2017年度中国科学十大进展揭晓 “量子纠缠”位列榜首
来源：科技日报 日期:2018-02-28
“墨子号”卫星实现千公里级量子纠缠分发
含终止密码的复制缺陷型活病毒疫苗制备
由两个粲夸克和一个上夸克组成的双粲重子
三重简并费米子(右)与四重简并狄拉克费米子(左)和两重简并外尔费米子(中)
基于Pt/α-MoC催化剂实现水和甲醇低温液相重整反应产氢
析出相结构及其高共格特性
基于量子相变驱动的纠缠态生成
许昌人一号(右)和许昌人二号(左)头骨化石
许昌人在现代人进化中的位置
酿酒酵母长染色体的精准定制合成
质量仅为2.2克的可佩戴式双光子荧光显微镜
可高时空分辨记录神经元的突出活动
(本版图文由科技部高技术研究发展中心提供)
编者按 科技部高技术研究发展中心27日公布“2017年度中国科学十大进展”。实现星地千公里级量子纠缠和密钥分发及隐形传态、将病毒直接转化为活疫苗及治疗性药物等成果入选。
27日，科技部发布2017年度中国科学十大进展。经专家遴选、投票，实现星地千公里级量子纠缠和密钥分发及隐形传态等10项具有国际领先水平的重大科学进展，从30个候选项目中脱颖而出。
根据得票高低，“2017年度中国科学十大进展”分别为：实现星地千公里级量子纠缠和密钥分发及隐形传态，将病毒直接转化为活疫苗及治疗性药物，首次探测到双粲重子，实验发现三重简并费米子，实现氢气的低温制备和存储，研发出基于共格纳米析出强化的新一代超高强钢，利用量子相变确定性制备出多粒子纠缠态，中国发现新型古人类化石，酵母长染色体的精准定制合成，研制出可实现自由状态脑成像的微型显微成像系统。
在这10项重大科学进展中，位列榜首的是实现星地千公里级量子纠缠和密钥分发及隐形传态。中国科学技术大学潘建伟等人，创新性地突破了包括天地双向高精度光跟瞄、空间高亮度量子纠缠源等多项国际领先的关键技术，利用“墨子号”在国际上率先实现千公里级星地双向量子纠缠分发，实现了千公里级星地量子密钥分发和地星量子隐形传态，为构建覆盖全球的天地一体化量子保密通信网络提供了可靠的技术支撑。
你能想象吗?病毒也可以直接转化为活疫苗及治疗性药物!北京大学药学院周德敏、张礼和研究组以流感病毒为模型，在保留病毒完整结构和感染力的情况下，仅突变病毒基因的一个三联遗传密码为终止密码，流感病毒就由致病性传染源变为预防性疫苗;再突变多个三联码为终止密码，病毒就变为治疗性药物。该方法将是研发活病毒疫苗的一种通用方法，并可针对几乎所有病毒。研究相关进展发表于2016年12月2日《科学》杂志上，《科学》评述这一进展为病毒疫苗领域的革命性突破，而《自然》杂志则称其为“驯服病毒的新方法”。
据悉，“中国科学十大进展”遴选活动由科技部基础研究管理中心牵头，联合《中国基础科学》《科技导报》《中国科学院院刊》《中国科学基金》和《科学通报》5家编辑部共同组织，至今已成功举办13届。
解读2017年度中国科学十大进展
1.实现星地千公里级量子纠缠和密钥分发及隐形传态
“墨子号”量子科学实验卫星由我国完全自主研制的世界上第一颗空间量子科学实验卫星，于2016年8月16日发射升空，2017年1月18日完成在轨测试，正式交付开展科学实验。中国科学技术大学潘建伟和彭承志研究组联合中国科学院上海技术物理研究所王建宇研究组等，创新性地突破了包括天地双向高精度光跟瞄、空间高亮度量子纠缠源、抗强度涨落诱骗态量子光源以及空间长寿命低噪声单光子探测等多项国际领先的关键技术，利用“墨子号”在国际上率先实现了千公里级星地双向量子纠缠分发，并在此基础上实现空间尺度严格满足“爱因斯坦定域性条件”的量子力学非定域性检验;实现了千公里级星地量子密钥分发和地星量子隐形传态，密钥分发速率比地面同距离光纤量子通信水平提高了20个数量级，为构建覆盖全球的天地一体化量子保密通信网络提供了可靠的技术支撑，为我国在未来继续引领世界量子通信技术发展和空间尺度量子物理基本问题检验前沿研究奠定了坚实的科学与技术基础。相关研究进展分别发表在2017年6月16日《科学》[Science, 356(6343):1140—1144]和2017年9月7日《自然》[Nature,549(7670):43—47]和[Nature, 549(7670):70—73]上。研究成果一经发表，随即引起了国际学术界和新闻媒体的广泛关注，同时也得到了国际学术界的高度评价，入选了Nature杂志点评的和美国著名科学媒体Science News评选的“2017年度重大科学事件”。“墨子号”首席科学家潘建伟教授也入选了Nature杂志评选的“2017年度改变世界的十大科学人物”，被称为“让量子通信驰骋于天地之间的物理学家”。
2.将病毒直接转化为活疫苗及治疗性药物
流感、艾滋病和埃博拉出血热等烈性传染病时刻危害着人类的健康和社会稳定，其幕后“黑手”是结构和功能多样且快速变异的病毒，而疫苗是预防病毒感染的有效手段。北京大学药学院周德敏、张礼和研究组以流感病毒为模型，在保留病毒完整结构和感染力的情况下，仅突变病毒基因的一个三联遗传密码为终止密码，流感病毒就由致病性传染源变为预防性疫苗，再突变多个三联码为终止密码，病毒就变为治疗性药物。此类疫苗的特点是保留了野生型病毒的全部抗原、感染活力和相同的感染途径，可以诱发人体产生强而广的体液免疫、鼻腔黏膜免疫以及T-细胞活化免疫应答，但感染人体后复制能力缺失。这种复制缺陷的活病毒疫苗在老鼠、雪貂和天竺鼠模型中得到验证，达到广谱、持久和高效的效果。该方法颠覆了传统灭活/减毒疫苗的理念，前者需改变病毒抗原结构去除其毒性，只能部分激发人体免疫力，所以需要多次接种。后者需要复杂的工艺处理方能保留病毒的完整结构，但仍具有弱的复制能力和潜在的致病性，安全隐患大。该方法将是研发活病毒疫苗的一种通用方法，并可针对几乎所有病毒。相关研究进展发表在2016年12月2日《科学》[Science, 354(6316):1170—1173]上。该研究进展是我国长期支持基础研究、并鼓励基础研究进行临床转化的典型范例。Science杂志评述该进展为病毒疫苗领域的革命性突破，Nature杂志称其为“驯服病毒的新方法”。
3.首次探测到双粲重子
欧洲核子研究中心于2017年7月6日宣布, 来自大型强子对撞机(LHC)上底夸克探测器(LHCb)国际合作组的科学家们发现了一种被称为双粲重子的新粒子，该粒子带有两个单位电荷，质量约3621兆电子伏特，几乎是质子质量的4倍。与质子和中子类似，新发现的双粲重子由三个夸克组成，但其夸克组分不同：质子由两个上夸克和一个下夸克组成，中子由两个下夸克和一个上夸克组成，而双粲重子则由两个较重的粲夸克和一个上夸克组成。理论预期双粲重子的内部结构迥异于之前发现的粒子，对其性质的研究将有助于人类深入理解物质的构成和强相互作用力的本质。相关研究进展发表在2017年9月11日《物理评论快报》[Physical …
