祝贺！中科大、复旦、山农、北大成果入选十大科技

12月24日，由科技日报社主办、部分两院院士和媒体负责人共同评选的2025年国内十大科技新闻揭晓。

其中，中国科学技术大学联合国内多家科研机构共同构建的“祖冲之三号”超导量子计算原型机刷新世界纪录；中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心、复旦大学附属华山医院与企业合作，实现我国首例侵入式脑机接口临床试验，使我国成为全球第二个该技术进入临床阶段的国家；山东农业大学团队在《细胞》发文，首次阐明植物单细胞发育成完整植株的分子机制；北京大学团队于《自然·电子学》发布高精度阻变存储器模拟矩阵计算芯片，实现了精度可媲美数字系统的模拟计算。

超导量子计算原型机“祖冲之三号”成功构建

量子计算在特定任务上拥有超越经典计算的强大能力，被认为是下一代信息革命的关键技术。

3月3日，国际权威学术期刊《物理评论快报》发表的成果显示，由中国科学技术大学联合国内多家科研机构共同构建的超导量子计算原型机“祖冲之三号”打破超导体系量子计算优越性世界纪录。

量子计算优越性是验证量子计算系统超越传统超级计算机的重要标准，是量子计算具备应用价值的前提条件，也是一个国家量子计算研究实力的直接体现。

“祖冲之三号”芯片示意图。新华社发（中国科学技术大学供图）

经测试，“祖冲之三号”完成83比特32层的随机线路采样，以目前最优经典算法为比较标准，计算速度比当前最快的超级计算机快千万亿倍，也比谷歌公开发表的最新成果快百万倍，展现出目前该领域中最强的量子计算优越性。《物理评论快报》评论认为，其“构建了目前最高水准的超导量子计算机”。

“祖冲之三号”包含105个可读取比特和182个耦合比特，量子比特相干时间达到72微秒，并行单比特门保真度达到99.90%，并行两比特门保真度达到99.62%，并行读取保真度达到99.13%，综合性能达到国际领先水平。

在“祖冲之三号”取得最强量子计算优越性后，研发团队正继续开展量子纠错、量子纠缠、量子模拟、量子化学等多方面探索。

我国首例侵入式脑机接口临床试验开展

侵入式脑机接口技术可以将大脑内部的神经信号与外部设备精准连接，实现真正的“意念操控”，是当前最为前沿的医疗技术之一。

6月14日，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心发布消息，该中心联合复旦大学附属华山医院，与相关企业合作，成功开展我国首例侵入式脑机接口前瞻性临床试验，标志着我国成为全球第二个侵入式脑机接口技术进入临床试验阶段的国家。

此次临床试验受试者植入脑机接口设备后，经过2—3周的适应性训练，便能够通过意念控制电脑触摸板，完成打字、发信息、玩电脑游戏等操作，达到与普通人相近的操控水平。

本次临床试验中采用的柔性神经电极，具备高密度、大范围、高通量、长时间的稳定在体神经信号采集能力，是目前全球最小尺寸、柔性最强的神经电极，最大程度降低了对脑组织的损伤。此外，试验中采用的脑控植入体，仅硬币大小，同样为全球最小尺寸，叠加神经外科微创术式，有效降低手术期风险，显著缩短术后康复周期。

在为受试者进行手术前，华山医院采用功能性核磁成像定位、人脑图谱绘制定位、受试者专属三维模型构建等多种脑功能定位方案，绘制了患者大脑运动皮层的详细功能地图以确保植入位置的精确性，最大限度确保临床试验的安全性和有效性。目前，相关系统运行稳定，受试者状态良好。

单个体细胞“变”完整植株奥秘揭示

单个体细胞如何发育成完整植株？这个问题被《科学》杂志列为“最具挑战的125个关键科学问题之一”。

如今，这一问题被中国团队破解。9月16日，《细胞》在线发表山东农业大学研究团队论文，首次揭示了单个体细胞发育成完整植株背后的分子机制，破解了困扰科学界的植物细胞全能性机制之谜。

早在1902年，植物学家哈伯兰特就提出植物细胞全能性概念，认为植物的每个细胞均包含该物种全部遗传信息，在适宜条件下，可以发育成“全能干细胞”，进而长成完整植株。120多年过去了，这一概念背后的机理始终未被揭示。

自2005年起，研究团队就以拟南芥这一植物为研究对象，开启长达20年的探索。经过十几万次实验积累，研究团队大致分“两步走”发现了单细胞“再生”植物机理：研究首先发现，只有拟南芥叶片体细胞内合成大量生长素，这个“普通细胞”才能变身“全能干细胞”；在此基础上又发现，在叶片气孔前体细胞特有基因SPCH与人工诱导高表达基因LEC2协同作用下，体细胞才能合成大量生长素。

中国科学院院士种康认为，该发现不仅深化了对植物细胞全能性机理的理解，也为破解农业生物技术长期存在的“再生瓶颈”开辟了新路径。

高精度可扩展模拟矩阵计算芯片研制成功

在数字计算主导计算机领域半个多世纪后，我国科学家在新型计算架构上取得重大突破。

10月13日，《自然·电子学》杂志发表北京大学研究团队的重要进展，他们成功研制出基于阻变存储器的高精度、可扩展模拟矩阵计算芯片，首次实现了在精度上可与数字计算媲美的模拟计算系统。

我们熟悉的通信基站信号处理、AI大模型训练参数优化等，本质都是在解复杂的矩阵方程。采用数字方法实现高精度矩阵求逆的计算开销极大，耗时长、能耗高。于是，曾被视为老旧技术的模拟计算重新进入研究视野，它直接利用物理定律实现并行运算，在算力瓶颈背景下，具有延时低、功耗低等先天优势。

然而，如何让模拟计算兼具高精度与可扩展性，从而在现代计算任务中发挥其先天优势，一直是困扰全球科学界的世纪难题。

在这项研究中，科研人员选择了一条融合创新的道路，通过新型信息器件、原创电路和经典算法的协同设计，构建了一个基于阻变存储器阵列的高精度、可拓展的全模拟矩阵方程求解器，首次将模拟计算的精度提升至24位定点精度。

这一成果标志着我国突破模拟计算世纪难题，在后摩尔时代计算范式变革中取得重大突破，为应对人工智能与6G通信等领域的算力挑战开辟了全新路径。

编辑、审核：石瑾鹏

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