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上海张江综合性国家科学中心获批后首次公开发布重大科学设施建设成果

文章导读: 3月25日,张江发布第九期“大国重器”在张江药谷举行,张江综合性国家科学中心获批后首次公开发布重大科学设施建设成果。

上海张江综合性国家科学中心获批后首次公开发布重大科学设施建设成果

中国经济周刊-经济网讯 (记者 宋杰) 3月25日,张江发布第九期“大国重器”在张江药谷举行,张江综合性国家科学中心获批后首次公开发布重大科学设施建设成果。来自国家蛋白质科学中心(上海)(以下简称“蛋白质中心”)、上海同步辐射光源(以下简称“上海光源”)、中科院量子信息与量子科技前沿卓越创新中心(上海)(以下简称“量子卓越中心”)的三位负责人向在场观众和媒体娓娓道来这些国家级重大科学基础设施建设进程和各自在科技研发、自主创新中的成果。

上海光源:超级显微下的科研进击

“普通的X光就能清晰拍摄出人体的组织和器官,而上海光源释放的光,亮度是普通X光的一千亿倍。用白话一点的话来说,上海光源就相当于一个超级显微镜集群,能够帮助科研人员看清一个病毒结构、材料的微观构造和特性。”上海光源中心主任赵振堂说道。上海光源是目前世界上性能最好的中能光源之一,为我国材料、生命、环境、医药、物理、化学、地质等学科的基础和应用研究提供了不可或缺的重要支撑。

借助上海光源的光,中科院大连化学物理研究所包信和院士团队探索出天然气直接转化利用的有效方法,被德国巴斯夫集团副总裁穆勒评价为一项“即将改变世界”的新技术,入选2014年“中国十大科技进展新闻”与2014年“中国科学十大进展”;清华大学医学院颜宁教授研究组,成为世界上第一个解析出人源葡萄糖转运蛋白GLUT1的三维晶体结构的科学家,该成果被美国科学院院士、膜转运蛋白研究专家罗纳德赞誉为“50年以来的一项重大成就”;中科院物理研究所丁洪研究员成功发现了隐藏了80余年的“幽灵粒子”——外尔费米子,荣登欧洲2015年《物理世界》“十大突破”……截止2015年12月,上海光源首批7条线站共开机提供182123小时用户实验机时,支持课题近7000个。来自365家高校、科研院所、医院和公司的1938个研究组的12674名用户在这里进行了实验,已发表论文近2500篇,其中SCI 1区的文章400余篇,包括《科学》、《自然》、《细胞》等国际顶级刊物论文50余篇,取得了丰硕的成果。

赵振堂在现场发布,正在加紧筹备上海光源线站(二期)工程和X射线自由电子激光试验装置与用户装置。如果说第三代同步辐射光能为科学家拍摄“分子照片”,那么属于“第四代先进光源”的X射线自由激光能够对生物活体细胞进行三维全息成像和显微成像,进入“拍摄分子电影”的时代,以更高的世界级水准推动上海乃至国内各领域科学家向自主创新进击。

蛋白质中心:生命科学领域的“利器”出鞘

“在中国,每年有上百万儿童感染手足口病,给家庭以及儿童健康造成了严重影响。”蛋白质中心主任雷鸣在发布现场与大家分享了科研最新成果,“不久前,利用蛋白质中心的冷冻电镜设施,蛋白质中心丛尧研究员与巴斯德所黄忠研究员合作成功分析揭示了手足口病病毒抗体的作用原理。相信用不了多久,科学家就能研发出手足口病特异性药物,中国儿童就不再受手足口病困扰。”而就在前几天,蛋白质中心许琛琦研究员更是在肿瘤免疫治疗研究领域取得了突破性进展,成功发现了提高T细胞抗肿瘤免疫功能的新方法,为开发新的肿瘤免疫治疗方法奠定了重要基础。

蛋白质是所有生命形式与生命活动的主要物质基础和功能执行者,在基因研究和精准医疗的时代,对蛋白质结构和功能的研究必将成为国际生命科学领域的竞争制高点。雷鸣介绍说,蛋白质中心是当今全球生命科学领域首家综合性的大科学装置,“以前一个科学家可能要花很多年才能认识一个蛋白质。但是在蛋白质中心,借助各式各样的先进设备和仪器,最短仅需2分30秒就能认识一个蛋白质。”今年1月,利用蛋白质中心设施,中国科学院微生物研究所、中国疾病预防控制中心高福研究团队进一步解读了埃博拉病毒的入侵机制,发现了一种全新的病毒膜融合激发机制,为阻断埃博拉病毒入侵取得重大突破,并在《细胞》上发表论文,成为近年来国际病毒学领域的一大进展。

