科創中國·成果

中國天眼超深場巡天發現迄今最遠中性氫星系

中國天眼（FAST）發現一批迄今最遙遠中性氫星系樣本。相關研究成果在線發表在《天體物理學雜志通訊》上。

中性氫是星系中氣體循環的重要組成成分，為恒星形成區提供燃料，是探討星系動力學結構的重要探針。同時，中性氫旋轉曲線提供了暗物質存在的觀測證據，為建立標準宇宙模型奠定了基礎。

中國科學院國家天文臺研究員彭勃主持的FAST超深場巡天項目，發揮FAST高靈敏度以及19波束接收機大視場優勢，對遠距離和暗弱中性氫星系開展深度“盲尋”。科研人員在先導巡天中發現6個距離約為50億光年的中性氫星系，這是迄今通過21cm發射線直接探測到的最遠的中性氫星系樣本，其中一個星系具有迄今最大的中性氫質量。該團隊估算了樣本中大質量中性氫星系的密度，發現了42億年前的宇宙中擁有更多大質量中性氫星系。該團隊利用合作者的DESI譜線數據，并使用Hale 5米、BTA 6米和Keck 10米光學望遠鏡多波段觀測，找到6個遠距離中性氫星系的光學對應體，這表明在遠距離星系探測上FAST提供了探測遙遠中性氫星系的新途徑。

該工作由國家天文臺、澳大利亞西澳大學等合作完成。

科學家找到水稻從野生到馴化的關鍵證據

中國科學院地質與地球物理研究所與浙江省文物考古研究所、臨沂大學、上山遺址管理中心等全國13個單位的專家合作，利用植硅體微體化石分析等方法開展了浙江上山文化區水稻起源研究，揭示了水稻從野生到馴化的10萬年連續演化史。5月24日，相關研究成果以研究論文的形式在線發表在《科學》上。

該研究表明東亞稻作農業與西亞兩河流域麥作農業的起源在時間上是同步的，是人類發展歷史上的重要里程碑，并進一步確認了我國是世界水稻的起源地以及上山文化在世界農業起源中的重要地位。

量子模擬計算領域獲重要突破

中國科學院院士、清華大學交叉信息研究院教授段路明研究組近日在量子模擬計算領域取得重要突破，首次實現512離子二維陣列的穩定囚禁冷卻以及300離子量子比特的量子模擬計算。該工作實現了國際上最大規模具有單比特分辨率的多離子量子模擬計算，將原來的離子量子比特數國際紀錄往前推進了一大步，并首次實現基于二維離子陣列的大規模量子模擬。

該成果研究論文《具有單比特分辨率的數百囚禁離子二維量子模擬器》在《自然》雜志在線發表，被審稿人稱為“量子模擬領域的巨大進步”“值得關注的里程碑”。

段路明團隊研究人員利用低溫一體化離子阱技術和二維離子陣列方案，大規模擴展離子量子比特數并提高離子陣列穩定性，首次實現512離子的穩定囚禁和邊帶冷卻，并首次對300離子實現可單比特分辨的量子態測量。研究人員進而利用300離子量子比特實現可調耦合的長程橫場伊辛模型的量子模擬計算。該實驗系統為進一步研究多體非平衡態量子動力學這一重要難題提供了強大工具。

首次“看到”冰表面原子結構

由北京大學物理學院、北京懷柔綜合性國家科學中心輕元素量子材料交叉平臺（以下簡稱“輕元素平臺”）組成的研究團隊，利用自主研發的國產qPlus型掃描探針顯微鏡，在國際上首次“看到”冰表面的原子結構，并揭示其在零下153攝氏度即開始融化的奧秘。該成果近日發表于國際學術期刊《自然》上。

探測發現，冰表面結構同時存在六角密堆積和立方密堆積兩種排列方式，且拼接堆砌形成穩定的網絡結構。研究還揭示了冰表面預融化機制。冰表面常在低于零攝氏度下開始融化，該現象被稱為冰的預融化。

中國科學院院士、輕元素平臺理事長王恩哥表示，這項工作刷新了長期以來人們對冰表面結構和預融化機制的傳統認知，為冰科學研究打開了新的原子尺度視角。

毫瓦級超低功耗類腦芯片誕生

近日，中國科學院自動化研究所李國齊、徐波課題組與時識科技公司等單位合作設計了一套能夠實現動態計算的算法—軟件—硬件協同設計的類腦神經形態SOC（System on Chip）系統Speck ，展示了類腦神經形態計算在融合高抽象層次大腦機制時的天然優勢，相關研究在線發表于《自然·通訊》雜志。

該研究提出了“神經形態動態計算”的概念，通過設計了一種類腦神經形態系統Speck來實現基于注意力機制的動態計算，在硬件層面做到“沒有輸入，沒有功耗”，在算法層面做到“有輸入時，根據輸入重要性程度動態調整計算”，從而在典型視覺場景任務功耗可低至0.7毫瓦，進一步挖掘了神經形態計算在性能和能效上的潛力。

中國科學院自動化研究所研究員李國齊表示，這項研究證實了高、低抽象層次大腦機制的融合，能進一步激發類腦計算潛力，為未來將大腦進化過程中產生的各種高級神經機制融合至神經形態計算提供積極啟發。

中美科研團隊獲得迄今為止最清晰的線粒體蛋白解析圖像

南京中醫藥大學朱家鵬教授與美國耶魯大學張凱教授聯合團隊在國際學術期刊《自然》發表研究成果。團隊突破“蛋白質純化”這一傳統概念，直接對線粒體成像，獲得了迄今為止最清晰、最接近真實生理狀態的線粒體原位膜蛋白高分辨率三維解析結構。

團隊不僅研究了線粒體在健康細胞中的狀態，還研究了心臟缺血狀態下線粒體有何變化。“我們觀察到了病理狀態下呼吸鏈的改變，這些研究成果能夠讓科學界進一步明確呼吸鏈的作用機制，為研究疾病療法提供新思路。”朱家鵬說。