2021年度中国科学十大进展发布火星探测、空间站等入选( 二 ) _科学

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2021年度中国十大科学进展5：新冠病毒“反式回溯”的复制矫正机制。科技部高技术研究发展中心(基础研究管理中心) 供图
——揭示新冠病毒(SARS-CoV-2)逃逸抗病毒药物机制。不断出现的新冠病毒突变株对当前已有的疫苗、中和抗体等抗病毒手段提出严峻挑战，亟需发展能有效应对各型突变株的广谱药物。在生命周期中，病毒的一系列转录复制酶组装成“转录复制复合体”超分子机器，负责病毒转录复制的全过程，且在各型突变株中高度保守，是开发广谱抗病毒药物的核心靶点。清华大学娄智勇、饶子和与上海科技大学高岩等发现并重构病毒“加帽中间态复合体”“mRNA加帽复合体”和“错配校正复合体”，并阐明其工作机制。揭示新冠病毒转录复制机器的完整组成形式；发现病毒聚合酶的核苷转移酶结构域是催化mRNA“加帽”成熟的关键酶，明确帽结构的合成过程，为发展新型、安全的广谱抗病毒药物提供全新靶点；发现病毒以“反式回溯”的方式对错配碱基和抗病毒药物进行“剔除”，阐明瑞德西韦等药物效果不良的分子机制，为优化针对聚合酶的抗病毒药物提供关键科学依据。

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2021年度中国十大科学进展6：“中国天眼”(FAST)捕获快速射电暴样品示意图。科技部高技术研究发展中心(基础研究管理中心) 供图
——“中国天眼”(FAST)捕获世界最大快速射电暴样本。快速射电暴(FRB)是无线电波段宇宙最明亮的爆发现象。FRB121102是人类所知的第一个重复快速射电暴，中国科学院国家天文台李菂等使用“中国天眼”(FAST)成功捕捉到FRB121102的极端活动期，最剧烈时段达到每小时122次爆发，累计获取1652个高信噪比的爆发信号，构成目前最大的FRB爆发事件集合。FAST样本排除FRB121102爆发在一毫秒至一小时之间的周期性或准周期性，严格限制重复快速射电暴由单一致密天体起源的可能性。该研究首次展现FRB的完整能谱，深入揭示了FRB的基础物理机制。

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2021年度中国十大科学进展7：纤维聚合物锂离子电池的集成组装示意图。科技部高技术研究发展中心(基础研究管理中心) 供图
——实现高性能纤维锂离子电池规模化制备。如何通过设计新结构(如创建纤维锂离子电池)满足电子产品高度集成化和柔性化发展要求，是锂离子电池领域面临的重大挑战。复旦大学彭慧胜、陈培宁等发现纤维锂离子电池内阻与长度之间独特的双曲余切函数关系，即内阻随长度增加并不增大，反而先下降后趋于稳定。在此理论指导下构建的纤维锂离子电池具有优异且稳定的电化学性能，能量密度较过去提升近2个数量级，弯折10万次后容量保持率超过80%；建立的世界上首条纤维锂离子电池生产线，实现其规模化连续制备；编织集成得到的纤维锂离子电池系统，电化学性能与商业锂离子电池相当，而稳定性和安全性更加优异。

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2021年度中国十大科学进展8：祖冲之号。科技部高技术研究发展中心(基础研究管理中心) 供图
——可编程二维62比特超导处理器“祖冲之号”的量子行走。量子行走是经典随机行走的量子力学模拟，是实现量子模拟、量子搜索算法乃至通用量子计算的工具。中国科学技术大学朱晓波、潘建伟等通过研发兼容平面工艺的三维引线技术，实现量子比特结构从一维向二维的拓展，设计并制作一个由62个比特组成的8×8的二维结构超导量子比特阵列，构建出“祖冲之号”量子计算原型机，并通过该装置演示高保真的单粒子和双粒子连续时间量子行走。利用量子处理器的高可编程性，实现量子比特激发粒子行走路径的精确调控，在固态量子芯片实现马赫-曾德尔干涉仪。该工作是世界范围内公开发表的首个比特数超过60的超导量子计算领域的成果，验证对含噪声中等规模量子比特系统的高精度量子调控能力，为研制祖冲之二号、实现“量子计算优越性”奠定基础。