科技創新支撐強國富民

李芃達

5月19日，2018年全國科技活動周暨北京科技活動周在中國人民革命軍事博物館啟動。寒武紀深度學習處理器、500米口徑球面射電望遠鏡……一項項科技成果、一臺臺國之重器走進公眾視野，460余個“高精尖”展項以圖文展示、視頻、互動體驗等多種方式，為市民帶來一場科技界的饕餮盛宴。

科研裝置支撐基礎研究

大亞灣反應堆中微子實驗發現的中微子振蕩新模式、FAST首次發現并認證毫秒脈沖星……近年來，我國在基礎科學研究領域取得的豐碩成果，離不開重大科研裝置的有力支撐。

“這臺裝置主要包括一臺負氫離子直線加速器、一臺快循環同步加速器以及配套設施。”中國散裂中子源模型展臺前，中國科學院高能物理研究所相關負責人向觀眾們介紹情況。他告訴筆者，這是中國首臺、世界第四臺脈沖型散裂中子源，它的建成填補了國內脈沖中子應用領域的空白，為我國材料科學技術、生命科學、資源環境、新能源等方面的基礎研究和高新技術開發提供了強有力的研究手段。

據了解，依托中國散裂中子源開展的“中子散射樣品環境及相關實驗技術”項目，在研發中子散射樣品環境的關鍵技術和設備、攻克相關原位實驗技術等方面發揮了重要作用，該項目的成功實施將有望顯著拓展中國散裂中子源的研究領域，提升中國散裂中子源研究能力，促進重大成果產出。

上海超強超短激光實驗裝置（SULF）也吸引了許多參觀者。這臺由中科院上海光學精密機械研究所完成的科研設備能在實驗室內創造出前所未有的超強電磁場、超高能量密度和超快時間尺度綜合性極端物理條件，在臺式化加速器、超快化學、材料科學、核物理與核醫學等領域具有重大應用價值。

“SULF激光裝置采用基于大口徑鈦寶石晶體的啁啾脈沖放大技術路線，解決了大口徑高增益激光放大器、高性能激光泵浦源、寬帶高階色散精密控制和增益窄化抑制等關鍵科學技術問題。”中科院上海光機所相關研究人員介紹，10拍瓦激光主放大器采用的鈦寶石晶體直徑達235毫米，這是我國首次研制成功并獲得激光放大的口徑超過200毫米的激光晶體，也是目前國際最大口徑的激光放大晶體。

科技創新助力強國建設

今年全國科技活動周主題為“科技創新 強國富民”，展廳內人工智能、能源開采、生物等領域的新技術、新裝備、新產品，充分顯現出科技創新為強國建設提供的不竭動力。

有“工業糧食”之稱的芯片是集成電路經過設計、制造、封裝、測試后的產品，其廣泛應用于計算機、智能終端、家電等各個領域。而近年來人工智能的興起，使得原有芯片架構無法滿足深度學習等密集計算的要求，需要設計出新型架構從而適合神經網絡計算。

“這既是挑戰，更是機遇。我們在人工智能和芯片設計方面具有良好的基礎，有多個國家重點實驗室和工程中心。”中科院自動化所研究員程健告訴筆者，為了有效融合自動化所在算法應用和硬件設計方面的優勢，自動化所從國家重點實驗室和工程中心抽調精兵強將組成類腦芯片與系統研究部。經過多年的努力，團隊終于研究出針對深度神經網絡優化計算的量化神經處理器（QNPU）。

通過完全自主知識產權的芯片設計和神經網絡優化技術，QNPU可以把復雜的神經網絡計算化繁為簡，減少反復訪問外部存儲器的需求，功效能耗更低，處理效率更高。QNPU能廣泛應用于智能監控、機器人、自動駕駛、物聯網等領域。由于量化計算架構的高效低耗處理能力，QNPU相關成果已被應用于華為新一代視頻監控芯片上，為海量監控視頻分析提供了有力支撐。

如果說芯片為強國建設裝上了“最強大腦”，那么新型能源開采裝備則是強國建設的動力之源。2017年7月，“藍鯨1號”半潛式鉆井平臺在南海神狐海域完成了天然氣水合物試開采連續點火60天，累計產氣30.9萬立方米。這是我國也是世界首次成功實現資源量占全球90%以上、開發難度最大的泥質粉砂型天然氣水合物安全可控開采。

“在設計建造過程中，我們攻克了一系列技術難關。”中集海洋工程研究院高級工程師劉大輝介紹說，從升級優化建造數據管理和建造工藝管理系統到攻克鉆井塔架基座平面度誤差小于2毫米、鉆井塔架與基座232根連接螺栓與螺栓孔的裝配間隙只有1.5毫米的工藝難關；從首次在該級別的平臺上使用低溫100毫米NVF690超厚鋼板到率先完成該級別鋼板的裂縫尖端開口位移實驗……“藍鯨1號”的建造單位中集來福士海洋工程有限公司把創新根植在理論、技術、工程和裝備等各個環節。

此外，“藍鯨1號”配置了高效的液壓雙鉆塔和全球領先的最高級別閉環動力定位管理系統（DP3），代表了當今世界海洋半潛式鉆井平臺設計建造的先進水平。

“互聯網+”惠及百姓生活

科技創新不僅要做強國建設的攻堅隊，更要當服務百姓的后勤兵。當前，我國每年新增腫瘤患者數量不斷攀升，而許多基層醫院放療學科建設比較薄弱，缺乏先進的放療設備和專業的醫療人才。這就使得當地患者不得不選擇到大城市就醫，增加了看病成本。

對此，北京全域醫療技術有限公司打造的精準云放療系統實現了國內外腫瘤專家與基層醫院線上會診，為患者進行病理分析和制訂治療方案，從而減少放療過程中的不確定性，保障診療效果。“我們的精準云放療系統是依托先進的mdaccAutoPlan放療計劃算法，可將原來長達3至5小時甚至幾天的計劃設計工作縮減到半小時左右，大大提高了醫生的工作效率。”北京全域醫療技術有限公司產品經理熊澤東介紹。

目前，銀川市第一人民醫院、聊城市第二人民醫院等多家醫院已經通過精準云放療系統建立了遠程協作平臺，促進優質醫療資源共享和下沉。“我們先后為各級醫院提供技術支持5000余次，真正做到讓老百姓在家門口就能把病治好。”熊澤東說。

精準云放療系統有效運行的前提是網絡流暢，如果有5G網絡助陣，專家們的會診必定事半功倍。作為電信設備領域的老牌廠商，大唐移動正在跟蹤運營商在5G研究、試驗方面的需求，推出相應的基站產品，幫助運營商加速5G網絡應用。

“我們自2011年起就開展5G的研究工作，已經在大規模天線技術、超密集組網、高頻段傳輸、網絡切片等多個關鍵技術上取得一定成果。”大唐移動副總裁于繼龍表示，這些技術將提升網絡容量，保障5G在流量密集等熱點區域，既能夠為單個用戶提供極高的數據傳輸速率，還可以滿足整個網絡的高流量密度需求。