量子计算机的原理是什么？

大约到2030年，每个人桌上的电脑主机不会再使用芯片与半导体，而是充满液体。而这正是新一代量子电脑的奇特造型。

也许你已经知道，量子电脑应用的不再是现实世界里的物理定律，而是玄妙的量子原理。它的运算速度可能比目前个人电脑的奔腾Ⅲ芯片快10亿倍，可以在二瞬间搜寻整个国际网络，也可以轻易破解任何安全密码。而且，最重要的一点是，这一切绝非科幻小说。与传统电脑不同的是，量子电脑将以原子而非芯片进行运算。第一台量子电脑可能会是个粗糙、昂贵、只能用一次的科学实验品，但2001年以来的各种实验结果显示，这项科学理论的确管用。

美国麻省理工学院与英国牛津大学是量子电脑研究的先驱，IBM与惠普电脑公司也不落人后。对量子电脑的惊人性能感到担忧的美国政府，更是在洛斯阿拉莫斯国家实验室，不计成本地设立了量子电脑研究基地。

要让原子乖乖地为人类服务这个难题，无论是在理论上，坯是在实践上，都对科学家发出了严峻挑战。因为量子世界是个超乎常理的环境，我们可能永远也猜不出它的“谜底”。量子电脑也有很多匪夷所思的地方，它能够设想无限多个宇宙并列的场面，并由此“算出”可能出现的各种情况。而这意味着，不同的人在不同的时间，通过量子电脑计算得到的，很可能是不同的答案。

量子电脑专家班奈特说，量子电脑的基础，恰恰就是这些怪异的观念。因此，单是创造一个类似量子世界的环境，让原子照常进行计算并提供答案，就足以让科学家伤透脑筋。也许还要好几十年，量子电脑才会出现在我们的书桌上。

其实科学家早已注意到，原子是个天然的计算机。它会旋转，而且很有规律，方向不是朝上就是朝下，这正好与数字科技的“0”与“1”吻合。但原子有一个怪异的特性：一个原子，可以在同一时间向上并向下旋转，直到你用电子显微镜或其他工具测量它，才会迫使它选择一个固定方向。这既是原子的特异功能，也是量子电脑强大力量的来源。

既然原子可以同时向上并向下旋转，它就不能被视为单一的“位元”。科学家称之为“准位元”，就是出于这个原因。这意味着，如果把一群原子聚在一起，它们不会像今天的电脑那样，按照程序进行线性运算，而是同时进行所有可能的运算。这种运算方式的直接好处是计算机的运算速度成指数地加快了。

只要40个原子一起计算，其性能就相当于今天的一部超级电脑。举例来说，如果有一个包含全球电话号码的资料库，要从中寻找一个我们需要的特定号码，现在速度最快的超级电脑，大约要花一个月的时间才能完成任务，而一台量子电脑只需27分钟。

但是，答案那么多，速度那么快，我们怎么取回想要的计算结果呢前面说过，对原子进行测量可以迫使它选择旋转方向，因此科学家只要测量这些“准位元”，就可以逼迫它们说出答案。

最近，麻省理工学院与mM公司的科学家，终于通过特定方式，做出了原始的量子电脑。虽然它看上去和一个烤面包机没有多大差别，但功能却比烤面包机高明多了。这个实验性质的量子电脑，具有两个“准位元”的计算能力。也就是说，它的威力等于两个原子同时进行运算。目前，科学家们正在朝三个“准位元”的目标努力。

中国在2020年收获的十大科技成果，每一项都让国人充满自信和底气！

1、华为5G

2020年被称为5G元年，一些国家率先进入5G时代。在全球5G方案服务商中，华为、中兴、诺基亚、爱立信一路你追我赶，在5G市场上攻城略池。其中，华为5G凭借领先12-18个月的技术优势坐稳市场第一。

截至今年6月，华为就曾凭借全球91个5G订单将对手远远甩在身后。而根据国外研究机构Dell’Oro Group最新发布的2020年第三季度全球电信设备市场报告，华为5G再次蝉联第一。

华为5G是全球唯一一个能够提供“端管芯”多维度协同的5G解决方案，所有技术均来源于自主研发，在低时延、稳定性上的优势有目共睹。在一些对网络要求极其苛刻的科研领域，如自动驾驶、远程手术等，华为5G无疑是目前最好的解决方案。

2、世界最大单口径射电望远镜“中国天眼”

2020年1月11日，我国自主研发设计的500米口径球面射电望远镜通过国家验收，正式投入使用，它被中国人亲切地称为“中国天眼”。1994年，在我国天文学家南仁东的倡议下正式立项，历时22年建成。

