产业观察

长鑫科技成为A股历史上首只单日成交额破1000亿元的个股、全球首台630℃示范煤电机组双机投运、我国自研世界最大直径高铁盾构机成功穿越长江、C919高原型首架机完成首飞……过去一周，我国在能源、基建、基础研究、人工智能、商业航天等领域持续突破。（科技日报记者 刘蓉蓉 何沛苁）封面新闻丨第40个教师节，致敬这些良师益友亮点纷呈 氛围感拉满！2024年国家网络安全宣传周开启封面新闻丨共赴十年之约 2024数博会引领数字经济发展新潮流全国生态日丨我国生态环境和质量持续改善和平不能寄托于他人的仁慈时隔20多年，我们再次向那片海域发射导弹！

IBM与芝加哥大学展示“量子优势”，在逻辑电路上建立可信量子计算。图片来源：IBM据国际商业机器公司（IBM）官网最新消息，该公司联合多家机构，在三项独立实验中实现了“量子优势”。这些实验展示并验证了量子计算相对于经典计算的优势，并证明量子系统能在部分任务中提供比经典计算方法更高效、更低成本或更准确可信的计算结果。此次三项实验均基于IBM最新的Quantum Heron R3超导量子计算系统，并结合新型误差缓解技术开展。第一项研究中，IBM与Qedma合作，以Floquet横场伊辛模型为研究对象。这一模型常用于研究材料在周期性外场驱动下磁性的演化，但随着系统规模扩大，其计算复杂度呈指数级增长，经典计算机难以胜任。团队利用日本“富岳”超级计算机验证量子计算结果，在两者结果一致后逐步提高问题复杂度，直至经典计算达到能力极限，而量子计算仍可继续完成计算。重复实验显示，在不同硬件平台和噪声条件下，各系统仍得到一致计算结果。第二项研究由IBM与Algorithmiq合作完成。团队采用不同误差缓解方案，将Floquet横场伊辛模型应用于另一类计算问题。随着问题规模扩大，经典计算系统开始出现结果不一致，而量子计算系统仍保持稳定输出，实现了可验证的量子优势。第三项研究由IBM与美国芝加哥大学合作开展。团队设计了一种由克里福德门和T门组成的新型量子线路，通过逐步增加难以模拟的T门数量，使经典计算机最终无法完成模拟，同时保证量子计算误差得到有效控制，使超越经典计算能力范围内的计算结果依然具有可信性。过去几年中，科学界曾多次宣布实现“量子优势”，但其中一些成果后来被新的经典算法或更高效计算方法超越。IBM首席研究科学家阿比纳夫·坎达拉表示，量子计算与经典计算之间的竞争仍将持续，这种相互挑战正是科学发展的方式。这次的“量子优势”胜在了可验证性——不仅换了不同的量子硬件，还拉来了“富岳”超算做“裁判”，甚至主动加噪测试，证明误差缓解技术目前真的可以兜住底。这也意味着，量子计算正从炫技式的速度比拼，转向了可信赖的实用验证。不过，目前的优势仍局限于特定的物理模型，离真正帮助人类解决药物研发、金融建模等通用问题距离尚远。而且在量子领域，“纠错”依然是需要攻坚的终极难题，量子计算不能永远用经典算力来复核检验，否则再大的优势也终将是空中楼阁。

