创新放眼天与地 硕果影响海内外

中国在逾一年时间里的科技创新亮点，包括全球运算速度最快超级电脑“神威·太湖之光”、世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”，以及“超级天眼”等。

中国过去一年在科技创新可谓是多方面大幅迈进、硕果累累。无论是“上天下海”持续探索、还是以数十倍提高计算器运算速度，中国科技已处于世界领跑地位。

中共总书记、中国国家主席习近平去年5月30日在北京召开的“科技三会”上曾高调提出中国科技的发展目标：2020年进入创新型国家行列，2030年进入创新型国家前列，到中共建政100年（2049年）时成为世界科技强国。

在这一背景下，中国此后逾一年里先后出台的科技创新亮点，包括全球运算速度最快超级电脑“神威·太湖之光”、世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”，以及全球最大单孔500米口径球面射电望远镜（FAST）等。

去年6月20日，全球超级电脑500强榜单揭晓，中国首次以自主研发芯片打造的“神威·太湖之光”排名第一。中国研制的“天河二号”此前曾多次排名世界第一，但其处理器由美国英特尔公司提供。

中国国家并行计算机工程技术研究中心副主任梁军指出，该套系统的成功研发“标志着中国超级计算机研制能力达到世界领先水平。”

该项目总经费17.95亿元（人民币，下同，3.67亿新元），项目落户国家超级计算无锡中心，由清华大学负责运行和维护。

此外，中国在上述500强榜单中有167台电脑上榜，首次超越美国的165台。彭博社引述排行榜主要编撰人、美国田纳西大学电脑学教授唐加拉称，中国在2001年的上榜数量还是零，但今天已超越美国，没有其他国家有这样快的增速。

尽管如此，中国在光量子研究领域不断取得突破，让其具备超越“神威·太湖之光”的运算能力。中国科研团队今年5月3日曾在上海宣布，中国成功构建世界首台“光量子计算机”，速度比人类历史上第一台电子管计算机（ENIAC）和第一台晶体管计算机（TRADIC）运行速度快10至100倍。

曾有人比喻说，若传统计算机的速度是脚踏车，量子计算机的速度就好比飞机。量子卫星首席科学家、中国科学院院士潘建伟说，这台光量子计算机标志着中国在基于光子的量子计算机研究方面取得突破性进展，为最终实现超越经典计算能力的量子计算奠定坚实基础。

光量子运用还不止于此。去年8月16日凌晨，中国成功发射“墨子号”；后经测试，该卫星在国际上首次成功实现，从卫星到地面分发“不可破译”的高速量子密钥。这为建立全球最安全保密的量子通信网络奠定可靠基础。

专家介绍，量子密钥分发是目前人类唯一已知的不可窃听、不可破译的无条件安全的通信方式，在国防、军事、金融等领域应用前景广阔。

升空近一年后，墨子号的这一成果发表于今年8月10日出版的国际权威学术刊物《自然》杂志上。《自然》杂志审稿人称赞星地量子密钥分发成果是“令人钦佩的成就”“本领域的一个里程碑”。

另一方面，中国北斗卫星导航系统阵容今年持续扩大。中国卫星导航系统管理办公室主任冉承其5月23日在上海介绍，中国今年将发射六至八颗卫星，2018年至2020年再发射20多颗卫星，先为“一带一路”国家提供基本服务，并逐步把服务范围扩大到全球。

有人将全球卫星导航系统比喻为一个俱乐部，这个俱乐部里只有四个会员：美国的GPS、俄罗斯的 GLONASS（格洛纳斯）、欧盟的 Galileo（伽利略）和中国的北斗。目前GPS是俱乐部的老大，但到2020年，北斗的卫星规模就与GPS相当，有条件在亚太地区的应用上与美国GPS一较高低。

除了北斗，中国今年也继续加快第五代移动通信系统（5G）的布局；5月，苏州、北京、上海、广州、宁波被确定为中国全国首批五个5G外场测试试验网建设城市。中国首个5G基站则于6月在广州大学城开通。

与4G技术相比，5G网络拥有更强的性能，支持超高速率、超低时延、超大连接的应用场景，通过该网络一眨眼就能下载完一部高清电影。

中国通信标准化协会战略咨询委员会主任委员奚国华6月12日在北京开幕的5G峰会上表示，今年是5G国际标准正式启动和推进的一年，中国将在年底完成5G标准第一基础版本。

按计划，中国将在2018年进行5G大规模测试组网，2019年启动5G网络实际建设。标准化的5G网络预计将于2020年前后实现商用。

而近期中国在视觉上最吸睛的科技，则莫过于去年9月25日启用、有“超级天眼”之称的500米口径球面射电望远镜（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope，简称FAST）

这座形如锅盖的望远镜位于贵州平塘县克度镇自然形成的喀斯特洼坑中，形成支撑FAST主要反射面随著天体的移动、自动变化的 “眼窝”，其接收面积等于30个足球场。

与前世界之最、口径300米的美国阿雷西博望远镜相比，FAST的综合性能提高了约2.25倍。

有别于其他望远镜，FAST以“听”的方法运作，像耳朵般“收听”太空深处物体发出的无线电波，进而探究宇宙变迁、地外新星及生命体。

FAST理论上能接收到137亿光年以外的电磁信号，距离接近宇宙的边缘。

中国成功发射的“墨子号”卫星在国际上首次成功实现，从卫星到地面分发“不可破译”的高速量子密钥。这为建立全球最安全保密的量子通信网络奠定可靠基础。专家介绍，量子密钥分发是目前人类唯一已知的不可窃听、不可破译的无条件安全的通信方式，在国防、军事、金融等领域应用前景广阔。

世界首条量子通信干线开通运行

中国前天（29日）终于成功将量子密钥的科研成果正式投入通信领域使用。

综合新华社、中新社等报道，世界首条量子保密通信干线——“京沪干线”当天下午正式开通运行。

这条历经42个月建设、全长2000余公里的量子通信骨干网，在北京与“墨子号”量子卫星连接，标志着中国构建起全球首个天地一体化广域量子通信网雏形。

上述项目的开通也标志着中国量子通信技术的实用化和产业化方面已经走在世界最前沿，为抢占下一代世界信息技术制高点奠定基础。量子通信是被证明无条件安全的通信方式。

据报道，中国科学院院长白春礼当天在京沪干线北京控制中心暨星地一体管控枢纽，使用量子加密视频会议系统与合肥、济南、上海、新疆南山等地的科研人员对话。

白春礼还通过墨子号和奥地利地面站的卫星量子通信，与奥地利科学院院长塞林格进行了世界首次洲际量子保密通信视频通话。

白春礼指出，中国未来将以此为基础，推动量子通信在金融、政务、国防、电子信息等领域的大规模应用，建立完整的量子通信产业链和下一代国家主权信息安全生态系统，最终构建基于量子通信安全保障的量子互联网。

京沪干线项目总投资额为5.6亿元人民币（1.14亿新元），立项于2013年7月；去年底实现了全线贯通和星地一体化对接；今年8月完成了全网技术验收。

京沪干线项目首席科学家、中国科学院院士潘建伟介绍，京沪干线全线路密钥率大于每秒20千字节（kbps），可满足上万用户的密钥分发业务需求。

据报道，除已实现北京、上海、济南、合肥、乌鲁木齐南山地面站和奥地利科学院共六个点间的洲际量子通信视频会议，京沪干线也已让中国交通银行、工商银行等金融机构，通过这条线路实现了京沪间的多项量子保密通信业务应用。