“中国天眼”是全球最大的单口径射电望远镜，球面宽度为500米，一举刷新了阿雷西博天文台保持的350米纪录。据国际专家评估，“中国天眼”的综合性能是阿雷西博的10倍，甚至还能搜寻到银河系中可能存在的外星人信号。

“中国天眼”在研究射电天文学、大气科学、雷达天文学等方面有十分积极的意义。2020年12月，曾经全球最大的阿雷西博天文台一夜之间坍塌，全球有能力将测控区间由地球同步轨道延伸至太阳系的天文台，只剩下“中国天眼”了。

3、世界首座高铁跨海大桥——福厦高铁泉州湾跨海大桥

一直以来，中国被称为“基建狂魔”，一些海外专家团队搞不定的工程项目，在中国工程师的坚持不懈下一一实现，惊艳了全球，比如赫赫有名的港珠澳大桥。而今年，中国又为世界桥梁领域添了一里程碑式工程——福厦高铁泉州湾跨海大桥。

福厦高铁泉州湾跨海大桥是全球第一座高铁跨海大桥，它全长203公里，主跨400米，目前已经完成了封顶作业。另外，它的设计行车时速达350公里，刷新了世界桥梁最高记录。

福厦高铁泉州湾跨海大桥预计2022年正式通车，中国这个基建大神，又要惊艳全球了！

4、高速磁浮试验样车成功试跑

2020年6月21日，由中车四方股份公司研制的时速600公里的高速磁浮试样车，在上海同济大学磁浮试验线上成功试跑，标志着中国初步掌握了超高速列车的设计能力。

项目负责人表示，目前国内高铁的最高设计时速为350公里，民航飞机一般在800-900公里，设计时速600公里的高速磁浮，可以填补它们两者之间的这段速度空白区间，提供更加灵活的出行方案。

高速磁浮在时效性、舒适性、性价比方面优势明显，市场潜力不容小觑。

5、北斗卫星导航系统全面建成开通

1994年，北斗项目正式启动，一开始打算和欧洲的伽利略合作，不料对方收了钱却封锁技术。孙家栋等院士一拍桌子，这口气不能忍，我们自己做！前后花了26年的时间，北斗人研发芯片开发系统，打造出全球最精确的导航系统。

2020年6月23日，北斗三号第55颗卫星顺利进入预定轨道，中国人迎来属于自己的全球定位系统。截至今年7月，全球已有137个国家和地区与北斗系统签下了合作协议。

北斗导航系统精确度可以达到20cm以内，远超美国的GPS。值得一提的是，北斗系统自带短报文通信功能，极端条件下手机无法使用，可以利用该功能与外界取得联系，这也是GPS不具备的。

6、神威·太湖之光超级计算机首次模拟千万核心并行运算

超级计算机是衡量一个国家科技实力的重要指标之一，各国都把它视为国之重器。历史上我国曾长期扮演陪跑的角色，没有任何话语权。为了补齐这一短板，国家投入了大量资金和人才自主研发，神威·太湖之光就是最典型的一台中国创造的超级计算机。

神威·太湖之光由40个运算机柜和8个网络机柜组成，它的运算能力高达每秒1254京，曾连续4年斩获全球超级计算机500强第一，在国际舞台享有非常高的知名度。

2020年7月，中国科大在“神威·太湖之光”上首次实现千万核心并行第一性原理计算模拟。这一研究成果表明，借助当代最先进的计算方法和世界顶级高性能计算平台，大体系、长时间的高精度第一性原理材料模拟已成为现实。

7、中国三代核电技术“国和一号”研发完成

随着环保意识的逐渐提升，各国开始寻求用清洁能源代替传统发电。相比之下，核电是最理想的解决方案，转化率优势明显。不过，安全问题一直是核电绕不开的技术焦点，而中国率先攻克了这一难题。

2020年9月28日，中国国家电力投资集团宣布，中国自主研发的三代核电技术“国和一号”完成研发，接下来将进入商用环节。据悉，“国和一号” 采用“非能动”安全设计理念，单机功率达到150万千瓦，代表目前全球最先进的核电水平。

“国和一号”预计每小时可以为电网提供150万度电，一年算下来单台机组可以满足2200万居民的用电需求，减少碳排放900万吨。

8、量子计算机“九章”成功研制

传统计算机使用二进制，也就是0和1，在运算一些极其复杂的科研项目时效率特别低。因此，量子计算机应运而生，可以简单地理解为它是高进制的处理器，通过控制光量子提高运算速度。