IBM与芝加哥大学展示“量子优势”，在逻辑电路上建立可信量子计算。图片来源：IBM据国际商业机器公司（IBM）官网最新消息，该公司联合多家机构，在三项独立实验中实现了“量子优势”。这些实验展示并验证了量子计算相对于经典计算的优势，并证明量子系统能在部分任务中提供比经典计算方法更高效、更低成本或更准确可信的计算结果。此次三项实验均基于IBM最新的Quantum Heron R3超导量子计算系统，并结合新型误差缓解技术开展。第一项研究中，IBM与Qedma合作，以Floquet横场伊辛模型为研究对象。这一模型常用于研究材料在周期性外场驱动下磁性的演化，但随着系统规模扩大，其计算复杂度呈指数级增长，经典计算机难以胜任。团队利用日本“富岳”超级计算机验证量子计算结果，在两者结果一致后逐步提高问题复杂度，直至经典计算达到能力极限，而量子计算仍可继续完成计算。重复实验显示，在不同硬件平台和噪声条件下，各系统仍得到一致计算结果。第二项研究由IBM与Algorithmiq合作完成。团队采用不同误差缓解方案，将Floquet横场伊辛模型应用于另一类计算问题。随着问题规模扩大，经典计算系统开始出现结果不一致，而量子计算系统仍保持稳定输出，实现了可验证的量子优势。第三项研究由IBM与美国芝加哥大学合作开展。团队设计了一种由克里福德门和T门组成的新型量子线路，通过逐步增加难以模拟的T门数量，使经典计算机最终无法完成模拟，同时保证量子计算误差得到有效控制，使超越经典计算能力范围内的计算结果依然具有可信性。过去几年中，科学界曾多次宣布实现“量子优势”，但其中一些成果后来被新的经典算法或更高效计算方法超越。IBM首席研究科学家阿比纳夫·坎达拉表示，量子计算与经典计算之间的竞争仍将持续，这种相互挑战正是科学发展的方式。这次的“量子优势”胜在了可验证性——不仅换了不同的量子硬件，还拉来了“富岳”超算做“裁判”，甚至主动加噪测试，证明误差缓解技术目前真的可以兜住底。这也意味着，量子计算正从炫技式的速度比拼，转向了可信赖的实用验证。不过，目前的优势仍局限于特定的物理模型，离真正帮助人类解决药物研发、金融建模等通用问题距离尚远。而且在量子领域，“纠错”依然是需要攻坚的终极难题，量子计算不能永远用经典算力来复核检验，否则再大的优势也终将是空中楼阁。

研究过程科学图示。图片来源：物理学家组织网据物理学家组织网日前报道，一个国际研究团队利用詹姆斯·韦布空间望远镜，捕捉到宇宙大爆炸后仅12亿年时一组原始星系群的“组装”过程。由日本国立天文台罗纳尔多·莱什拉姆领导的研究小组，确认了这个名为SCGG-z5的致密星系原星系群。它由六个年轻星系构成，已全部通过光谱学手段验证了距离。这项发现为理解宇宙中大型星系的形成过程提供了新窗口。这些星系挤在一片宽度仅约5.2万光年的天空区域内，这一区域还不到银河系直径的一半。在当前主流的宇宙学模型中，星系通过逐级合并的方式成长——较小的天体在漫长岁月里相互碰撞、聚合。而SCGG-z5这类处于极高密度区域的原始星系群，恰好是检验这一理论的关键标本。韦布望远镜的深度成像和SAPPHIRES巡天的无缝光谱数据显示，这六个星系均呈现紊乱而不规则的形态。其中三个星系的恒星形成率达到甚至超过同期典型水平，有一个更是显著快于预期。团队指出，这种混乱面貌符合持续引力交互或合并过程的推测。恒星形成图还显示，气体似乎正朝某些星系核心汇集，暗示部分星系可能经历着由内向外的生长过程。不过质量最大的那个星系表现出相反模式——中心相对平静，外围反而更活跃。研究团队据此判断，在正式合并之前，大环境已经提前分化了各“成员”的“成长路径”。分析进一步证实，这是一个动态活跃的不稳定系统。这些星系彼此相对运动速度很快，足以在1400万年内完成多次近距离交会。通过与宇宙学模拟对比，团队分析，这六个星系将在观测时刻之后约4亿年完全合并为一个整体。新形成的星系预计会继续增长，在大约相当于宇宙年龄60亿年时达到千亿倍太阳质量，这可能是未来星系群中心最亮星系的雏形。从恒星形成到最终合并的完整过程估计耗时8亿年。SCGG-z5为早期宇宙中的星系群形成提供了一次罕见的直接观测。团队呼吁未来结合韦布望远镜对气体运动的精细光谱观测，以及阿塔卡玛大型毫米波阵列对冷气体的探测，以进一步验证潮汐相互作用是否真的驱动了这些星系间的差异。

