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《自然》展望2017科技前景 量子领域胜者为王

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《自然》展望2017科技前景 量子领域胜者为王

雪花又一年 2018-05-04 15:07:00 浏览168 评论0

摘要: 时光的车轮在2016年科学史上留下了深深印记。2017年开局之后,科学家们已开始展望更加绚丽的未来图景。那么,2017年科学界又有哪些预期新前景呢?《自然》杂志是这样展望的…… 量子计算领域胜者为王    物理学家们希望,在2017年,量子计算机能执行目前最好的传统计算机也“无能为力”的运算。

时光的车轮在2016年科学史上留下了深深印记。2017年开局之后,科学家们已开始展望更加绚丽的未来图景。那么,2017年科学界又有哪些预期新前景呢?《自然》杂志是这样展望的……


量子计算领域胜者为王

  

物理学家们希望,在2017年,量子计算机能执行目前最好的传统计算机也“无能为力”的运算。谷歌、D-Wave公司及其他公司都在奋力争夺量子计算领域的至尊地位。雄心勃勃的微软公司则另辟蹊径,专注于研究所谓拓扑量子计算方法。这一方法用材料内类粒子对象的运动来编码信息,比其他方法更强大,可能于2017年底开始进行计算。

  

进一步探测黑洞和引力波

  

全球9台望远镜会整合成一台虚拟的“事件视界(指黑洞最外层的边界范围)望远镜”,对银河系中央的人马座A*黑洞进行探测。首张照片最早于2017年4月“亮相”,将帮助科学家们进一步揭示黑洞的行为并对广义相对论进行验证。激光干涉引力波天文台(LIGO)和欧洲VIRGO天文台将首次开展协作,精确定位特定星系的引力波起源。

  

材料科学稳步推进

  

廉价而纤薄的太阳能电池有望于2017年底“飞入寻常百姓家”。自2009年以来,钙钛矿基太阳能电池效率节节攀升,研究者目前正努力克服材料上的主要缺点,同时推进生产这种电池的低成本方法。随着德国电子同步加速器实验室价值12亿欧元的欧洲X射线自由电子激光器启动,材料科学也将稳步推进。这台设备将使科学家们能在原子尺度对瞬间发生的化学反应和生物、物理过程进行研究。

  

温室气体排放或降低

  

美国当选总统唐纳德·特朗普曾称,气候变化是一个骗局,并在讲话中誓言要废除奥巴马提出的有关遏制气候变化的倡议。2017年,如果特朗普真的在遏制气候变化方面行动不力,中国可能会在该领域发挥领头羊的作用。全球温室气体排放在过去3年保持平稳状态,很多科学家估计,由于经济低迷及环保技术的不断涌现,2017年温室气体排放会有所下降。

  

政治影响结果初显

  

2016年美国总统选举给全球带来巨大冲击,对科学界的影响将于2017年慢慢显现。特朗普就职典礼将于2017年1月20日举行,届时,新政府是否会取缔美国国家航空航天局(NASA)的气候和地球科学项目,是否会禁止使用人类胚胎干细胞开展研究等问题的答案也将逐步水落石出。2017年3月,英国正式开始与欧盟协商脱欧事宜,也将对科学研究产生重大影响。

  

航天领域精彩纷呈

  

中国的嫦娥五号登月任务有望把月球样本带回地球,这将是自上世纪70年代以来,探测器首次将样本带回地球。2千克重的岩石和土壤样本,应该能帮助科学家进一步厘清月球的形成和演化过程。2017年9月,20岁的“卡西尼”号探测器将俯冲进土星内环,并将关键数据传回地球,随后在土星大气层分崩离析,结束自己光辉绚烂的一生。

  

微生物菌群解码健康

  

科学家们将进行更多关于人类微生物菌群(体内病毒、细菌及其他微生物的集合)与基因如何影响大脑发育及癌症等方面的研究。美国人类微生物菌落项目第二阶段结果可能也会公布,该项目主要研究人类微生物菌群与早产、炎症性肠道疾病和Ⅱ型糖尿病发病的关系。