2020年12月4日，中国科学技术大学潘建伟教授传来一个好消息，中国自研的76个光子的量子计算机“九章”成功问世，刷新全球量子计算的速度记录。在此之前，这项记录一直被谷歌的“悬铃木”保持。

以经典的计算玻色采样问题为例，处理100亿个样本，九章只需要10小时，而谷歌“悬铃木”需要20天。

9、中国新一代“人造太阳”首次放电

2020年12月4日，新一代“人造太阳”——中国环流器二号M装置在成都正式建成并实现首次放电。标志着我国自主掌握了大型先进核聚变装置的设计、建造、运行技术。

什么是核聚变？简单地说，就是两个小质量原子聚合成一个大质量原子，并释放巨大能量的过程，这也是太阳的工作原理。理论上只要实现可操控的核聚变反应，就可以模拟出一个“人造太阳”。

当然了，这个技术门槛相当高，需要满足三点：一是温度超过一亿摄氏度；二是密度足够高；三是等离子体在有限的空间里被约束足够长时间。而我国自主设计的新一代托卡马克装置同时满足了三点要求，因此它的首次放电，意味着中国人离“人造太阳”不远了。

10、嫦娥五号成功采样月球样本

2020年11月24日，嫦娥五号在中国文昌航天发射场顺利升空并进入预定轨道，它肩负着一个非常艰巨的任务：完成中国历史上第一次月表取样返回。在此之前，全球只有美国和前苏联做到了。

12月2日，嫦娥五号顺利完成月表采样和封装，成为全球第三个攻克这项技术的国家。当鲜艳的五星红旗闪耀在月球表面的那一刻，无数国人热泪盈眶，这一刻等太久了。

回顾2020年，中国在科技领域的成果让国人充满自信和底气，一代又一代科学家的无私奉献让中华民族挺起了脊梁，向伟大的中国科研工作者致敬！

2、世界最大单口径射电望远镜“中国天眼”

2020年1月11日，我国自主研发设计的500米口径球面射电望远镜通过国家验收，正式投入使用，它被中国人亲切地称为“中国天眼”。1994年，在我国天文学家南仁东的倡议下正式立项，历时22年建成。

“中国天眼”是全球最大的单口径射电望远镜，球面宽度为500米，一举刷新了阿雷西博天文台保持的350米纪录。据国际专家评估，“中国天眼”的综合性能是阿雷西博的10倍，甚至还能搜寻到银河系中可能存在的外星人信号。

“中国天眼”在研究射电天文学、大气科学、雷达天文学等方面有十分积极的意义。2020年12月，曾经全球最大的阿雷西博天文台一夜之间坍塌，全球有能力将测控区间由地球同步轨道延伸至太阳系的天文台，只剩下“中国天眼”了。

3、世界首座高铁跨海大桥——福厦高铁泉州湾跨海大桥

一直以来，中国被称为“基建狂魔”，一些海外专家团队搞不定的工程项目，在中国工程师的坚持不懈下一一实现，惊艳了全球，比如赫赫有名的港珠澳大桥。而今年，中国又为世界桥梁领域添了一里程碑式工程——福厦高铁泉州湾跨海大桥。

福厦高铁泉州湾跨海大桥是全球第一座高铁跨海大桥，它全长203公里，主跨400米，目前已经完成了封顶作业。另外，它的设计行车时速达350公里，刷新了世界桥梁最高记录。

福厦高铁泉州湾跨海大桥预计2022年正式通车，中国这个基建大神，又要惊艳全球了！

4、高速磁浮试验样车成功试跑

2020年6月21日，由中车四方股份公司研制的时速600公里的高速磁浮试样车，在上海同济大学磁浮试验线上成功试跑，标志着中国初步掌握了超高速列车的设计能力。

项目负责人表示，目前国内高铁的最高设计时速为350公里，民航飞机一般在800-900公里，设计时速600公里的高速磁浮，可以填补它们两者之间的这段速度空白区间，提供更加灵活的出行方案。

高速磁浮在时效性、舒适性、性价比方面优势明显，市场潜力不容小觑。

5、北斗卫星导航系统全面建成开通

1994年，北斗项目正式启动，一开始打算和欧洲的伽利略合作，不料对方收了钱却封锁技术。孙家栋等院士一拍桌子，这口气不能忍，我们自己做！前后花了26年的时间，北斗人研发芯片开发系统，打造出全球最精确的导航系统。

2020年6月23日，北斗三号第55颗卫星顺利进入预定轨道，中国人迎来属于自己的全球定位系统。截至今年7月，全球已有137个国家和地区与北斗系统签下了合作协议。

北斗导航系统精确度可以达到20cm以内，远超美国的GPS。值得一提的是，北斗系统自带短报文通信功能，极端条件下手机无法使用，可以利用该功能与外界取得联系，这也是GPS不具备的。

