新华社北京1月18日电（记者孙自法）中国科学院和中国工程院在两所院士院士的心目中，2021中国和世界科技领域最重要的成就是什么？
1月18日，北京公布了中国十大科技进步新闻和2021个院士院士评选的世界十大科技进步新闻。其中，第一次火星探测中国空间站其他被选为2021年度中国十大科技进步。
2021所院士院士选出的中国科技进步十强：
1月1日，中国国家航天局发布了中国首次火星探测任务天文一号探测器一组来自遥远火星的美丽图像。图为火星轨道器。资料来源：美国宇航局
——中国的第一次火星探测任务获得圆满成功。6月11日，国家航天局在北京举行了天文一号探测器登陆火星第一批科学图像揭幕仪式祝融罗孚拍摄了着陆场全景、火星地形地貌、“中国印记”和“巡逻合影”。首批科学图像的发布标志着中国第一次火星探测任务的圆满成功。据报道，中国第一次火星探测任务于2013年全面启动，并于2016年1月获得批准。2020年7月23日，天文一号飞船在海南文昌成功发射。在地球火转移、火星捕获、火星停泊、离轨着陆和科学探索之后，工程任务按计划顺利进行。
数据图：北京航天飞行控制中心屏幕显示宇航员进入太空和核心舱的画面。中新社记者侯宇摄
——中国空间站开启了一个长期存在的时代。6月17日和10月16日，神舟十二号、神舟十三号载人飞船相继成功发射，成功地将宇航员送入太空。神舟12号与天河核心舱对接形成组合。三名宇航员进入核心舱停留三个月，进行了一系列空间科学实验和技术测试，验证了宇航员的长期停留、再生和生命支持、空间材料供应、舱外活动、舱外运行、在轨维护等空间站施工和运营的关键技术。神舟十三号进入轨道后，与天河核心舱连接，并天州二号、天舟三号完成了自主快速交会对接，三名航天员开始了为期六个月的在轨停留，其间将进行机械手操作、舱外活动、舱内换位、空间科学实验和技术测试，从而进一步验证航天员长期在轨停留、再生寿险等一系列关键技术。中国空间站长期存在的时代即将到来。
——中国实现二氧化碳从头合成制淀粉。淀粉是“稀饭”中的主要碳水化合物。它是面粉、大米、玉米和其他谷物的主要成分。它也是一种重要的工业原料。主要的合成方法是绿色植物通过光合作用固定二氧化碳。长期以来，研究人员一直试图改善光合作用的生命过程，希望提高二氧化碳的转化率和光能的利用效率，最终提高淀粉的生产效率。中国科学院天津工业生物技术研究所研究人员提出了一种颠覆性的淀粉制备方法，独立于植物光合作用，以电解产生的二氧化碳和氢气为原料，成功生产淀粉，实现了二氧化碳在世界上首次从头合成为淀粉，使淀粉生产从传统的农业种植模式转变为工业车间生产模式成为可能，并取得了独创性的突破。相关研究结果于9月24日在线发布《科学》杂志
——“突破中国队”量子霸权”超级计算应用荣获2021奖戈登·贝尔奖”。11月18日下午，在密苏里州圣路易斯市举行的全球超级计算大会（sc21）上，国际计算机协会（ACM)2021年度“戈登贝尔奖”将颁发给中国超级计算应用团队。这个芷江实验室、由国家超级计算无锡中心和其他单位的研究人员组成的联合科研团队因在新一代神威超级计算机上应用“超大规模量子随机电路实时模拟”（swqsim）而获得该奖项。在这项工作中，研究人员介绍了一个系统设计过程，包括模拟所需的算法、并行化和系统架构。利用新一代神威超级计算机，研究团队有效地模拟了10x10（1+40+1）随机量子电路。和谷歌量子计算机“梧桐”在200秒内完成了百万分之0.2的保真度采样任务。与“顶点”需要10000年才能完成同样复杂度的模拟相比，该团队的swqsim应用程序可以在304秒内获得数百万个保真度更高的关联样本，并在一周内获得相同数量的无关样本，打破了其声称的“量子霸权”。
——1400兆电子伏，中国科学家观测到了迄今为止最高的能量光子。中国科学院高能物理研究所由国际合作小组牵头，依托国家重大科技基础设施“高空宇宙线天文台”（拉索)”，停留银河系在银河系中发现了12个超高能宇宙线加速器，记录了能量为1.4拍电子伏（PEV，拍=100亿）的伽马光子，这是迄今为止人类观测到的能量最高的光子，打破了人类对银河系中粒子加速的传统认识，揭示了银河系中存在宇宙射线加速器，可以将粒子加速到1pev以上，开启了“超高能伽马天文学”的时代。有关结果已于5月17日公布《自然》。
