播研究中心副主任，科技与战略风云学会会长，“科技袁人”节目主讲人，安徽省科学技术协会常务委员，中国青少年新媒体协会常务理事，中国科普作家协会理事，入选“典赞·2018科普中国”十大科学传播人物，微博@中科大胡不归，知乎@袁岚峰（https://www.zhihu.com/people/yuan-lan-feng-8）。

责任编辑：陈昕悦