6、神威·太湖之光超级计算机首次模拟千万核心并行运算

超级计算机是衡量一个国家科技实力的重要指标之一，各国都把它视为国之重器。历史上我国曾长期扮演陪跑的角色，没有任何话语权。为了补齐这一短板，国家投入了大量资金和人才自主研发，神威·太湖之光就是最典型的一台中国创造的超级计算机。

神威·太湖之光由40个运算机柜和8个网络机柜组成，它的运算能力高达每秒1254京，曾连续4年斩获全球超级计算机500强第一，在国际舞台享有非常高的知名度。

2020年7月，中国科大在“神威·太湖之光”上首次实现千万核心并行第一性原理计算模拟。这一研究成果表明，借助当代最先进的计算方法和世界顶级高性能计算平台，大体系、长时间的高精度第一性原理材料模拟已成为现实。

7、中国三代核电技术“国和一号”研发完成

随着环保意识的逐渐提升，各国开始寻求用清洁能源代替传统发电。相比之下，核电是最理想的解决方案，转化率优势明显。不过，安全问题一直是核电绕不开的技术焦点，而中国率先攻克了这一难题。

2020年9月28日，中国国家电力投资集团宣布，中国自主研发的三代核电技术“国和一号”完成研发，接下来将进入商用环节。据悉，“国和一号” 采用“非能动”安全设计理念，单机功率达到150万千瓦，代表目前全球最先进的核电水平。

“国和一号”预计每小时可以为电网提供150万度电，一年算下来单台机组可以满足2200万居民的用电需求，减少碳排放900万吨。

8、量子计算机“九章”成功研制

传统计算机使用二进制，也就是0和1，在运算一些极其复杂的科研项目时效率特别低。因此，量子计算机应运而生，可以简单地理解为它是高进制的处理器，通过控制光量子提高运算速度。

2020年12月4日，中国科学技术大学潘建伟教授传来一个好消息，中国自研的76个光子的量子计算机“九章”成功问世，刷新全球量子计算的速度记录。在此之前，这项记录一直被谷歌的“悬铃木”保持。

以经典的计算玻色采样问题为例，处理100亿个样本，九章只需要10小时，而谷歌“悬铃木”需要20天。

9、中国新一代“人造太阳”首次放电

2020年12月4日，新一代“人造太阳”——中国环流器二号M装置在成都正式建成并实现首次放电。标志着我国自主掌握了大型先进核聚变装置的设计、建造、运行技术。

什么是核聚变？简单地说，就是两个小质量原子聚合成一个大质量原子，并释放巨大能量的过程，这也是太阳的工作原理。理论上只要实现可操控的核聚变反应，就可以模拟出一个“人造太阳”。

当然了，这个技术门槛相当高，需要满足三点：一是温度超过一亿摄氏度；二是密度足够高；三是等离子体在有限的空间里被约束足够长时间。而我国自主设计的新一代托卡马克装置同时满足了三点要求，因此它的首次放电，意味着中国人离“人造太阳”不远了。

10、嫦娥五号成功采样月球样本

2020年11月24日，嫦娥五号在中国文昌航天发射场顺利升空并进入预定轨道，它肩负着一个非常艰巨的任务：完成中国历史上第一次月表取样返回。在此之前，全球只有美国和前苏联做到了。

12月2日，嫦娥五号顺利完成月表采样和封装，成为全球第三个攻克这项技术的国家。当鲜艳的五星红旗闪耀在月球表面的那一刻，无数国人热泪盈眶，这一刻等太久了。

2、世界最大单口径射电望远镜“中国天眼”

2020年1月11日，我国自主研发设计的500米口径球面射电望远镜通过国家验收，正式投入使用，它被中国人亲切地称为“中国天眼”。1994年，在我国天文学家南仁东的倡议下正式立项，历时22年建成。

“中国天眼”是全球最大的单口径射电望远镜，球面宽度为500米，一举刷新了阿雷西博天文台保持的350米纪录。据国际专家评估，“中国天眼”的综合性能是阿雷西博的10倍，甚至还能搜寻到银河系中可能存在的外星人信号。

“中国天眼”在研究射电天文学、大气科学、雷达天文学等方面有十分积极的意义。2020年12月，曾经全球最大的阿雷西博天文台一夜之间坍塌，全球有能力将测控区间由地球同步轨道延伸至太阳系的天文台，只剩下“中国天眼”了。