——马华腾5样品的重要研究成果陆续发布。10月19日，中国科学院发布了嫦娥5号月球科学研究样品的最新研究成果。中国科学院地质与地球物理研究所由国家天文台牵头，联合多家研究机构，通过3篇论文《自然》纸和1《国家科学评论》本文报告了在与月球演化有关的重要科学问题上取得的突破性进展。在最新的研究中，研究人员使用超高空间分辨率铀铅（U-Pb）测年技术来分析马黄腾5号的月球样本玄武岩岩屑中含有50多种富含铀的矿物（斜锆石、钙钛）锆石、静海石)通过分析，确定玄武岩的形成年龄为2300±0400万年，说明月球一直存在到20亿年前岩浆该活动比以前月球样品确定的岩浆活动长约8亿年。研究表明，嫦娥5号月球样品的玄武岩在初始熔融过程中不涉及富含钾、稀土元素和磷的“尼古拉斯-谢氏物质”。嫦娥5号月球样品中“克里普物质”的富集特征是岩浆后期大量矿物结晶凝固后残余部分富集。这一结果排除了主流假设，即马黄腾5号着陆区岩石的初始岩浆熔融热源来自放射性发热元素，并揭示了月球晚期的岩浆过程。据报道，超高空间分辨率测年和同位素分析技术处于国际领先水平，为珍贵地外样品的年代测定提供了新的技术手段。
——异源四倍体野生稻在快速从头驯化方面取得了新的突破。随着世界人口的快速增长，到2050年，粮食产量可能增加50%，以完全满足需求。与此同时，近年来世界气候变化加剧，全球变暖、极端天气的频繁发生给粮食安全带来了巨大挑战。在此背景下，如何进一步提高作物产量已成为亟待解决的问题。中国科学院种子创新研究所/遗传与发育生物学研究所院士李家洋首先提出了异源四倍体野生稻快速从头驯化的新策略，旨在最终培育新品种多倍体水稻作物，从而大大提高粮食产量，提高作物对环境变化的适应能力。本研究为今后应对粮食危机提出了新的可行策略，开辟了作物育种的新方向。相关研究结果已于2月4日公布《细胞》。
——在中国成功研发-271℃超流体氦大型低温制冷设备。四月十五日中国科学院理化技术研究所承担国家重大科研装备开发项目”液氦“超流氦温区大型低温制冷系统开发”通过验收和成果鉴定，这表明中国有能力开发出液氦温度（零下269℃）千瓦级、超流氦温度（零下271℃）的大型低温制冷设备，能够满足大规模科学工程等国家战略高技术发展的迫切需要，航空航天工程与氦资源开发。该项目的成功实施还带动了我国高端氦螺杆压缩机、低温换热器和低温阀门行业的快速发展，提升了一批高科技制造企业的核心竞争力，从无到有，从低端到高端，相关技术不断完善，初步形成了国内功能齐全、分工明确的低温产业群。
——植物向动物的功能性基因转移已被首次证实。中国农业科学院蔬菜花卉研究所经过20年的跟踪研究，张幼军的研究小组发现，这项研究得到了联合国粮农组织（FAO）的批准粮农组织)迄今为止唯一确定的“超级害虫”烟粉虱，它有一种类似于“带子矛，带子盾”的技能：它从寄主植物中获得防御基因。这是自现代生物学诞生以来100多年来首次证实植物和动物之间功能基因水平转移的研究。3月25日，相关科研成果在网上公布《细胞》，作为《细胞》封面文章发表于4月1日。这是中国农业害虫研究领域的第一步《细胞》该杂志的第一篇论文揭示了昆虫如何利用水平转移基因克服宿主防御，为探索昆虫适应性进化规律开辟了新的视角，并在该领域提供了新一代面向目标基因的烟粉虱绿色防治技术研发提供了新思路。
——稀土离子实现多模量子中继和1小时光存储。量子不克隆定律给出了量子通信基于物理原理的安全性。这一规律也决定了传统的光子传输损耗不能使用放大器为了克服这个问题，我们今天要进行远程量子通信量子信息科学核心问题之一。量子中继和可移动量子存储是实现远程量子通信的两种可行方案。他们的共同需求是高性能量子存储器。在量子中继方面，现有的国际实验研究主要集中在发射存储器的体系结构上，不能同时满足确定性发光和多模复用两大关键技术要求。在可移动量子存储方面，世界上最长的光存储时间只有1分钟，无法满足可移动量子存储每小时存储时间的需求。中国科技大学郭光灿院士团队李传锋、周宗权研究小组开发了基于稀土离子掺杂晶体的高性能固态量子存储器，在上述两条技术路线上取得了重要进展，实现了基于吸收存储器的多模量子中继，并成功地将光存储时间提高到1小时。相关结果分别于4月22日和6月2日公布《自然—通讯》和《自然》。
据了解,两院院士评选的年度中国和世界十大科技进步活动,由中国科学院,中国工程院和中国科学院学术部工作局主办,，中国工程院办公厅中国科学报承担这一年度评选活动至今已举办28次，对进一步了解国内外科技发展趋势，普及科技起到了积极作用。(完)
资料来源：中国新闻网
