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2019年度国家最高科学技术奖公布

2019年度国家科学技术奖励大会于2020年1月10日在北京人民大会堂举行，中国工程院院士、著名核潜艇专家黄旭华，中国科学院院士、著名大气科学家曾庆存，共同荣获本年度国家最高科学技术奖，每人奖金800万元人民币。中国国家最高科技奖每年授予人数不超过2 名，1999 年设立、2000 年度首次评选颁奖，之前共有31位著名科技专家获此殊荣。当天的奖励大会上，2019年度国家科技奖励其他奖项也一一揭晓并颁奖。其中，国家自然科学奖46项，包括一等奖1项、二等奖45项；国家技术发明奖65项，包括一等奖3项、二等奖62项；国家科学技术进步奖185项，包括特等奖3项、一等奖22项、二等奖160项；中华人民共和国国际科学技术合作奖授予英国、美国、俄罗斯、意大利、奥地利、芬兰、挪威、巴基斯坦等国的10位科学家。

呛一口海水，喝下塑料微粒四百多

美国加州大学海洋学家詹妮弗·布兰登日前发表论文称，呛一口海水，你将喝下400多个塑料微粒。美国国家海洋和大气管理局将塑料微粒定义为直径小于5毫米的塑料块。此前研究认为，每立方米海水中的塑料微粒可能有几个到上百个。但是，传统的测量方式是用网过滤海水，且90%的相关实验中使用的是同一类型的网，这种网只能捕获直径大于333微米（三分之一毫米）的塑料块。于是，布兰登将研究目标定为直径在5微米到333微米之间的塑料微粒。她采用孔径只有5微米的聚碳酸酯过滤器过滤海水，并使用特殊的荧光显微镜寻找塑料微粒。统计发现，每立方米海水中的塑料微粒数量高达830万个，是之前测量数据的几万倍甚至上百万倍。一般情况下，成人喝下一口水的体积是50毫升左右。按照布兰登的统计，一口海水中的塑料微粒超过400个。

可再现生物神经元行为的硅芯片出现

科学家们花了多年的时间来制造更加酷似生物神经元的芯片模型。但是，试图在现代硅片上模拟天然构造时，依然存在着一定缺陷。因为芯片虽然在处理某些计算任务时可能比任何人都要快数百万倍，但是神经元芯片的响应活动一旦与真实生物神经元差之毫厘，很可能最终执行效果就谬以千里。最近，英国巴斯大学研究人员阿兰·诺格里特及其同事，设计了一种微电路模仿离子通道，其可以像生物神经元一样整合原始神经刺激并做出响应。之后，研究团队在硅芯片中再现了单个海马神经元和呼吸神经元的活动。通过60个电刺激方案，他们发现固态神经元产生的电响应，几乎和生物神经元一模一样。研究人员认为，利用该方法或将开发出仿生芯片来修复神经系统中因病而导致功能异常的生物电路。

“万物DNA”材料问世

全球的数据量不断增加，传统的存储架构，如硬盘和磁带，越来越难以跟上数据存储的需要。随着这些装置逐渐达到存储极限，DNA被当作一种长期存储方案提出来。以色列计算遗传学家亚尼夫·埃尔利赫和罗伯特·格拉斯等人，开发了“万物DNA”存储架构，它可以生成具有不变记忆的材料。为了检验这一方法，他们将常见的计算机图形测试模型“斯坦福兔子”的蓝图编码为DNA兼容格式，再将其存储在DNA分子中，进而将DNA分子封装在二氧化硅小球内，将小球嵌入可生物降解的热塑性聚酯中，最后使用所得的热塑性聚酯3D打印了“兔子”。之后，团队利用存储在“兔子”中的DNA进行复制：从3D打印兔身上截下一小块，解码其中包含的DNA分子。这样创造出了5代的“兔子”，且没有任何信息损失。

120亿年前已形成巨大星系核

宇宙中存在着众多星系，这些星系分为两大类别，即“活泼”星系和“寂静”星系。星系是由气体形成恒星的造星工厂，许多星系都在活跃地制造恒星并明亮发光，是“活泼”的星系。而另一类星系则由于某些原因停止了造星运动，被称为“寂静”的星系。日本研究小组利用“昴”天文望远镜对称为“斯巴鲁XMM牛顿深场”的宇宙区域进行长时间观测，发现了寂静星系，然后通过凯克望远镜的近红外光谱仪进行详细观测，结果发现该星系位于120亿光年远方，即120亿年前的宇宙中。同时也发现该星系的“核”在120 亿年前基本形成。这是迄今为止发现的寂静星系中最远、最古老的星系。一般认为在宇宙历史中最初停止形成恒星并变得寂静的星系是非常重的星系，而此次发现的星系也非常重，这对了解寂静星系意义重大。

两个硅量子比特可以在相对较远距离内通信

量子计算机的计算能力远超传统计算机，这源于其应用的量子比特可以同时处在多个状态。要实现大规模量子计算，未来的量子计算机需要有成千上万个可以相互通信的量子比特。目前谷歌、IBM开发的原型量子计算机已经拥有了数十个甚至近百个量子比特。而许多技术专家认为，相较谷歌、IBM 原型机使用的超导量子比特，从长远来看，基于硅的量子比特更有前途，其制造成本更低，保持量子态的时间也更长。但硅自旋量子比特由单电子组成，非常小，如何在多个量子比特之间布线是大规模量子计算机面临的一个主要挑战。近日，普林斯顿大学教授杰森·佩塔带领研究团队证明，硅自旋量子位在计算机芯片上相距较远时也可以相互作用，这为解决量子比特间的互连问题奠定了基础。