3、世界首座高铁跨海大桥——福厦高铁泉州湾跨海大桥

一直以来，中国被称为“基建狂魔”，一些海外专家团队搞不定的工程项目，在中国工程师的坚持不懈下一一实现，惊艳了全球，比如赫赫有名的港珠澳大桥。而今年，中国又为世界桥梁领域添了一里程碑式工程——福厦高铁泉州湾跨海大桥。

福厦高铁泉州湾跨海大桥是全球第一座高铁跨海大桥，它全长203公里，主跨400米，目前已经完成了封顶作业。另外，它的设计行车时速达350公里，刷新了世界桥梁最高记录。

福厦高铁泉州湾跨海大桥预计2022年正式通车，中国这个基建大神，又要惊艳全球了！

4、高速磁浮试验样车成功试跑

2020年6月21日，由中车四方股份公司研制的时速600公里的高速磁浮试样车，在上海同济大学磁浮试验线上成功试跑，标志着中国初步掌握了超高速列车的设计能力。

项目负责人表示，目前国内高铁的最高设计时速为350公里，民航飞机一般在800-900公里，设计时速600公里的高速磁浮，可以填补它们两者之间的这段速度空白区间，提供更加灵活的出行方案。

高速磁浮在时效性、舒适性、性价比方面优势明显，市场潜力不容小觑。

5、北斗卫星导航系统全面建成开通

1994年，北斗项目正式启动，一开始打算和欧洲的伽利略合作，不料对方收了钱却封锁技术。孙家栋等院士一拍桌子，这口气不能忍，我们自己做！前后花了26年的时间，北斗人研发芯片开发系统，打造出全球最精确的导航系统。

2020年6月23日，北斗三号第55颗卫星顺利进入预定轨道，中国人迎来属于自己的全球定位系统。截至今年7月，全球已有137个国家和地区与北斗系统签下了合作协议。

北斗导航系统精确度可以达到20cm以内，远超美国的GPS。值得一提的是，北斗系统自带短报文通信功能，极端条件下手机无法使用，可以利用该功能与外界取得联系，这也是GPS不具备的。

6、神威·太湖之光超级计算机首次模拟千万核心并行运算

超级计算机是衡量一个国家科技实力的重要指标之一，各国都把它视为国之重器。历史上我国曾长期扮演陪跑的角色，没有任何话语权。为了补齐这一短板，国家投入了大量资金和人才自主研发，神威·太湖之光就是最典型的一台中国创造的超级计算机。

神威·太湖之光由40个运算机柜和8个网络机柜组成，它的运算能力高达每秒1254京，曾连续4年斩获全球超级计算机500强第一，在国际舞台享有非常高的知名度。

2020年7月，中国科大在“神威·太湖之光”上首次实现千万核心并行第一性原理计算模拟。这一研究成果表明，借助当代最先进的计算方法和世界顶级高性能计算平台，大体系、长时间的高精度第一性原理材料模拟已成为现实。

7、中国三代核电技术“国和一号”研发完成

随着环保意识的逐渐提升，各国开始寻求用清洁能源代替传统发电。相比之下，核电是最理想的解决方案，转化率优势明显。不过，安全问题一直是核电绕不开的技术焦点，而中国率先攻克了这一难题。

2020年9月28日，中国国家电力投资集团宣布，中国自主研发的三代核电技术“国和一号”完成研发，接下来将进入商用环节。据悉，“国和一号” 采用“非能动”安全设计理念，单机功率达到150万千瓦，代表目前全球最先进的核电水平。

“国和一号”预计每小时可以为电网提供150万度电，一年算下来单台机组可以满足2200万居民的用电需求，减少碳排放900万吨。

8、量子计算机“九章”成功研制

传统计算机使用二进制，也就是0和1，在运算一些极其复杂的科研项目时效率特别低。因此，量子计算机应运而生，可以简单地理解为它是高进制的处理器，通过控制光量子提高运算速度。

2020年12月4日，中国科学技术大学潘建伟教授传来一个好消息，中国自研的76个光子的量子计算机“九章”成功问世，刷新全球量子计算的速度记录。在此之前，这项记录一直被谷歌的“悬铃木”保持。

以经典的计算玻色采样问题为例，处理100亿个样本，九章只需要10小时，而谷歌“悬铃木”需要20天。

9、中国新一代“人造太阳”首次放电

2020年12月4日，新一代“人造太阳”——中国环流器二号M装置在成都正式建成并实现首次放电。标志着我国自主掌握了大型先进核聚变装置的设计、建造、运行技术。

什么是核聚变？简单地说，就是两个小质量原子聚合成一个大质量原子，并释放巨大能量的过程，这也是太阳的工作原理。理论上只要实现可操控的核聚变反应，就可以模拟出一个“人造太阳”。

