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媒体报道

 

[上海科技报]张江科技创新3位主力军“军长”集体亮相 装备“重武器” 决胜主战场

今年2月,上海建设综合性国家科学中心获国家批准,其核心承载区——张江当仁不让地成为上海科技创新的主战场。既然是主战场的大决战,就需要投入装备最新武器的主力军。

在上周末举行的张江发布上,张江科技创新的3位主力军“军长”—— 上海同步辐射光源主任、中科院上海应用物理研究所所长赵振堂,中科院上海生科院生化与细胞所副所长、国家蛋白质科学中心(上海)主任雷鸣,中科院量子信息与量子科技前沿卓越创新中心(上海)主任、中科院院士潘建伟一一亮相。

无论是能给分子拍电影的上海光源,还是仅需2分30秒就能认识一个蛋白质的蛋白质中心,抑或是将改变信息科学基础的量子中心,张江科技创新3位主力军“军长”手中的秘密“重武器”,不仅秀出了中国的科技“肌肉”,更让人对上海科创中心充满期待。

上海光源:从分子照片到分子电影

“光源军军长”赵振堂所要征服的科学领域是分子与原子的微观世界。他手中的“重武器”就是隐藏在张江“鹦鹉螺”内、能照亮微观世界的“超级”光源。

“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1000亿倍。说得白一点,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。”赵振堂说,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。

截至2015年12月,上海光源首批7条线站共开机提供超过18万小时用户实验机时,支持课题近7000个。来自365家高校、科研院所、医院和公司的1938个研究组的近1.3万名用户在这里进行了实验,已发表论文近2500篇,取得了丰硕的成果。

而上述成果只是上海光源拥有的“恐怖”实力的一部分,其潜力还远远没有展示出来。赵振堂介绍说,上海光源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3代同步辐射光能为科学家拍摄“分子照片”,那么属于“第4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。

“X射线自由激光的峰值亮度比同步辐射高109倍,发射的超短脉冲比同步辐射还少3个数量级,从皮秒级提升到飞秒级。这不仅能让科学家将分子看得更清楚,还能看到分子瞬间的变化过程。”赵振堂说,上海光源正在建设的X射线自由激光是继美日德意之后的全球第5个四代光源。

蛋白质中心:认识一个蛋白质最短只要2分30秒

“蛋白军军长” 雷鸣需要攻克的是生命科学主阵地——蛋白质研究。他拥有的“重武器”是一整套覆盖蛋白质研究全过程的先进设施和装备。

“以前一位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。”雷鸣说,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。而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。

借助蛋白质中心的完备设置,中国科学家在生命科学领域频频出击。“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。”雷鸣介绍说,“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,中国儿童将不再受手足口病的困扰。”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,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。

自2014年5月起,蛋白质中心开始试运行并接待用户,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、国内高等院校、国际医药企业等各界100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了一系列重要成果,发表SCI文章共计60余篇。

量子卓越中心:100个粒子就可超越全球计算能力

“量子军军长”潘建伟正在攀登的科学高峰是量子信息科学。一旦他所掌握的“重武器”——量子卫星、量子通信完成测试,将给信息产业带来革命性变化。

“一个粒子在量子相干状态时,就好比让计算机电路同时处于0和1状态。如果利用100个粒子相干操作制造出的量子计算机,其计算能力达到2100,而目前全世界计算机加在一起的计算能力大约是280。未来,一台量子计算机就将超过全世界的计算机。”潘建伟说,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。

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。其中,量子卫星将在今年7月发射,“京沪干线”将在今年下半年开通。

“量子卓越中心的战略目标是,力争通过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,与经典通信网络实现无缝链接,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。” 潘建伟充满信心地表示。

 

《上海科技报》 版面:A1

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