研究过程科学图示。图片来源：物理学家组织网据物理学家组织网日前报道，一个国际研究团队利用詹姆斯·韦布空间望远镜，捕捉到宇宙大爆炸后仅12亿年时一组原始星系群的“组装”过程。由日本国立天文台罗纳尔多·莱什拉姆领导的研究小组，确认了这个名为SCGG-z5的致密星系原星系群。它由六个年轻星系构成，已全部通过光谱学手段验证了距离。这项发现为理解宇宙中大型星系的形成过程提供了新窗口。这些星系挤在一片宽度仅约5.2万光年的天空区域内，这一区域还不到银河系直径的一半。在当前主流的宇宙学模型中，星系通过逐级合并的方式成长——较小的天体在漫长岁月里相互碰撞、聚合。而SCGG-z5这类处于极高密度区域的原始星系群，恰好是检验这一理论的关键标本。韦布望远镜的深度成像和SAPPHIRES巡天的无缝光谱数据显示，这六个星系均呈现紊乱而不规则的形态。其中三个星系的恒星形成率达到甚至超过同期典型水平，有一个更是显著快于预期。团队指出，这种混乱面貌符合持续引力交互或合并过程的推测。恒星形成图还显示，气体似乎正朝某些星系核心汇集，暗示部分星系可能经历着由内向外的生长过程。不过质量最大的那个星系表现出相反模式——中心相对平静，外围反而更活跃。研究团队据此判断，在正式合并之前，大环境已经提前分化了各“成员”的“成长路径”。分析进一步证实，这是一个动态活跃的不稳定系统。这些星系彼此相对运动速度很快，足以在1400万年内完成多次近距离交会。通过与宇宙学模拟对比，团队分析，这六个星系将在观测时刻之后约4亿年完全合并为一个整体。新形成的星系预计会继续增长，在大约相当于宇宙年龄60亿年时达到千亿倍太阳质量，这可能是未来星系群中心最亮星系的雏形。从恒星形成到最终合并的完整过程估计耗时8亿年。SCGG-z5为早期宇宙中的星系群形成提供了一次罕见的直接观测。团队呼吁未来结合韦布望远镜对气体运动的精细光谱观测，以及阿塔卡玛大型毫米波阵列对冷气体的探测，以进一步验证潮汐相互作用是否真的驱动了这些星系间的差异。

等离子体纳米间隙内分子保持同步行为。图片来源：《自然·纳米技术》杂志英国剑桥大学卡文迪许实验室与圣安德鲁斯大学的科学家发现，当发光分子置身于金纳米粒子间不足一纳米宽的间隙时，会采取集体行动，像萤火虫般默契地同步闪烁。这一发现不仅挑战了关于光学相干性如何形成的长期假设，也为能在室温下工作的高灵敏度传感器、分子光子学和未来量子技术开辟了全新可能。相关论文发表于新一期《自然·纳米技术》杂志。实验中，团队用连续激光照射这些分子，并观察其发光行为。结果显示：激光功率较低时，发射的光仅限于被照亮的点；随着功率增加，光芒扩散成一片超出激光束范围的发光光晕，相隔甚远的分子开始遥相呼应，一起振荡，仿佛是一个整体在行动。团队表示，这是一种同步的偶极状态，但它又与传统激光器截然不同，发射的光并未高度聚焦，而是在离开纳米腔后迅速失去相干性。为揭开背后的奥秘，团队结合激光激发、干涉测量与理论分析，发现相干性的根源并非光子在光学腔内的来回反弹，而是分子通过相邻金纳米粒子间微小间隙中的强电磁相互作用，直接彼此同步。干涉测量清晰显示，分子在整个样品中产生了空间相干性。此前，科学家一直认为这种高度有序的一致行为，须依赖专门设计、能长久囚禁光子的光学腔。而此项研究却证实，在一个高度无序的系统中，室温下便生出了光学相关性，这无异于为在简单组装的室温材料中探索连贯的多体物理学打开了一扇新窗。团队计划进一步探究纳米间隙的大小、分子密度、无序程度，以及光耦合等因素如何影响这一同步状态。他们还希望尝试其他发射体，如分子量子位和色心，看看这类等离子体纳米腔能否催生出未来的室温量子光子平台。

等离子体纳米间隙内分子保持同步行为。图片来源：《自然·纳米技术》杂志英国剑桥大学卡文迪许实验室与圣安德鲁斯大学的科学家发现，当发光分子置身于金纳米粒子间不足一纳米宽的间隙时，会采取集体行动，像萤火虫般默契地同步闪烁。这一发现不仅挑战了关于光学相干性如何形成的长期假设，也为能在室温下工作的高灵敏度传感器、分子光子学和未来量子技术开辟了全新可能。相关论文发表于新一期《自然·纳米技术》杂志。实验中，团队用连续激光照射这些分子，并观察其发光行为。结果显示：激光功率较低时，发射的光仅限于被照亮的点；随着功率增加，光芒扩散成一片超出激光束范围的发光光晕，相隔甚远的分子开始遥相呼应，一起振荡，仿佛是一个整体在行动。团队表示，这是一种同步的偶极状态，但它又与传统激光器截然不同，发射的光并未高度聚焦，而是在离开纳米腔后迅速失去相干性。为揭开背后的奥秘，团队结合激光激发、干涉测量与理论分析，发现相干性的根源并非光子在光学腔内的来回反弹，而是分子通过相邻金纳米粒子间微小间隙中的强电磁相互作用，直接彼此同步。干涉测量清晰显示，分子在整个样品中产生了空间相干性。此前，科学家一直认为这种高度有序的一致行为，须依赖专门设计、能长久囚禁光子的光学腔。而此项研究却证实，在一个高度无序的系统中，室温下便生出了光学相关性，这无异于为在简单组装的室温材料中探索连贯的多体物理学打开了一扇新窗。团队计划进一步探究纳米间隙的大小、分子密度、无序程度，以及光耦合等因素如何影响这一同步状态。他们还希望尝试其他发射体，如分子量子位和色心，看看这类等离子体纳米腔能否催生出未来的室温量子光子平台。

