2025年科技创新趋势：五大领域将迎来关键突破

来源：光明日报

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2025年，在科技强国的征程上，中国科学家又交出一份怎样的答卷？看吧，他们，驭星驰骋宇宙、创新量子计算纪录、探索新物理规律，将自然世界奥秘层层解码；他们，扎根基础研究，勇闯工程技术“无人区”，为人类知识宝库再添珍品；他们，紧扣国计民生，在人工智能、绿色转型、交通出行等领域连战连捷，让科技之光温暖亿万百姓生活！

国之重器强国筑基

全超导托卡马克核聚变实验装置：“人造太阳”创造新世界纪录

有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置在安徽合肥获得重大成果，成功实现了上亿摄氏度1066秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，再次创造了托卡马克装置高约束模运行新的世界纪录。亿度千秒量级稳态高约束模的实现充分验证了聚变堆高约束模稳态运行的可行性，是聚变研究从基础科学研究迈向工程实践的重要一步，把聚变能源的研发进程往前推进了一大步，对聚变堆的建设和运行具有重大的意义。

“祖冲之三号”：超导量子计算原型机国际领先

由中国科学技术大学科研团队联合国内多家科研机构研制的超导量子计算原型机“祖冲之三号”正式对外发布。“祖冲之三号”集成了105个可读取比特和182个耦合比特，综合性能达到国际领先水平。经对比，“祖冲之三号”处理问题的速度比目前最快的超级计算机快1015倍，比谷歌在2024年10月公开发表的超导量子处理器“悬铃木”快106倍，创造了目前超导体系量子计算优越性的最强纪录。

天问二号：填补我国小天体探测技术空白

我国成功发射行星探测工程天问二号探测器，正式开启中国首次小行星采样返回与彗星伴飞探测任务，将对近地小行星2016HO3实施伴飞、采样返回，并对主带彗星311P开展绕飞探测，将填补我国在小天体探测领域的技术空白。这是继探月、探火后，中国人在浩瀚星宇的又一次重要探索之旅，将极大提升我国深空探测的自主性和智能性，为后续的火星采样返回任务及更远的木星系探测奠定基础。

江门中微子实验：进一步揭开中微子的神秘面纱

中微子是构成物质世界的基本粒子之一，其质量起源与重大宇宙学问题密切相关，被视为探索新物理规律的关键“门户”。位于广东的江门中微子实验（JUNO）8月正式运行，并于11月发布首个物理成果，测出中微子振荡的2个关键参数，测量精度较此前国际最好水平提升1.5~1.8倍。这是目前最高的精度，也是惊人的速度：作为国际上首个建成的新一代超大规模、超高精度的中微子实验装置，JUNO仅用2个月时间，就超越了国外同类实验10~20年的成果积累。

基础研究、应用研究异彩纷呈

首例二维金属制备成功：二维材料原子制造国际领先

自石墨烯发现以来，二维材料家族一直缺少真正的金属成员，这被视为该领域近20年的重大挑战。中国科学院物理研究所张广宇团队利用独创的“原子制造的范德华挤压技术”，在国际上首次成功制备出铋、锡等五种单原子层厚度的二维金属。这项突破不仅填补了关键拼图，更开辟了全新的研究领域，为未来超低功耗电子器件和新型量子现象探索提供了前所未有的材料平台。

解码蝗虫群聚信息素：推动害虫防控模式革命性转变

中国科学院动物研究所与北京大学专家团队系统解析了蝗虫群聚信息素4-乙烯基苯甲醚（4VA）的完整生物合成途径，设计和筛选开发出特异性小分子抑制剂，成功实现了对蝗虫群聚信息素4VA生物合成与释放过程的精准化学调控，进而完成了对其群聚行为的人工定向干预。这项成果不仅深入揭示了蝗虫群聚信息素生物合成的分子机制，更为研发基于信息素调控的害虫精准防控策略奠定了科学基础，将推动害虫防控从过度依赖化学杀虫剂的传统模式，向精准化、绿色化的行为调控模式跃迁。

