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2018-01-15 19:11
科学中国人 2017年11期
关键词:超级计算机频段水稻

中国称霸超级计算机排行榜

近期,根据最新的一项超级计算机排名调查,中国已经超越美国成为拥有最多最快的超级计算机的国家。在超级计算机Top500调查中,中国占有量达到202台,而美国则有143台入选,日本、德国以35台、20台分列第三、第四。研究调查显示,中国该领域当前的研发支出约占全球研发总支出的20%,对超级计算机的投入增加是其超越美国的主要原因。

超级计算机是一种超大型电子计算机,通常性能以千万亿次浮点运算(每秒千万亿次)来衡量。它具有很強的计算和处理数据的能力,主要特点表现为高速度和大容量,配有多种外部和外围设备及丰富的、高功能的软件系统。常是指由数百数千甚至更多的处理器(机)组成的、能计算普通PC机和服务器不能完成的大型复杂课题的计算机,用于执行专门的计算密集型任务。目前来看,它广泛应用于气候变化研究、核武器模拟、石油勘探、天气预报、DNA测序、模拟生物分子等方面。其中由中国打造的“神威·太湖之光”,保持着世界最快的超级计算机纪录,以93千万亿次每秒的超高速度傲立国际。

我国5G系统中频段使用规划率先发布

11月14日,工信部正式发布5G系统在中频段内的频率使用规划。由此,我国成为国际上率先发布5G系统在中频段内频率使用规划的国家。

规划明确了3300~3400MHz(原则上限室内使用)、3400~3600MHz和4800~5000MHz频段作为5G系统的工作频段;规定5G系统使用上述工作频段,不得对同频段或邻频段内依法开展的射电天文业务及其他无线电业务产生有害干扰。同时规定,自发布之日(11月14日)起,不再受理和审批新申请3400?4200MHz和4800?5000MHz频段内的地面固定业务频率、3400?3700MHz频段内的空间无线电台业务频率和3400?3600MHz频段内的空间无线电台测控频率的使用许可。此次工信部率先发布5G系统在中频段的频率使用规划,将对中国5G系统技术研发、试验和标准等制定以及产业链成熟起到重要先导作用。

超高产“巨型稻”成功问世

10月16日,我国自主研发的巨型水稻项目取得重大突破。中国科学院亚热带农业生态研究所正式发布的一种水稻新种质,其平均株高超过1.8米,最高可达2.2米,具有高产、抗倒伏、抗病虫害、耐淹涝等特点,被认为开启了水稻研制的一扇新大门。

我国作为世界水稻播种面积的第二大国,同时水稻又是我国三大粮食作物之一,其种植面积基本上维持在3000多万公顷。2017年4月,在湖南长沙县金井镇的“巨型稻”试验田开始实施水稻实验种植。“巨型稻”较之一般常规水稻而言,生物量高出50%以上,比现有水稻可实现增产15%~20%。经测算,一蔸巨型水稻平均有35个左右的稻穗,每穗有800粒左右的稻谷,每千粒的稻谷重28克左右,预计亩产可达到1000公斤左右。

8小时降解9成PM2.5的黑科技诞生

近日,一款超能纳米涂层新材料在深圳面世,8小时内有效降解被污染空气中96.7%的PM2.5,同时大幅实现除醛灭菌。这标志着我国健康空间材料、家装纳米涂层技术实现重大突破。

据悉,该材料是国内目前唯一集“自身零污染、除PM2.5、分解甲醛和苯、灭菌”多种功能于一身的纳米涂层技术新材料。其核心技术是将多元贵金属提升到纳米层次,使10纳米以下的贵金属性能发生变化,而后通过电位原理将室内空气中高变异病菌吸引至涂层表面,刺破其细胞壁使病菌消亡,同时通过贵金属电子能级催化活性,加速病菌的氧化消亡。实验表明,该材料可在24小时内成功降解92.4%的甲醛,净化室内空气质量,现已应用于学校、医院、办公场所等高环保要求场所。

