2023年度“中国科学十大进展”发布 深圳两项成果入选

嘿同志儿

2月29日，国家自然科学基金委员会发布了2023年度“中国科学十大进展”，囊括一年中最重大的科学发现、科学进展及未来趋势。两项来自深圳的研究成果上榜，分别是：华为云计算技术有限公司田奇等人的研究成果“人工智能大模型为精准天气预报带来新突破”；南方科技大学、深圳国际量子研究院俞大鹏、徐源等人的研究成果“玻色编码纠错延长量子比特寿命”。

天气预报是国际科学前沿问题，具有重大的社会价值。现有数值天气预报范式源于20世纪50年代，即通过超算平台的大规模计算来求解大气运动偏微分方程组，实现对未来天气的预报。近些年使用该传统方法提升预报水平面临越来越大的挑战。华为云研发团队基于人工智能技术，提出了一种适配地球坐标系统的三维神经网络，能够有效处理天气数据中的复杂过程，并通过层次化时域聚合策略来有效减少迭代误差，成功实现了精准的中期天气预报。在1979—2017年全球天气再分析数据上训练后，构建了盘古气象大模型。该模型能够预报7天内的地表层和13个高空层的温度、气压、湿度、风速等气象要素，并将全球最先进的欧洲中长期天气预报中心（ECMWF）集成预报系统的预报时效提高了0.6天左右，在热带气旋的路径预报误差相较于ECMWF预报系统降低了25%。该模型仅需10秒即可完成全球7天重要气象要素的预报，计算速度较数值方法提升1万倍以上。该研究展示了人工智能和大数据在解决天气预报问题上的突破。

目前，盘古气象大模型能够提供全球气象秒级预报，其气象预测结果包含台风路径、降水，以及位势、湿度、风速、温度、海平面气压等基础气象要素，应用于多个气象研究细分场景，欧洲中期预报中心、中国国家气象局、香港天文台等都在实测中发现盘古预测的优越性。在2023年汛期，盘古气象大模型成功预测了玛娃、泰利、杜苏芮、苏拉等影响我国的强台风路径。

2023年7月5日，《自然》刊发华为云盘古气象研究成果，并盛赞重新审视气象未来。目前，华为云盘古气象大模型已正式上线欧洲中期天气预报中心和香港天文台地球官网，华为云还携手深圳市气象局、泰国国家气象局等打造高精度区域气象预报大模型，利用人工智能技术提升气象灾害预警能力。

深圳此次入选的另一个科研成果，来自中国科学院院士、南科大讲席教授、深圳量子研究院院长俞大鹏团队。

目前超导量子比特的错误率离实用化还相差十多个数量级，需要进行量子纠错以构建错误率更低的逻辑量子线路。量子纠错旨在充分利用无限维希尔伯特空间的冗余度来保护逻辑量子比特免受噪声的干扰。通过对错误的实时探测和纠正，逻辑量子比特的相干寿命将得以延长。然而，传统的量子纠错过程通常会不可避免地引入新的错误，使得量子纠错面临“越纠越错”的尴尬局面。如何使编码保护的逻辑量子比特的寿命超过体系中最佳物理量子比特，超越盈亏平衡点，是衡量量子纠错是否有效的关键判据。

2023年3月，在俞大鹏的带领下，超导实验室的徐源研究员研究小组联合福州大学郑仕标教授、清华大学孙麓岩教授等团队攻坚克难，在基于超导量子线路系统的量子纠错领域一举取得了突破性重大实验进展：团队通过对微波腔中的离散变量光子量子比特进行实时反馈校正，证明了超过QEC的盈亏平衡点，并在国际知名学术期刊《自然》上发表。

十大科学进展入选简介指出，该研究在国际上首次通过主动的重复错误探测和纠错过程实现延长量子信息的存储时间超越盈亏平衡点16%，展示了量子纠错的优越性，表明了硬件高效的离散变量编码在容错量子计算中的潜力，具有里程碑式的重要意义。

2023年度“中国科学十大进展”遴选活动分为推荐、初选、终选、审议4个环节。除了深圳科研团队的两项成果外，今年入选的成果还有：揭示人类基因组暗物质驱动衰老的机制、发现大脑“有形”生物钟的存在及其节律调控机制、农作物耐盐碱机制解析及应用、新方法实现单碱基到超大片段DNA精准操纵、揭示人类细胞DNA复制起始新机制、“拉索”发现史上最亮伽马暴的极窄喷流和十万亿电子伏特光子、揭示光感受调节血糖代谢机制、发现锂硫电池界面电荷存储聚集反应新机制。

深圳成果

华为云计算技术有限公司田奇等人的研究成果“人工智能大模型为精准天气预报带来新突破”；南方科技大学、深圳国际量子研究院俞大鹏、徐源等人的研究成果“玻色编码纠错延长量子比特寿命”入选。

来源：深圳商报