常压下实现镍氧化物材料的高温超导电性：突破高温超导“天花板”

中国科学院院士薛其坤领衔的南方科技大学、粤港澳大湾区量子科学中心与清华大学联合研究团队，在常压环境下实现了镍氧化物材料的高温超导电性，超导起始转变温度突破40开尔文（K）——相当于零下233摄氏度，并观测到“零电阻”和“抗磁性”的双重特征。这一发现使镍基材料成为继铜基、铁基之后，第三类在常压下突破40K“麦克米兰极限”的高温超导材料体系，为破解高温超导机理的科学难题提供了全新突破口。

“一芯通吃”全频段芯片：6G无线通信取得重大突破

6G时代，无论在城市楼群还是偏远山区，都需要数据的高速传输和快速接入，但基于纯电子技术的传统无线设备带宽受限、频段单一，难以动态调度频谱资源。北京大学王兴军教授、舒浩文研究员和香港城市大学王骋教授联合团队研制出首款基于光电融合集成技术的自适应全频段高速无线通信芯片，为6G通信技术实用化奠定了颠覆性的硬件基础。一片仅有指甲盖大小的芯片，竟能游刃有余地调度从微波、Sub6GHz到毫米波甚至太赫兹的全频段资源，以超过120Gbps的极速传输数据，彻底打破了传统电子器件“一个频段一套设备”的僵局。

关键技术、工程科技惊艳世界

DeepSeek：点燃AI高光时刻

1月，深度求索（DeepSeek）公司发布人工智能大模型R1，凭借较少算力资源实现了与全球顶尖AI模型相当的效果，一举打破“堆算力、拼资金和数据”的传统路径，引发AI研发领域巨震。其开源策略与强大的适配性具有重要示范作用，在全社会范围内掀起AI技术革新浪潮，成为“AI服务于人”的中国样本，推动“人工智能+”从示范走向规模化应用。9月，DeepSeek-R1推理模型研究论文登上国际顶级期刊《自然（Nature）》的封面，披露更多训练细节并正面回应“蒸馏”质疑，推动AI大模型透明化更进一步，彰显出中国创新的开放与自信。

南水北调中线工程：一渠清水泽润万家

截至7月，南水北调中线工程累计调水突破800亿立方米，直接受益人口达1.85亿，为沿线26座大中城市200多个县（市、区）经济社会发展提供有力的水资源支撑。在实现优化水资源配置、保障饮水安全的同时，有效促进沿线河湖生态环境修复与可持续发展，有效缓解华北地区地下水超采问题，使滹沱河、永定河、大清河等华北主要水系先后实现水流全线贯通，为全球水资源调配与生态优化提供了可借鉴的解决方案。

首个千吨级金矿床：夯实黄金资源战略储备

辽宁省成功探明我国首个千吨级、低品位超大型金矿床——大东沟金矿，为新中国成立以来发现的规模最大单体金矿床。超大规模矿体可实现长期稳定开采，同时低品位矿藏以规模效应摊薄单位成本，结合我国选冶技术突破，使得“点石成金”成为现实，开发成本大大降低。该项目的实施，不仅进一步夯实了国家黄金资源战略储备，也为原有资源基地深部及外围找矿提供了成功范例，显著丰富了金矿成矿理论。

CR450：高铁技术领跑世界

CR450科技创新工程亮相第八届进博会。CR450动车组成功攻克了永磁牵引系统、减振降噪、减阻降耗、制动控制、轻量化等关键核心技术，其运营速度、运行能耗、车内噪声、制动距离等主要指标国际领先。目前已在多条线路进行了型式试验和运用考核，试验期间，跑出了动车组单列时速453公里、相对交会时速896公里的新纪录，标志着我国铁路在世界上首次构建了时速400公里动车组顶层指标体系，建立了面向时速400公里高速列车研发的系统工程方法，进一步巩固扩大了我国高铁技术世界领跑优势。