  

基因专利或名花有主

  

2017年,美国法官将就加州大学伯克利分校和剑桥大学—麻省理工学院博德研究所之间关于“基因剪刀”CRISPR-Cas9究竟“花落谁家”的专利争端进行裁决。这一基因编辑技术可实现对DNA(脱氧核糖核酸)片段的敲除、加入等,在可预计的未来,将在治疗疑难杂症方面大有市场,涉及数十亿美元的投资。

  

海洋保护刻不容缓

  

2017年12月1日,在面积达155万平方公里的罗斯海设立全球最大海洋保护区的协议将正式生效。届时,新保护区中112万平方公里海域将禁止捕捞和矿产开发。过去几年一直研究珊瑚白化的科学家们也将揭示,为何有些地方的珊瑚几乎毫发无损。

  

T细胞疗法获批

  

癌症免疫疗法——嵌合抗原受体T细胞(CAR-T)将于2017年获批。这种新技术会对来自患者免疫系统的T细胞进行基因改造,并利用它们来对抗癌症。尽管该疗法的毒性问题已导致病人死亡,但可能会于2017年批准作为治疗白血病和淋巴瘤的最后方法。

 

“行星九”有望确认

  

对太阳系外边缘的研究有望助科学家们确定“行星九”的位置。科学家们认为,“行星九”每2万年围绕太阳旋转一次。2017年,美国科学家拟通过数学建模和计算机模确认其存在。

  

从小小的微生物菌群到庞大的“行星九”,浩渺宇宙间的一切,都会因科学家关注的目光而散发出别样的神采。


材料科学稳步推进

  

廉价而纤薄的太阳能电池有望于2017年底“飞入寻常百姓家”。自2009年以来,钙钛矿基太阳能电池效率节节攀升,研究者目前正努力克服材料上的主要缺点,同时推进生产这种电池的低成本方法。随着德国电子同步加速器实验室价值12亿欧元的欧洲X射线自由电子激光器启动,材料科学也将稳步推进。这台设备将使科学家们能在原子尺度对瞬间发生的化学反应和生物、物理过程进行研究。


事实上,除了《自然》杂志看好量子领域外,量子领域在诸多范围近来越来越受青睐。


01


1月10日,2017年全国科技工作会议在北京召开。全国政协副主席、科技部部长万钢在《深化创新驱动 加强科技供给 开启建设世界科技强国新征程》工作报告中透露,中国将在今年全面启动实施“科技创新2030—重大项目”,目前已凝练形成15个项目建议。其中,量子通信和量子计算机、脑科学与类脑研究、深海空间站、天地一体化4个重大项目已得到国务院批复,项目实施方案编制已全面启动。


02


微软在官方网站刊文表示将着手量子计算工程样机研发,并宣称这可能是一台能击败谷歌和IBM的量子计算机样机。 微软目前已经基本完成了基本量子比特模块的设计,正在进行样机设计。一旦第一个量子比特制成,微软将开始构建大规模量子比特阵列的研究。


03


英国政府科学办公室近期发布量子技术报告《量子技术:时代机会》,提出重视量子应用五大领域,促进量子领域竞争。


根据英国政府发布的《报告》,中国在量子技术的论文发表上排在全球第一,美国则在量子技术的资金投入和专利申请上排在全球第一。英国的综合排名处在全球第三位。


04

国务院日前印发《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》,对“十三五”期间我国战略性新兴产业发展目标、重点任务、政策措施等作出全面部署安排。《规划》提出,将超前布局战略性产业,培育未来发展新优势,其中包括布局太赫兹通信、可见光通信等技术研发,持续推动量子密钥技术应用。


05

欧盟委员会宣布,将发起一项10亿欧元的计划来探索“量子技术”。该项目预计将于2018年启动,欧洲将正式进入建造量子计算机的竞赛,并开发基于量子加密技术的无法破译的通信系统。


原文发布时间为:2017-03-23
本文作者: DeepTech深科技
本文来源:九州量子,如需转载请联系原作者。

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