12月4號可以說是讓無數國人振奮自豪的一天,一大早醒來就喜聞嫦娥五號已於3日晚上11點帶著月壤從月球啟程,順利實現了我國第一次地外天體的起飛;上午又被「九章」量子計算機問世的消息刷屏,中國實現了「量子霸權」;這還不算完,這天下午,中國自主研發的新一代「人造太陽」---中國環流器二號M裝置(HL-2M)實現首次放電,我國正式跨入全球可控核聚變研究前列。一天三大喜訊,還都是世界最前沿最頂級的科技成就,讓人不得不感嘆,科技爆發時期應該也不過如此吧。
嫦娥五號自11月24號從地球起飛以來,一舉一動都牽掛著無數國人的心,每取得一個成就都贏得舉國喝彩:首次月面自動採樣與封裝,首次月面起飛上升,首次實現月面國旗獨立展示,首次月球軌道交會對接……一項項「首次」的背後,是機械自助控制技術、深空測控技術、遠距離通信技術、月軌對接技術等多個關鍵領域的技術攻關,離不開無數科技工作者的辛勤付出,為中國航天事業寫下了自主創新的生動註腳,體現了我國科技創新能力的顯著提升。
12月6號12時嫦娥五號已經實現了上升器與軌道器返回器組合體的月軌無人對接及樣品轉移,進去環月等待階段,準備擇機返回地球,預計要到12月下旬,請大家不必太心急,慢慢等待我們的嫦娥五號凱旋就好了。
據了解,我國的探月工程分為「無人月球探測」、「載人登月」和「建立月球基地」三個階段。「無人月球探測」階段分繞、落、回三步走戰略,嫦娥五號就是第一階段的收官之作,具有承前啟後的非凡意義,為第二階段的「載人登月」進行技術驗證。嫦娥五號成功返回後,後面的第二階段還會有嫦娥六號、七號、八號,預計在2030年左右實現載人登月。
量子計算機最主要的特點就是運行速度快、處置信息能力強。我們常聽說的「超級計算機」如「天河」、「富嶽」、「神威」等,動輒有上百億次每秒的運算速度,這已經讓我們感覺很牛逼了,但他們與量子計算機相比仍然猶如砂礫相對於星辰,根本就不是一個數量級的。
就拿這次我國科學團隊構建的量子計算原型機 「九章」來說,僅用到76個光子,但在解決特定問題 「高斯玻色取樣」時,處理5000萬個樣本只需200秒,而目前世界最快的超級計算機要用6億年,接近一百萬億倍的差距。要知道,傳統計算機已經發展幾十年了,而量子計算機才剛起步,現在的「九章」就像是1946年誕生的世界上第一臺通用計算機「ENIAC」一樣,還在剛起步的階段,前途不可限量。
「九章」的運算速度比去年美國谷歌發布的量子計算原型機「懸鈴木」還快一百億,它的問世確立了我國在國際量子計算研究領域的第一方陣地位,使得我國成功達到了量子計算研究的第一個裡程碑:量子計算優越性(即代表量子計算裝置在特定測試案例上表現出超越所有經典計算機的計算能力,國外也稱之為 「量子霸權」)。
核聚變不會產生核裂變所出現的長期和高水平的核輻射,不產生核廢料,當然也不產生溫室氣體,基本不汙染環境。而且核聚變所需的原材料「氘」在海水中含量豐富,每升海水中所含的氘通過核聚變反應產生相當於三百升汽油燃燒所放出的能量。據估計,海水中的氘通過核聚變釋放的聚變能可供人類在高消費水平的基礎上使用50億年。因此,掌握可控核聚變技術,開發核聚變能是解決人類能源問題最理想的途徑。
可控核聚變需要超高溫、超高密度等條件,多採用先進託卡馬克裝置,通過超強磁場將超過1億攝氏度的等離子體約束在真空室內,達到反應條件。而此次大放異彩的中國環流器二號M裝置(HL-2M),就是我國目前規模最大、參數最高的先進託卡馬克裝置,
其等離子體電流能力提高到2.5兆安培以上,等離子體離子溫度可達到1.5億度。標誌著中國自主掌握了大型先進託卡馬克裝置的設計、建造、運行技術,為我國核聚變堆的自主設計與建造打下堅實基礎。
可控核聚變技術要真正走向實際應用還有很長的路要走,我國的目標是在本世紀中葉實現聚變能應用。目前全球在共同探索其實現方法,中國同歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國一道參與國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃,共同探索建造可實現大規模聚變反應的聚變堆,推動聚變能走向實際應用及商業化。
今年我國雖然遭受疫情衝擊,但在科學領域卻持續爆發,好消息一個接一個:「天問一號」開啟問天之旅、「奮鬥者」號萬米深潛、「嫦娥五號」登月返回、「九章」量子計算機、「人造太陽」……重大尖端前沿技術的持續突破,表明我國多年來在科技創新的道路上的持續投入正在取得傲人成果,而且按照現在這個趨勢,後面的驚喜必定會越來越多,中華復興夢終能實現!
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