当然了，这个技术门槛相当高，需要满足三点：一是温度超过一亿摄氏度；二是密度足够高；三是等离子体在有限的空间里被约束足够长时间。而我国自主设计的新一代托卡马克装置同时满足了三点要求，因此它的首次放电，意味着中国人离“人造太阳”不远了。

10、嫦娥五号成功采样月球样本

2020年11月24日，嫦娥五号在中国文昌航天发射场顺利升空并进入预定轨道，它肩负着一个非常艰巨的任务：完成中国历史上第一次月表取样返回。在此之前，全球只有美国和前苏联做到了。

12月2日，嫦娥五号顺利完成月表采样和封装，成为全球第三个攻克这项技术的国家。当鲜艳的五星红旗闪耀在月球表面的那一刻，无数国人热泪盈眶，这一刻等太久了。

2、世界最大单口径射电望远镜“中国天眼”

2020年1月11日，我国自主研发设计的500米口径球面射电望远镜通过国家验收，正式投入使用，它被中国人亲切地称为“中国天眼”。1994年，在我国天文学家南仁东的倡议下正式立项，历时22年建成。

“中国天眼”是全球最大的单口径射电望远镜，球面宽度为500米，一举刷新了阿雷西博天文台保持的350米纪录。据国际专家评估，“中国天眼”的综合性能是阿雷西博的10倍，甚至还能搜寻到银河系中可能存在的外星人信号。

“中国天眼”在研究射电天文学、大气科学、雷达天文学等方面有十分积极的意义。2020年12月，曾经全球最大的阿雷西博天文台一夜之间坍塌，全球有能力将测控区间由地球同步轨道延伸至太阳系的天文台，只剩下“中国天眼”了。

3、世界首座高铁跨海大桥——福厦高铁泉州湾跨海大桥

一直以来，中国被称为“基建狂魔”，一些海外专家团队搞不定的工程项目，在中国工程师的坚持不懈下一一实现，惊艳了全球，比如赫赫有名的港珠澳大桥。而今年，中国又为世界桥梁领域添了一里程碑式工程——福厦高铁泉州湾跨海大桥。

福厦高铁泉州湾跨海大桥是全球第一座高铁跨海大桥，它全长203公里，主跨400米，目前已经完成了封顶作业。另外，它的设计行车时速达350公里，刷新了世界桥梁最高记录。

福厦高铁泉州湾跨海大桥预计2022年正式通车，中国这个基建大神，又要惊艳全球了！

4、高速磁浮试验样车成功试跑

2020年6月21日，由中车四方股份公司研制的时速600公里的高速磁浮试样车，在上海同济大学磁浮试验线上成功试跑，标志着中国初步掌握了超高速列车的设计能力。

项目负责人表示，目前国内高铁的最高设计时速为350公里，民航飞机一般在800-900公里，设计时速600公里的高速磁浮，可以填补它们两者之间的这段速度空白区间，提供更加灵活的出行方案。

高速磁浮在时效性、舒适性、性价比方面优势明显，市场潜力不容小觑。

5、北斗卫星导航系统全面建成开通

1994年，北斗项目正式启动，一开始打算和欧洲的伽利略合作，不料对方收了钱却封锁技术。孙家栋等院士一拍桌子，这口气不能忍，我们自己做！前后花了26年的时间，北斗人研发芯片开发系统，打造出全球最精确的导航系统。

2020年6月23日，北斗三号第55颗卫星顺利进入预定轨道，中国人迎来属于自己的全球定位系统。截至今年7月，全球已有137个国家和地区与北斗系统签下了合作协议。

北斗导航系统精确度可以达到20cm以内，远超美国的GPS。值得一提的是，北斗系统自带短报文通信功能，极端条件下手机无法使用，可以利用该功能与外界取得联系，这也是GPS不具备的。

6、神威·太湖之光超级计算机首次模拟千万核心并行运算

超级计算机是衡量一个国家科技实力的重要指标之一，各国都把它视为国之重器。历史上我国曾长期扮演陪跑的角色，没有任何话语权。为了补齐这一短板，国家投入了大量资金和人才自主研发，神威·太湖之光就是最典型的一台中国创造的超级计算机。

神威·太湖之光由40个运算机柜和8个网络机柜组成，它的运算能力高达每秒1254京，曾连续4年斩获全球超级计算机500强第一，在国际舞台享有非常高的知名度。

2020年7月，中国科大在“神威·太湖之光”上首次实现千万核心并行第一性原理计算模拟。这一研究成果表明，借助当代最先进的计算方法和世界顶级高性能计算平台，大体系、长时间的高精度第一性原理材料模拟已成为现实。