自2014年5月起,蛋白质中心开始试运行陆续接待用户,至今已累计运行超过12万小时,执行用户课题1200多个,吸引包括中科院兄弟院所、国内高等院校、国际医药企业等各界一百多家单位,以及来自美国、法国、西班牙等欧美各地优秀科学家前来开展前沿课题研究。截至2016年3月,设施用户、设施科研团队、设施技术团队均取得一系列重要成果,发表SCI文章共计60余篇, 其中10篇发表在《科学》、《自然》、《细胞》上,蛋白质中心在基础研究上的平台支撑作用已日益凸显。2018-11-17,蛋白质中心通过国家验收正式对外开放,探索生命奥秘的“国之利器”亮剑出鞘,将不断推动我国在生命科学前沿领域的自主创新能力。

量子卓越中心:微观粒子世界的信息处理变革

提到“量子”,很多专业外的人都还不知道这个概念的具体意义。“在微观粒子领域,像能量、动量等物理量都是不连续的,它们表现的最小单位就是量子,这是一个极小极细微的单位。”量子卓越中心院长潘建伟解释说,“日常生活中的光就是由大量光量子组成。如果能够掌握这些光量子的特征,通过对这些光量子的精确操作,就能进行信息的编码、存储、传输和操作。量子通信将比传统通信方式更安全,是对信息处理的革命性突破。”仅利用100个粒子相干操作制造出的量子计算机,在处理某些特定问题上计算其速度比目前世界上最快的超级计算机“天河二号”还要快百亿亿倍。

如何利用量子进行信息处理和传输,如何搭建起量子传输的“通道”、推进对量子的产业利用,已成为国际物理学争相研究的问题。2015年年底,世界顶级物理杂志、英国物理学会下属的《物理世界》公布了2015年度国际物理学领域10项重大突破,潘建伟等以“多自由度量子隐形传态”研究成果荣登榜首。近年来,该团队成员成果1次入选《自然》杂志评选的“年度十大科技亮点”,1次入选《科学》杂志评选的“年度物理学重大进展”,6次入选欧洲物理学会评选的“年度物理学重大进展”,5次入选美国物理学会评选的“年度物理学重大事件”,9次入选两院院士评选的年度中国十大科技进展新闻,奠定了我国在量子通信领域的国际领先地位。

潘建伟介绍,量子卓越中心牵头承担了中科院战略性先导科技专项(A类)“量子科学实验卫星”、中科院战略性先导科技专项(B类)“量子系统的相干控制”、发改委量子保密通信“京沪干线”技术验证及应用示范项目等多项国家重大科技任务,均在顺利实施。“量子卓越中心的战略目标是,力争通15年左右的努力,构建完整的空地一体广域量子通信网络体系,在国防、政务、金融和能源等领域率先加以广泛应用,与经典通信网略实现无缝链接,形成具有国际引领地位的战略性新兴产业和下一代国家信息安全生态系统。”

目前,以蛋白质中心、上海光源、量子卓越中心等大科学基础设施为依托,张江核心园区已形成一批具有国际一流水平的大科学装置和科教机构集群,形成了建设综合性国家科学中心的独特优势。浦东新区科学技术委员会主任唐石青在总结时说道,“重大科学基础设施、国家级大科学项目落户张江,将大幅度提升张江、浦东乃至整个上海的科学研发水平和自主创新能力,促进技术创新、产业升级;张江综合性国家科学中心建设,将形成高尖端资源集聚、创新领军人才汇集的独特优势,成为国家参与国际重要科学领域前沿竞争的主要阵地。”张江管委会负责人则表示,面对国家赋予的战略重任,张江将不辱使命,以推动综合性国家科学中心建设为契机,瞄准国际最前沿的科学研究领域和最高端的产业发展方向,积极吸引和布局相关创新创业资源,把张江建设成为国家创新体系的关键载体,成为提高我国自主创新能力的重要引擎,成为集中体现国家竞争力的标杆区域和新一轮科技革命的重要策源地。

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(网络编辑:何颖曦)
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