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「奮鬥者」號的成功海試,充分驗證了潛水器各項功能、性能以及我國在深海裝備和深海技術上的突破,標誌著我國進入深海科考第一梯隊,將為我國後續深淵深海科學研究提供強有力的技術支撐。
人造太陽開始放電
加快人類探索未來能源的步伐
12月4日,我國新一代可控核聚變研究裝置「中國環流器二號M」(HL—2M)在成都正式建成放電,對超高溫等離子體的磁現象、流體不穩定性、約束湍流等前沿研究具有重大意義,標誌著我國正式跨入全球可控核聚變研究前列。它也是國際熱核聚變實驗堆計劃(ITER)的重要支撐,將進一步加快人類探索未來能源的步伐。
核聚變由氘、氚離子聚合成氦,聚合中損失的質量轉化為超強能量,這和太陽發光發熱原理相同,所以可控核聚變研究裝置又被稱為「人造太陽」。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1億攝氏度的等離子體約束在真空室內,達到反應條件。目前全球在共同探索其實現方法,建造模擬實驗平臺。HL—2M是我國自主智慧財產權、規模最大、參數最高的「人造太陽」。
「放電是為了使HL-2M真空室內的氣體變成等離子體態,我們科研人員將在這個裝置上進行不同種類的放電,最終目標是讓足夠多的等離子體被加熱到1億攝氏度以上。我們太陽芯部溫度是1500萬到2000萬攝氏度,這相當於太陽芯部溫度的近10倍。等離子體只有被加熱到了1億攝氏度以上才可能實現可控核聚變。」相關研究人員表示。
國際熱核聚變實驗堆計劃是當今世界規模最大、影響最深遠的國際大科學工程,我國於2006年正式籤約加入該計劃。法國、日本、美國、英國等多國科學家持續多年在成都進行聯合研究,並設立「中法聯合實驗周」,推動了全球相關科研進展。
量子計算原型機「九章」獲重大突破
一分鐘完成經典超級計算機一億年任務量
12月4日,中國科學技術大學宣布,該校潘建偉、陸朝陽等學者研製的76個光子的量子計算原型機「九章」,求解數學算法「高斯玻色取樣」,處理5000萬個樣本只需200秒,而目前世界最快的超級計算機進行相同操作要用6億年。相關論文在線發表在國際學術期刊《科學》上。《科學》雜誌審稿人評價,這是「一個最先進的實驗」「一個重大成就」。
據潘建偉團隊介紹,之所以將這臺量子計算機命名為「九章」,是為了紀念中國古代數學專著《九章算術》。量子計算機具有超快並行計算能力,它通過特定算法在一些重大問題方面實現指數級別的加速。「九章」解決的「高斯玻色取樣」問題就是其中一種。
「高斯玻色取樣」是一個計算概率分布的算法,可用於編碼和求解多種問題。其計算難度呈指數增長,很容易超出目前超級計算機的計算能力,適合量子計算機來探索解決。
「九章」的算力究竟有多強?在室溫條件下運行(除光子探測部分需4K低溫),計算「高斯玻色取樣」問題,處理100億個樣本,「九章」只需10小時,超級計算機則需要1200億年——而宇宙誕生至今不過約137億年。
「『九章』在一分鐘時間裡完成了經典超級計算機一億年才能完成的任務。」研究人員介紹。不得不說,其推動全球量子計算的前沿研究達到了一個新高度。儘管距離實際應用仍有漫漫長路,但已成功實現了「量子計算優越性」的裡程碑式突破。
珠峰有了「新身高」
採用「空天地一體化」全覆蓋測量
12月8日,中國和尼泊爾聯合公布珠峰「新身高」——8848.86米。
此前,5月27日,珠峰高程測量登山隊8名攻頂隊員從北坡登上珠穆朗瑪峰並完成峰頂測量任務,2020珠峰「測身高」外業作業圓滿收官。
據了解,此次珠峰「測身高」創下了多個第一。峰頂全球導航衛星系統(GNSS)測量首次依託中國自主研發的北鬥衛星導航系統;人類首次在珠峰峰頂開展重力測量,提高珠峰高程精度;隊員在峰頂停留了150分鐘,其間還開展了峰頂雪深和氣象等測量,創造了中國人在珠峰峰頂停留時長新紀錄。
專家介紹,所謂高程,指的是某點沿鉛垂線方向到絕對基面的距離。測量高程,首先要確定一個「原點」。我國法定的高程起算面是黃海平均海平面,珠峰高程就是峰頂巖面相對於黃海平均海平面的高差。
據介紹,本次珠峰的高程測量是分段進行的,從位於西藏拉孜的基準點開始到珠峰腳下的前半程採用水準測量法,每隔幾十米豎立一個標杆,通過水準儀測出高差,一站一站地將高差累加起來。當精確高程傳遞至6個峰頂交會點後,則利用珠峰之巔豎立的測量覘標,採用三角高程交會測量法測出峰頂相對於這幾個點的高程差。最後,通過進行重力、大氣等多方面的改正計算,確定珠峰高程。 (編輯:可欣)