7、中国三代核电技术“国和一号”研发完成

随着环保意识的逐渐提升，各国开始寻求用清洁能源代替传统发电。相比之下，核电是最理想的解决方案，转化率优势明显。不过，安全问题一直是核电绕不开的技术焦点，而中国率先攻克了这一难题。

2020年9月28日，中国国家电力投资集团宣布，中国自主研发的三代核电技术“国和一号”完成研发，接下来将进入商用环节。据悉，“国和一号” 采用“非能动”安全设计理念，单机功率达到150万千瓦，代表目前全球最先进的核电水平。

“国和一号”预计每小时可以为电网提供150万度电，一年算下来单台机组可以满足2200万居民的用电需求，减少碳排放900万吨。

8、量子计算机“九章”成功研制

传统计算机使用二进制，也就是0和1，在运算一些极其复杂的科研项目时效率特别低。因此，量子计算机应运而生，可以简单地理解为它是高进制的处理器，通过控制光量子提高运算速度。

2020年12月4日，中国科学技术大学潘建伟教授传来一个好消息，中国自研的76个光子的量子计算机“九章”成功问世，刷新全球量子计算的速度记录。在此之前，这项记录一直被谷歌的“悬铃木”保持。

以经典的计算玻色采样问题为例，处理100亿个样本，九章只需要10小时，而谷歌“悬铃木”需要20天。

9、中国新一代“人造太阳”首次放电

2020年12月4日，新一代“人造太阳”——中国环流器二号M装置在成都正式建成并实现首次放电。标志着我国自主掌握了大型先进核聚变装置的设计、建造、运行技术。

什么是核聚变？简单地说，就是两个小质量原子聚合成一个大质量原子，并释放巨大能量的过程，这也是太阳的工作原理。理论上只要实现可操控的核聚变反应，就可以模拟出一个“人造太阳”。

当然了，这个技术门槛相当高，需要满足三点：一是温度超过一亿摄氏度；二是密度足够高；三是等离子体在有限的空间里被约束足够长时间。而我国自主设计的新一代托卡马克装置同时满足了三点要求，因此它的首次放电，意味着中国人离“人造太阳”不远了。

10、嫦娥五号成功采样月球样本

2020年11月24日，嫦娥五号在中国文昌航天发射场顺利升空并进入预定轨道，它肩负着一个非常艰巨的任务：完成中国历史上第一次月表取样返回。在此之前，全球只有美国和前苏联做到了。

12月2日，嫦娥五号顺利完成月表采样和封装，成为全球第三个攻克这项技术的国家。当鲜艳的五星红旗闪耀在月球表面的那一刻，无数国人热泪盈眶，这一刻等太久了。

2、世界最大单口径射电望远镜“中国天眼”

2020年1月11日，我国自主研发设计的500米口径球面射电望远镜通过国家验收，正式投入使用，它被中国人亲切地称为“中国天眼”。1994年，在我国天文学家南仁东的倡议下正式立项，历时22年建成。

“中国天眼”是全球最大的单口径射电望远镜，球面宽度为500米，一举刷新了阿雷西博天文台保持的350米纪录。据国际专家评估，“中国天眼”的综合性能是阿雷西博的10倍，甚至还能搜寻到银河系中可能存在的外星人信号。

“中国天眼”在研究射电天文学、大气科学、雷达天文学等方面有十分积极的意义。2020年12月，曾经全球最大的阿雷西博天文台一夜之间坍塌，全球有能力将测控区间由地球同步轨道延伸至太阳系的天文台，只剩下“中国天眼”了。

3、世界首座高铁跨海大桥——福厦高铁泉州湾跨海大桥

一直以来，中国被称为“基建狂魔”，一些海外专家团队搞不定的工程项目，在中国工程师的坚持不懈下一一实现，惊艳了全球，比如赫赫有名的港珠澳大桥。而今年，中国又为世界桥梁领域添了一里程碑式工程——福厦高铁泉州湾跨海大桥。

福厦高铁泉州湾跨海大桥是全球第一座高铁跨海大桥，它全长203公里，主跨400米，目前已经完成了封顶作业。另外，它的设计行车时速达350公里，刷新了世界桥梁最高记录。

福厦高铁泉州湾跨海大桥预计2022年正式通车，中国这个基建大神，又要惊艳全球了！

4、高速磁浮试验样车成功试跑

2020年6月21日，由中车四方股份公司研制的时速600公里的高速磁浮试样车，在上海同济大学磁浮试验线上成功试跑，标志着中国初步掌握了超高速列车的设计能力。

项目负责人表示，目前国内高铁的最高设计时速为350公里，民航飞机一般在800-900公里，设计时速600公里的高速磁浮，可以填补它们两者之间的这段速度空白区间，提供更加灵活的出行方案。