银河系在维克多·M·布兰科4米望远镜上划出一条优美的弧线。图片来源：美国国家科学基金会等机构据物理学家组织网8月1日报道，美国西北大学、芝加哥大学与费米实验室科学家，研发出一款人工智能（AI）调度系统，可接管望远镜并为望远镜规划“凝视方向”。团队表示，这是迈向“自主天文台”的重要标志。目前，该系统的决策能力已与人类调度员相当。这一AI系统已接管位于智利的维克托·M·布兰科4米望远镜，指挥5.7亿像素的“暗能量相机”展开观测。该AI系统不仅能在观测之初生成精密计划，更能随环境变化实时调整观测策略，通过智能调度，使望远镜得以捕捉到尽可能多的高价值数据。望远镜的每一秒观测时间都极其宝贵，若指向偏差，或遇大气扰动等，图像便会模糊失真，导致微弱天体难以捕获。为最大限度提高望远镜观测效率，团队融合天文观测经验与前沿机器学习技术，打造出这款深度学习调度系统。他们摒弃传统规则编程，转而以数据“喂养”系统自主成长。团队利用暗能量调查项目积累的海量历史观测数据，输入某时刻的望远镜指向，要求系统预测下一观测目标。随后，将AI预测与人类决策对照，在反复“试错”中修正偏差。经过多轮学习，该系统已掌握复杂调度逻辑，无需人为设定月光、大气等变量参数，便能精准应对环境挑战。该系统已在布兰科望远镜完成两轮实测，效能媲美人类调度。接下来，团队计划进一步解锁“进化模式”：让该系统不仅能复制人类策略，更要突破思维边界，开创更高效观测范式。未来该智能调度系统可帮助望远镜更敏锐地响应宇宙信号，最大限度地提高每次观测的科学价值。当AI接管繁琐的技术调度，天文学家便能从操作细节中解放，投身于思考和解决更有意义的科学难题。

银河系在维克多·M·布兰科4米望远镜上划出一条优美的弧线。图片来源：美国国家科学基金会等机构据物理学家组织网8月1日报道，美国西北大学、芝加哥大学与费米实验室科学家，研发出一款人工智能（AI）调度系统，可接管望远镜并为望远镜规划“凝视方向”。团队表示，这是迈向“自主天文台”的重要标志。目前，该系统的决策能力已与人类调度员相当。这一AI系统已接管位于智利的维克托·M·布兰科4米望远镜，指挥5.7亿像素的“暗能量相机”展开观测。该AI系统不仅能在观测之初生成精密计划，更能随环境变化实时调整观测策略，通过智能调度，使望远镜得以捕捉到尽可能多的高价值数据。望远镜的每一秒观测时间都极其宝贵，若指向偏差，或遇大气扰动等，图像便会模糊失真，导致微弱天体难以捕获。为最大限度提高望远镜观测效率，团队融合天文观测经验与前沿机器学习技术，打造出这款深度学习调度系统。他们摒弃传统规则编程，转而以数据“喂养”系统自主成长。团队利用暗能量调查项目积累的海量历史观测数据，输入某时刻的望远镜指向，要求系统预测下一观测目标。随后，将AI预测与人类决策对照，在反复“试错”中修正偏差。经过多轮学习，该系统已掌握复杂调度逻辑，无需人为设定月光、大气等变量参数，便能精准应对环境挑战。该系统已在布兰科望远镜完成两轮实测，效能媲美人类调度。接下来，团队计划进一步解锁“进化模式”：让该系统不仅能复制人类策略，更要突破思维边界，开创更高效观测范式。未来该智能调度系统可帮助望远镜更敏锐地响应宇宙信号，最大限度地提高每次观测的科学价值。当AI接管繁琐的技术调度，天文学家便能从操作细节中解放，投身于思考和解决更有意义的科学难题。

