科创中国·成果

中国空间站氧气资源100%再生

记者从4月13日召开的第三届全国载人航天环境控制与生命保障技术大会上获悉，目前中国空间站环控生保6大再生系统稳定运行，空间站氧气资源实现100%再生，水资源闭合度提升到95%以上，每年减少上行补给6吨，主要技术指标达到世界领先水平。

环控生保系统是在太空密闭环境中为航天员创造一个基本的生活条件和适宜的工作环境，保障航天员身体健康和生命安全，被誉为航天员的生命“保护伞”。

中国航天员中心是我国唯一从事载人航天器环境控制与生命保障系统研制的科研单位。据中心环控生保工程室主任卞强介绍，55年来，他们成功研发载人航天器三代环控生保系统，圆满完成神舟飞船、“飞天”舱外航天服以及空间站三舱组合体等环控生保产品研制任务。特别是空间站任务启动以来，他们相继攻克电解制氧、二氧化碳去除、微量有害气体去除和水处理、尿处理等技术难题，实现环控生保系统成功由“补给式”向“再生式”根本转换，为我国空间站建设作出了贡献。

403秒！我国人造太阳创世界纪录

4月12日，有“人造太阳”之称的中国全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）创造新纪录，成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒，对探索未来聚变堆前沿物理问题，加快实现聚变发电具有重要意义。

核聚变能源的原材料在地球上极丰富，排放无污染，如果能造一个“太阳”来发电，人类有望实现能源自由。EAST作为中国国家重大科技基础设施，拥有类似太阳的核聚变反应机制。经过十几年聚力攻关，EAST成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒，再次刷新2017年的101秒实验世界纪录。此次突破，为提升未来聚变电站的发电效率，降低成本奠定了坚实物理基础。

科学家研制出首例室温超快氢负离子导体

中国科学院大连化学物理研究所研究员陈萍、副研究员曹湖军团队提出了一种全新的材料设计研发策略，通过机械化学方法，在稀土氢化物——氢化镧晶格中故意制造大量的缺陷和纳米微晶，研发出首个室温环境下超快氢负离子导体。相关成果4月5日发表于《自然》杂志。

研发团队创新地采用机械球磨法，通过撞击和剪切力，造成氢化镧晶格的畸变，形成了大量纳米微晶和晶格缺陷。这些畸变可以显著抑制电子传导，从而获得了优异的氢负离子传导特性。

更为重要的是，此项研究实现了氢负离子在温和条件下（零下40摄氏度至80摄氏度）的超快传导。此前的研究中，氢负离子导体只能在300摄氏度左右实现超快传导。此外，团队还首次实现了室温全固态氢负离子电池的放电。

绞断手臂寄养在小腿后再回植成功

4月11日，空军军医大学西京医院联合空军九八六医院发布消息，该院成功为一名患者实施“前臂毁损断肢异位寄养后全形组合回植重建术”，实现前臂中段长达7厘米的骨骼、神经等组织的重建再造，突破双臂等长、功能恢复等技术难题。该手术属世界首例。

手术前，该患者右前臂完全绞断，右前臂中段大部分的骨骼、软组织都已没有，皮肤、肌肉、血管、神经严重损坏。该院团队提出“寄养+回植重建”全形组合回植重建保肢方案，将患者离断的右手先“寄养”在其左侧小腿上，待寄养肢体成活、创面组织分界清晰，将断臂移植回原位。目前经过手术后，患者肢体皮瓣红润，神经和肌肉功能重新连接，功能也都重建起来，已经可以做前臂旋转，再过一个月就能恢复手部简单的抓握功能。

世界首个番茄超泛基因组构建完成

4月6日，由新疆农业科学院加工番茄生物育种创新团队牵头，联合中国农业科学院等多家单位，在国际学术期刊《自然·遗传》在线发表了题为《超泛基因组研究揭示野生和栽培番茄物种基因组和结构变异多样性》的科研成果。

该团队研究收集了8个野生番茄种、1个番茄近源野生种和2个栽培番茄代表性品种，利用PacBio（第三代单分子实时测序技术）、Bionano（全基因组光学图谱技术）和Hi-C（高通量染色体构象捕获技术）测序技术，组装了11个染色体水平高质量基因组，解析了番茄属基因组特征，重构了番茄属系统发生关系，构建了国际首个番茄超泛基因组，为群体水平SV基因分型提供了强大的平台，这将有助于开发风味改良番茄品种育种的标记。

超大规模集成光量子计算芯片研制成功

北京大学研究员王剑威、教授龚旗煌课题组与合作者经过六年联合攻关，研制了基于超大规模集成硅基光子学的图论“光量子计算芯片”——“博雅一号”，发展出了超大规模集成硅基光量子芯片的晶圆级加工和量子调控技术，首次实现了片上多光子高维度量子纠缠态的制备与调控，演示了基于图论的可任意编程玻色取样专用型量子计算。4月6日，相关研究成果以《超大规模集成的图量子光子学》为题，在线发表于《自然·光子学》。

研究团队研制了一款集成约2500个元器件的超大规模光量子芯片，实现了基于图论的光量子计算和信息处理功能。利用该光量子芯片，首次实现了多光子且高维度的量子纠缠态的制备、操控、测量和纠缠验证，验证了四光子三维GHZ真纠缠。多光子高维纠缠可为高维通用型量子计算提供关键资源态。

清华团队研发出可穿戴人工喉

近日，清华大学集成电路学院教授任天令及合作团队在智能语音交互方面取得重要进展，其研发的可穿戴人工喉可以感知喉部发声相关信号，并通过人工智能模型将其识别和合成为语音。这一研究结果为语音识别与交互系统提供了一条新的技术途径，并于日前在线发表在《自然·机器智能》上。

该研究团队通过激光直写技术在超薄聚酰亚胺薄膜上转化出基于石墨烯的智能可穿戴人工喉（AT），实现了对声音信号和机械运动的混合模态的感知，使AT能够获得低基频信号，同时具有抗噪声的语音感知能力。实验结果表明，混合模态AT能够检测基本语音元素（音素、声调和单词），平均准确率达到99.05%。此外，通过集成AI模型，AT识别出了喉切除术患者含糊说出的日常词汇，准确率超过90%。