高速磁浮在时效性、舒适性、性价比方面优势明显，市场潜力不容小觑。

5、北斗卫星导航系统全面建成开通

1994年，北斗项目正式启动，一开始打算和欧洲的伽利略合作，不料对方收了钱却封锁技术。孙家栋等院士一拍桌子，这口气不能忍，我们自己做！前后花了26年的时间，北斗人研发芯片开发系统，打造出全球最精确的导航系统。

2020年6月23日，北斗三号第55颗卫星顺利进入预定轨道，中国人迎来属于自己的全球定位系统。截至今年7月，全球已有137个国家和地区与北斗系统签下了合作协议。

北斗导航系统精确度可以达到20cm以内，远超美国的GPS。值得一提的是，北斗系统自带短报文通信功能，极端条件下手机无法使用，可以利用该功能与外界取得联系，这也是GPS不具备的。

6、神威·太湖之光超级计算机首次模拟千万核心并行运算

超级计算机是衡量一个国家科技实力的重要指标之一，各国都把它视为国之重器。历史上我国曾长期扮演陪跑的角色，没有任何话语权。为了补齐这一短板，国家投入了大量资金和人才自主研发，神威·太湖之光就是最典型的一台中国创造的超级计算机。

神威·太湖之光由40个运算机柜和8个网络机柜组成，它的运算能力高达每秒1254京，曾连续4年斩获全球超级计算机500强第一，在国际舞台享有非常高的知名度。

2020年7月，中国科大在“神威·太湖之光”上首次实现千万核心并行第一性原理计算模拟。这一研究成果表明，借助当代最先进的计算方法和世界顶级高性能计算平台，大体系、长时间的高精度第一性原理材料模拟已成为现实。

7、中国三代核电技术“国和一号”研发完成

随着环保意识的逐渐提升，各国开始寻求用清洁能源代替传统发电。相比之下，核电是最理想的解决方案，转化率优势明显。不过，安全问题一直是核电绕不开的技术焦点，而中国率先攻克了这一难题。

2020年9月28日，中国国家电力投资集团宣布，中国自主研发的三代核电技术“国和一号”完成研发，接下来将进入商用环节。据悉，“国和一号” 采用“非能动”安全设计理念，单机功率达到150万千瓦，代表目前全球最先进的核电水平。

“国和一号”预计每小时可以为电网提供150万度电，一年算下来单台机组可以满足2200万居民的用电需求，减少碳排放900万吨。

8、量子计算机“九章”成功研制

传统计算机使用二进制，也就是0和1，在运算一些极其复杂的科研项目时效率特别低。因此，量子计算机应运而生，可以简单地理解为它是高进制的处理器，通过控制光量子提高运算速度。

2020年12月4日，中国科学技术大学潘建伟教授传来一个好消息，中国自研的76个光子的量子计算机“九章”成功问世，刷新全球量子计算的速度记录。在此之前，这项记录一直被谷歌的“悬铃木”保持。

以经典的计算玻色采样问题为例，处理100亿个样本，九章只需要10小时，而谷歌“悬铃木”需要20天。

9、中国新一代“人造太阳”首次放电

2020年12月4日，新一代“人造太阳”——中国环流器二号M装置在成都正式建成并实现首次放电。标志着我国自主掌握了大型先进核聚变装置的设计、建造、运行技术。

什么是核聚变？简单地说，就是两个小质量原子聚合成一个大质量原子，并释放巨大能量的过程，这也是太阳的工作原理。理论上只要实现可操控的核聚变反应，就可以模拟出一个“人造太阳”。

当然了，这个技术门槛相当高，需要满足三点：一是温度超过一亿摄氏度；二是密度足够高；三是等离子体在有限的空间里被约束足够长时间。而我国自主设计的新一代托卡马克装置同时满足了三点要求，因此它的首次放电，意味着中国人离“人造太阳”不远了。

10、嫦娥五号成功采样月球样本

2020年11月24日，嫦娥五号在中国文昌航天发射场顺利升空并进入预定轨道，它肩负着一个非常艰巨的任务：完成中国历史上第一次月表取样返回。在此之前，全球只有美国和前苏联做到了。

12月2日，嫦娥五号顺利完成月表采样和封装，成为全球第三个攻克这项技术的国家。当鲜艳的五星红旗闪耀在月球表面的那一刻，无数国人热泪盈眶，这一刻等太久了。