一名技术人员在中国—埃及可再生能源“一带一路”联合实验室检测光伏组件。科技日报记者 李林旭 摄科技日报记者 李林旭 王小龙埃及南部索哈杰市的卡拉曼岛上，一排排光伏面板铺满了埃及科学研究技术院光伏研发基地大楼楼顶。当地充沛的光照资源经过这些光伏组件的吸收与转换，正源源不断地转化为绿色电能。这正是中国—埃及可再生能源“一带一路”联合实验室（以下简称“联合实验室”）的“手笔”。谈及联合实验室迄今为止取得的重要成果，埃及科学研究技术院教授默罕默德·扎哈兰一口气列举了多个首次：2023年10月，埃及制备出本土首个半片光伏电池；一个月后，埃及制造出本土首个高效半片光伏组件。“联合实验室是我们实现这些突破的核心载体，为我们的技术攻关、自主生产提供了全方位支撑。”扎哈兰说。“在联合实验室启动建设之前，埃及光伏领域发展面临重重制约。”扎哈兰坦言，那时，埃及既没有标准化的研发场地，也没有成套的生产设备，更没有成熟的制备工艺和专业技术体系，光伏电池均依赖进口，科研团队缺乏实操研发、试验量产的条件。联合实验室改变了这一切。“最重要的是，联合实验室为我们搭建了完整的光伏电池研发生产体系。”扎哈兰介绍，这套研发生产体系涵盖光伏电池生产核心工序、全套专业生产与检测设备，并搭建了标准化、适配沙漠气候的净化研发生产场地。“这么多年下来，联合实验室已成为当地一张响亮的‘中国名片’。”中国电子科技集团公司第四十八研究所研究部副主任周蒙透露，接下来，双方将进一步推进先进光伏技术的联合研发和成果转化，让当地居民享受到可再生能源的更多技术红利。“埃及光照资源十分丰富，拥有年均3000小时的充足日照，具有发展太阳能等可再生能源的得天独厚的自然条件，中国拥有全球最成熟的光伏技术、装备和产业链。”周蒙表示，中埃在新能源领域的合作是典型的优势互补，双方合作可以说是“一拍即合”。联合实验室在卡拉曼岛初建时，当地电力紧缺，用水困难。“针对这些痛点，联合实验室建成了离并网型光伏系统、光伏扬水系统、光伏净水系统等一系列光伏示范系统。”中国电子科技集团公司第四十八研究所研究员陆运章表示，这些“小而美”的惠民生项目有效缓解了当地用电、取水紧张难题，为区域能源保障提供了实践样本。在埃及科学研究技术院教授阿里夫·伊勒瓦看来，中埃在可再生能源领域的合作潜力巨大，联合实验室在埃及能源转型过程中大有可为。“通过联合实验室这个宝贵平台，中埃两国科技人员可以进行深度合作，共同创新。”伊勒瓦举例道：在双方协同攻关下，联合实验室攻克了高阻密栅电池技术，显著提升了光伏电池效率，为适配埃及本地光照环境的光伏产品研发奠定了坚实技术基础。在联合实验室建设和运营过程中，中埃双方团队同甘共苦、密切协作，双方的友谊与合作不断深化。“日常工作中，尽管有语言、文化和工作方式等方面的差异，但我们始终心往一处想、劲往一处使。”陆运章说。让他记忆犹新的是，有一次，联合实验室急需一件工业配件，当地四处搜寻未果。埃方承包商得知后没有丝毫迟疑，当即派人从开罗连夜驱车600多公里送达。“这种‘有事一起扛’的情谊，特别让人感动。”让扎哈兰尤其难忘的是，在联合实验室建设初期，扩散炉运行调试时，室内温度超过40摄氏度，中方工作人员没有丝毫怨言，仍不知疲倦地长时间工作，确保了项目进度如期完成。“正是这些类似瞬间，让我能笃定地认为：我们从来都不是两个独立的团队，而是因共同使命紧密凝聚的一家人。”扎哈兰说，这个共同的使命就是，携手攻关可再生能源技术，让埃及和非洲大陆在可再生能源领域走向成功。“未来，我们将把联合实验室进一步打造成区域可再生能源创新中心，通过技术联合研发、技术示范与推广、技术培训等形式，加强联合实验室对区域可再生能源发展的辐射带动作用。”周蒙说。