科创中国·成果

中国天眼超深场巡天发现迄今最远中性氢星系

中国天眼（FAST）发现一批迄今最遥远中性氢星系样本。相关研究成果在线发表在《天体物理学杂志通讯》上。

中性氢是星系中气体循环的重要组成成分，为恒星形成区提供燃料，是探讨星系动力学结构的重要探针。同时，中性氢旋转曲线提供了暗物质存在的观测证据，为建立标准宇宙模型奠定了基础。

中国科学院国家天文台研究员彭勃主持的FAST超深场巡天项目，发挥FAST高灵敏度以及19波束接收机大视场优势，对远距离和暗弱中性氢星系开展深度“盲寻”。科研人员在先导巡天中发现6个距离约为50亿光年的中性氢星系，这是迄今通过21cm发射线直接探测到的最远的中性氢星系样本，其中一个星系具有迄今最大的中性氢质量。该团队估算了样本中大质量中性氢星系的密度，发现了42亿年前的宇宙中拥有更多大质量中性氢星系。该团队利用合作者的DESI谱线数据，并使用Hale 5米、BTA 6米和Keck 10米光学望远镜多波段观测，找到6个远距离中性氢星系的光学对应体，这表明在远距离星系探测上FAST提供了探测遥远中性氢星系的新途径。

该工作由国家天文台、澳大利亚西澳大学等合作完成。

科学家找到水稻从野生到驯化的关键证据

中国科学院地质与地球物理研究所与浙江省文物考古研究所、临沂大学、上山遗址管理中心等全国13个单位的专家合作，利用植硅体微体化石分析等方法开展了浙江上山文化区水稻起源研究，揭示了水稻从野生到驯化的10万年连续演化史。5月24日，相关研究成果以研究论文的形式在线发表在《科学》上。

该研究表明东亚稻作农业与西亚两河流域麦作农业的起源在时间上是同步的，是人类发展历史上的重要里程碑，并进一步确认了我国是世界水稻的起源地以及上山文化在世界农业起源中的重要地位。

量子模拟计算领域获重要突破

中国科学院院士、清华大学交叉信息研究院教授段路明研究组近日在量子模拟计算领域取得重要突破，首次实现512离子二维阵列的稳定囚禁冷却以及300离子量子比特的量子模拟计算。该工作实现了国际上最大规模具有单比特分辨率的多离子量子模拟计算，将原来的离子量子比特数国际纪录往前推进了一大步，并首次实现基于二维离子阵列的大规模量子模拟。

该成果研究论文《具有单比特分辨率的数百囚禁离子二维量子模拟器》在《自然》杂志在线发表，被审稿人称为“量子模拟领域的巨大进步”“值得关注的里程碑”。

段路明团队研究人员利用低温一体化离子阱技术和二维离子阵列方案，大规模扩展离子量子比特数并提高离子阵列稳定性，首次实现512离子的稳定囚禁和边带冷却，并首次对300离子实现可单比特分辨的量子态测量。研究人员进而利用300离子量子比特实现可调耦合的长程横场伊辛模型的量子模拟计算。该实验系统为进一步研究多体非平衡态量子动力学这一重要难题提供了强大工具。

首次“看到”冰表面原子结构

由北京大学物理学院、北京怀柔综合性国家科学中心轻元素量子材料交叉平台（以下简称“轻元素平台”）组成的研究团队，利用自主研发的国产qPlus型扫描探针显微镜，在国际上首次“看到”冰表面的原子结构，并揭示其在零下153摄氏度即开始融化的奥秘。该成果近日发表于国际学术期刊《自然》上。

探测发现，冰表面结构同时存在六角密堆积和立方密堆积两种排列方式，且拼接堆砌形成稳定的网络结构。研究还揭示了冰表面预融化机制。冰表面常在低于零摄氏度下开始融化，该现象被称为冰的预融化。

中国科学院院士、轻元素平台理事长王恩哥表示，这项工作刷新了长期以来人们对冰表面结构和预融化机制的传统认知，为冰科学研究打开了新的原子尺度视角。

毫瓦级超低功耗类脑芯片诞生

近日，中国科学院自动化研究所李国齐、徐波课题组与时识科技公司等单位合作设计了一套能够实现动态计算的算法—软件—硬件协同设计的类脑神经形态SOC（System on Chip）系统Speck ，展示了类脑神经形态计算在融合高抽象层次大脑机制时的天然优势，相关研究在线发表于《自然·通讯》杂志。

该研究提出了“神经形态动态计算”的概念，通过设计了一种类脑神经形态系统Speck来实现基于注意力机制的动态计算，在硬件层面做到“没有输入，没有功耗”，在算法层面做到“有输入时，根据输入重要性程度动态调整计算”，从而在典型视觉场景任务功耗可低至0.7毫瓦，进一步挖掘了神经形态计算在性能和能效上的潜力。

中国科学院自动化研究所研究员李国齐表示，这项研究证实了高、低抽象层次大脑机制的融合，能进一步激发类脑计算潜力，为未来将大脑进化过程中产生的各种高级神经机制融合至神经形态计算提供积极启发。

中美科研团队获得迄今为止最清晰的线粒体蛋白解析图像

南京中医药大学朱家鹏教授与美国耶鲁大学张凯教授联合团队在国际学术期刊《自然》发表研究成果。团队突破“蛋白质纯化”这一传统概念，直接对线粒体成像，获得了迄今为止最清晰、最接近真实生理状态的线粒体原位膜蛋白高分辨率三维解析结构。

团队不仅研究了线粒体在健康细胞中的状态，还研究了心脏缺血状态下线粒体有何变化。“我们观察到了病理状态下呼吸链的改变，这些研究成果能够让科学界进一步明确呼吸链的作用机制，为研究疾病疗法提供新思路。”朱家鹏说。