2021年是中国共产党成立一百周年，也是第十四个五年计划的第一年。回望中国的百年征程，科技为中国腾飞插上了翅膀。
就连特斯拉CEO马斯克也忍不住赞叹:“中国的经济繁荣真的很惊人，尤其是在基础设施方面！我鼓励大家自己去看。”
据统计，中国科技进步对经济增长的贡献率已达60%。毫无疑问，重大科技创新是国之重器、利器，事关国家发展全局。
自豪的是，2021年才过去一半，中国已经在很多科技领域取得了很多重大突破。
任何人
神舟十二号载人飞船发射成功！
2021年6月17日，神舟十二号载人飞船成功发射并与天河核心舱对接。
这意味着中国载人航天工程正式进入“实现Tai 空”长期驻留三步走的最后阶段。更何况，中国载人飞船终于走出实验阶段，开始实现“Tai 空”往返常态化。
中国正式进入Tai 空站时代！
二十年前，美国拒绝中国参加国际空站；20年后，中国建成了自己的空站。
中国作为天宫的主人，可以接受十几个国家的合作申请，但是对于美国，中国直接说“不”！
二
中国的28纳米和14纳米芯片有望在今明两年开始量产。
日前，中国电子信息产业发展研究院电子信息研究所所长温小军在接受记者采访时表示，中国的28nm和14nm芯片有望在今明两年开始量产。
据悉，14nm芯片的研发已经攻克了很多技术难题，可以完成设计、制造、封装的全流程，之后有望在2022年实现量产。
国产芯片正在蓬勃发展，SMIC参与了先进芯片的研发，紫光展锐的芯片设计。另外，上海微电子即将交付28nm光刻机，相信今年或明年实现成熟工艺芯片量产问题不大。
如果今明两年28nm和14nm都能量产，我们还需要一两年的时间通过快速扩大产能来满足我们的市场需求，中国距离打破海外垄断也就不远了。
三
中国科学家在磁性芯片高精度测试领域取得新突破。
磁性芯片生产过程中的磁膜检测关键技术，在国内属于长期“卡脖子”的技术。
在磁性芯片的生产过程中，纳米磁性薄膜要均匀地铺展在晶片上。保证所有晶圆完全“平整”有多难？——相当于在北京海淀区的地面上均匀铺上五层小米粒，而且必须完全平整。因此，检测薄膜的平整度就显得尤为重要。
6月24日，北航集成电路研究所的研究人员利用他们研制的圆片级磁光克尔测试仪，通过微小的磁性针尖，在厚度为5个原子层的纳米磁性薄膜上写下“100年，中国的‘芯’”，庆祝中国共产党成立一百周年。
北航集成电路研究所研究团队研制的圆片级磁光克尔测试仪与国外同类器件相比，在测试精度和速度上进行了技术创新，实现了自主创新突破。
据了解，该仪器已在科研领域得到应用，预计将于今年10月在工业领域投入商用。
四
中国在核聚变研究方面取得了重大突破。
2021年5月，中国“人造太阳”在1.2亿摄氏度下成功“燃烧”了101秒！这标志着我国核聚变研究的又一重大突破，也为人类获得可控核聚变能源奠定了物理和工程基础。
什么是核聚变？当两个轻原子融合成一个重原子时，反应过程会产生一点质量缺陷，失去的一点物质会变成巨大的能量被释放出来，这就是核聚变。
氢弹使用核聚变技术。
但是要产生核聚变，就得在高温高压的环境下。比如在太阳中心，氢在1500万度K的高温和2000亿个大气压的高压下可以凝结成氦。但是地球上没有这么高的压力，温度需要达到上亿度才能聚变。所以在地球上实现核聚变是非常困难的。
而中国的“人造太阳”只是在1亿度的高温下保持了101秒的受控核聚变。要知道，一开始，人类只能做到50毫秒。
五
将中国之光的存储时间提高到1小时！
2021年4月，中国科学家在光量子存储领域取得重要突破，将光的存储时间提高到1小时，极大地刷新了2013年德国1分钟光存储的世界纪录，向实现量子存储即量子u盘迈出了重要一步。
储存光是非常困难的。由于反射性，光的每次反射都会损失一些能量。即使假设你的平面镜反射率高达99.9%，在一米宽的盒子里，光一秒钟反射15×10 ^ 9次，光连一秒钟都储存不了。
聪明的中国科学家通过调整介质的折射率来减缓光速，然后用低能态的晶体吸收光，光就会被“刻”进晶体里。当晶体的电子处于有规律的往复跃迁时，光束就会被晶体“束缚”，只能在晶体之间不断振荡。正是这种别出心裁的方法，科学家们成功地将光储存了一个小时，打破了此前德国科学家创下的一分钟记录。