我国首次发现新奇拓扑量子态

近日,我国科学家在拓扑新物态研究中取得最新进展:发现硫化铁化合物中存在一种交错二聚型反铁磁序,并且这种反铁磁序会调制体系进入一种新的拓扑物态——拓扑晶体反铁磁相。相关研究成果日前相继发表在欧洲物理学会《新物理学杂志》和美国物理学会杂志《物理评论》上。

奇异拓扑量子态的探索和物性研究是近年来凝聚态物理的研究热点,主要包括拓扑绝缘体、拓扑超导体和拓扑半金属等。研究人员通过在超冷原子光晶格中引入p和d轨道来模拟和研究多轨道的超流性质。由于晶体对称性的引入,拓扑物态衍生出多种具有独特性质的分支,进而电子结构会被强烈地重构,会表现出很多新的特征,并且这些新特征和晶体的对称性破缺具有深刻的内在关联。研究人员发现,这种新的拓扑物态是由一种新的对称性保护的,并且非对称的时间反演对称性来源于反铁磁序导致的平移对称性破缺。这一研究将为今后包含电荷、自旋和轨道有序的系统中研究新奇的拓扑量子态提供明确的指导和参照。

改良农耕每年可减排10亿吨温室气体

近日,我国科学家研发的全球农地固碳方法获最新进展,改良后的农业耕作方法可每年减少10亿吨二氧化碳当量的温室气体排放,对保障粮食安全、改善生态环境及减缓气候变化具有重要意义。

在中国科学院前沿科学重点研究项目、云南省外国专家局2017年度省级引智项目——高端外国专家项目的支持下,我国科学家于11月14日在《科学报告》上发表了题为“全球农用土壤有机碳固碳潜力”的成果论文,并于15日的联合国波恩气候大会分享报告。该报告显示,加大世界农业用地的管理,有效使用秸秆还田、保护性耕作、土壤肥力管理、轮流放牧等农地减排新途径,可实现未来20年内每年封存9~18.5亿吨的碳当量。通过测绘世界各地农用土壤固碳的潜能,该研究还发现在北美、南亚和欧洲可实现碳储存最大值的增加。这些发现及方法将影响国际社会如何实现应对气候变化和实现减排的既定目标,如按照“千分之四全球土壤增碳计划”倡议,每年须在土壤中固碳35亿吨。按照研究成果计算,这个目标的26%至53%可通过上述改良农耕的方法达到。

可燃冰成为我国第173个矿种

从国土资源部16日召开的发布会上获悉,国务院于11月3日正式批准将天然气水合物(俗称“可燃冰”)列为新矿种。

可燃冰作为我国第173个矿种,目前已在南海被发现两个超千亿立方米的矿藏,其中还圈定11个成矿远景区、25个有利区块。这次矿种引入将有利于保障国家能源资源安全,优化能源生产和消费格局,加快天然气水合物资源早日实现开发利用的步伐。同时,对于放开天然气水合物市场的矿业权,推进天然气水合物勘查开发投资主体多元化极具价值意义,对后续天然气水合物勘查开采科技创新以及钻采装备制造、管网建设、工程施工、液化天然气船、非常规天然气勘探开发特种技术及装备制造等相关产业的推动发展作用重大。相关负责人表示,在接下来的资源勘查开发战略和规划中,立足我国海域实际地质条件和勘查开发中发现的关键科学问题,还会加快建立技术标准规范体系,加强富集规律、成藏机理及其开采的应用基础研究,研发适应不同类型特点的试采、开采工艺和技术装备等。

世界首艘智能船结束一周试航

日前,我国建造的世界首艘智能船舶——中船“海豚”38800吨智能散货船结束了为期一周的试航,这标志着我国即将迎来智能船舶、智能航运的时代。

中船“海豚”38800吨智能散货船是全球第一艘申请LR智能船符号的船舶,也是第一艘按照CCS智能船舶规范建造并申请CCS智能船符号的船舶。技术研发人员表示,该船是在集成船已有信息的基础上,通过添加少量传感器进而实现全面感知的能力。同时,利用工业数据分析方法,船舶可分析、评估设备健康状况,会根据环境和自身状态变化预测整体性能发展趋势。除此之外,船舶还可融合自身状态、环境、群体信息进行决策优化分析,在与岸基展开信息交流之际自动获取所需知识。endprint

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