科学家在这种厚度只有5毫米的晶体中存储了6亿个光脉冲。
光是现代信息传输的基本载体，光纤网络已经遍布全球。光存储在量子通信领域尤为重要，因为光量子存储可以构建量子中继，从而克服传输损耗，建立长距离通信网络。
六
中国首条采用移动闭塞系统的重载铁路已经成功运营！
6月19日，中国重载铁路技术实现重大突破。我国采用移动闭塞技术系统的重载列车的成功发车，标志着黄硕铁路成为我国第一条采用移动闭塞系统的重载铁路。
移动闭塞是国际铁路公认的提高安全指标和运输效率的最佳控制系统。通过控制同一条铁路上多辆列车的安全间隔，可以防止列车追尾。
黄硕铁路重载移动闭塞系统经过8年的关键技术攻关、核心设备研制和装备攻关、扩大试验和工程应用研究，实现了符合中国实际运营要求的“四个创新”，面向重载铁路复杂场景的移动闭塞安全防护技术、基于无线通信和北斗卫星的重载列车重定位技术、面向重载移动闭塞的全程安全综合保障技术，为重载铁路运输能力和效率提升提供了一整套解决方案。
七
中国在能源装备领域取得重大突破。
今年，我国第一套国产30 MW天然气长输管道燃气驱动压缩机组顺利通过鉴定验收。该机组性能完全满足我国天然气管道建设和运行的要求，达到国际先进水平，实现了我国能源装备领域的重大突破。
燃气轮机驱动的压缩机已表现出良好的性能和运行可靠性，其性能已达到世界同类产品的先进水平。关键生态指标氮氧化物排放优于进口活性机组。可靠性方面，“1000小时停机”指标也优于同期进口机组。
长期以来，国内没有成熟的大功率工业燃气轮机产品，国内天然气长输管道的气驱压缩机组长期依赖进口，设备采购和运维成本居高不下，国家能源输送受制于人。而30 MW燃气驱动压缩机组的研制成功，打破了国外技术垄断，填补了国内空空白，对于实现能源核心设备自主可控，保障国家能源战略安全具有重要意义。
八
中国开发了世界上量子比特数最多的超导量子系统祖冲之。
5月8日，世界上量子比特数最多的超导量子系统在中国诞生了！
毫无疑问，这是一个重大突破:中国科学家成功研制出62位超导量子计算原型机“祖冲之”。目前世界上超导量子比特数最多，并在此基础上实现了可编程的二维量子行走。
二维超导量子比特芯片示意图，每个橙色十字代表一个量子比特，来源:研究团队
祖冲之号还有多远？
谷歌曾经的“量子计算机”不是号称实现了“量子霸权”吗？仅用了200秒就完成了世界上最强大的超级计算机一万年所需的计算量，计算速度“恐怖”！但和祖冲之比，谷歌的量子计算机也不过如此。
“量子计算机”的能力主要是通过它能够操纵的超导量子位的数量来衡量的。量子比特越多，量子计算机的能力就越强，呈指数级增强。谷歌的量子计算机可以操纵的超导量子比特数是53，祖冲之可以达到62，比谷歌多9个！
九
中国现场光纤量子通信突破500公里。
近日，中科大潘建伟团队创下世界纪录，我国外场光纤量子通信突破500公里。
潘建伟团队利用中科院上海微系统所友利星集团研制的超导探测器，基于“庆忌干线”外场光缆，突破了外场长距离高性能单光子干涉技术，分别通过激光注入锁定实现了428km双场量子密钥分发，通过时频传递技术实现了511km TF-QKD。
图片来源:中国科学技术大学官网
研究成果成功刷新了野外光纤无中继QKD最长距离的世界纪录，500km以上的光纤码率突破了传统无中继QKD所限定的码率极限，即超过了理想探测装置下无中继QKD的码率极限。
上述工作证明了TF-QKD在实际环境中的可行性，为实现长距离光纤量子网络铺平了道路。
十
中国初步掌握了长火箭筒段的研制技术。
2021年2月，中国第一个3.35米直径长筒段火箭坦克在八院800所问世。经过各项试验和强度试验合格，基本满足工程应用条件。
坦克采用5米长筒段，这是我国首次实现从近2米长筒段到5米长筒段的重大跨越，标志着我国初步掌握了长筒段研制技术，火箭在高质量、高效率、低成本研制方面取得重大突破。
长筒节将现有筒节整合为一体，有效提高了火箭结构的可靠性。更重要的是，生产效率可以提高30%以上，开发成本可以降低20%以上。
结论:
2021年，中国在极端国际环境下成绩斐然，在一系列重大科技和高端制造领域取得重大突破。这既是偶然的，也是必然的。未来，我们期待更多中国先进装备问世，也期待祖国经济踏上新征程，实现新突破。
