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科技部庆祝建国60周年专题 【字体:
前沿技术领域

超级杂交水稻


    杂交水稻是我国最早培育成功并在生产中实现大面积推广应用的重大科技成果,被誉为“第二次绿色革命”,多年来一直处于国际领先地位。我国从60年代开始研究杂交水稻,袁隆平等人1973年成功研发出籼型杂交水稻“三系”配套技术体系,实现了水稻育种的重大突破,使水稻产量从每亩300千克提高到500千克以上。20世纪80年代末,袁隆平又带领科技人员成功地选育出水稻光、温敏雄性不育为基础的“两系”法杂交水稻,比同期的三系杂交水稻每公顷增加750~1500千克。90年代,袁隆平提出并主持超级杂交稻研究,目前已实现百亩示范片亩产800_千克的产量目标。使我国的超级杂交稻研究继续保持国际领先水平。截止2006年,杂交稻在我国已累计推广56.4亿亩,共增产稻谷5200多亿千克,每年可以养活6000多万人。杂交水稻被推广至世界各地大面积种植,为世界粮食安全做出突出贡献。袁隆平因此被誉为“世界杂交水稻之父”。该项成果取得了明显的经济和社会效益,为从根本上解决我国粮食自给做出了重大贡献。该项研究获得了国家特等发明奖。

 

高性能计算机

曙光5000A高效能计算机系统

    上世纪90年代初,我国市场上的高性能计算机几乎全部是进口产品,我国石油物探和气象等核心部门甚至还要在外国人的现场监控下使用进口计算机。国家863计划支持的曙光系列高性能计算机的研制和产业化探索了一条在对外开放、市场经济为主的条件下发展我国高性能计算机的途径。
    从1993年研制成功我国第一台全对称并行多处理机曙光1号开始,突破了众多关键技术。1997年我国着手研制机群结构超级服务器,并先后推出了曙光1000大规模并行机和曙光2000、曙光3000、曙光4000等系列超级服务器,基本上做到每年推出一代新产品,计算速度从每秒200亿次提高到每秒11万亿次浮点运算。一系列国产高性能计算机的研制成功,直接打破了西方国家对我国的禁运遏制战略,对于提高我国高性能计算的能力和水平,加快支撑国家信息化的新型信息基础设施的建设,提高我国的综合国力和科技竞争力有重大的意义。

    2008年6月,由中国科学院计算所、曙光公司和上海超级计算中心三方共同研发制造的曙光5000A面世,其浮点运算处理能力可以达到230万亿次,这个速度有望让中国高性能计算机再次跻身世界前10,中国成为继美国之后第二个能制造和应用超百万亿次商用高性能计算机的国家。

    联想公司与中国科学院计算机网络信息中心合作自主研制的“深腾”系列也多次成为全球前10的超级计算机,目前正在研制中的联想深腾7000在整机系统均衡设计和优化、机群平台上事务处理系统设计和优化、机群系统软件以及网格环境若干支撑技术等方面有重要创新,已申请了数十项发明专利,运算速度也达到百万亿次高效能,在Linpack效率和组合数据查询方面达到了当前高端机群系统产品的国际领先水平。

    曙光5000A和深腾7000都将成为中国国家网格的主节点机。目前,中国国家网格(CNGrid)的结点数量已从8个增加到10个。2008年,新版中国国家网格软件CNGrid v3.1研发成功,在中国国家网格服务环境部署。该系统提供用户、安全、数据和管理等服务,有效集成了中国国家网格各结点的各类资源,提高了网格服务环境的易用性和系统的稳定性。目前,该系统的计算资源立足于国产曙光、联想、浪潮等高性能计算机,依托自主开发的一批高性能计算应用软件与商业应用软件,实现了分布在全国各地10个结点的计算资源、存储资源、软件和应用资源的整合,形成了具有45万亿次以上聚合浮点计算能力、490TB存储能力的网格环境,提供高性能计算和数据处理等多种服务。同时在中国国家网格上开发和部署了100多个高性能计算和网格应用,支持了近千个用户的使用,计算题目涉及气象数值模拟与预报、生物信息、计算化学、流体力学、地震三维成像、石油勘探油藏数值模拟、天体星系模拟、航空航天设计、生物药物研究、环境科学及其他研究领域。

 

汉字激光照排


    我国是世界上最早发明印刷术的国家,但直到20世纪70年代,中国印刷业仍处在沿用了近百年的铅字印刷阶段,铸字耗用的铅合金达20万吨,铜模200万副,当时价值人民币60亿元,不但能源消耗大,而且劳动强度高、效率低、环境污染严重。
    1974年国家设立“汉字信息处理工程”,目的是要改变印刷行业这一落后面貌。王选和他的攻关小组在研究汉字激光照排技术之初,就把用创新技术改造传统出版印刷行业作为奋斗目标,不满足于通过鉴定和获奖,坚持致力于科技成果转化,先后研制出6代产品,在国家的大力支持下,从1987年开始走向市场并得以迅速推广应用。1987年《经济日报》率先采用激光照排系统出版了世界上第一张采用计算机屏幕组版、整版输出的中文报纸,成为我国第一家废除铅排作业的报社。到1993年,来华研制和销售照排系统的欧美和日本著名厂商全部退出中国市场,国内99%的报社和90%以上的黑白书刊采用了以王选技术为核心的国产激光照排系统,延续了上百年的中国传统出版印刷行业仅用了短短数年时间,从铅排直接跨越到激光照排,走完了西方几十年才完成的技术改造道路,被公认为毕昇发明活字印刷术后中国印刷技术的第二次革命。被评为1985年和1995年中国十大科技成就之一,1987年和1995年分别获国家科技进步一等奖。
    同样运用技术跨越的方法,从1991年到1994年,王选带领队伍不断抓住机遇,用创新技术引导市场,研发了远程传版新技术、开放式彩色桌面出版系统、新闻采编流程管理的计算机一体化解决方案,从而引发了报业和印刷业三次技术革新,使中国报业技术和应用水平处于世界前列。

第三代移动通信

    移动通信是未来通信发展的主要方向。1998年国际电信联盟(ITU)开始征集第三代移动通信标准,加快了各国对第三代移动通信(3G)的研发进程。为了不失时机,科技部决定设立第三代移动通信小组,负责组织第三代移动通信项目的研究。经一年多努力,2000年上半年完成了第一阶段的开发,能在车载环境下演示W-CDMA和CDAM2000实验系统,提高速率达144 kbit/s数据传输能力,并能提供移动视频多媒体业务、上网浏览和语音业务等。
    2000年5月,我国提出的TD-SCDMA方案在的世界无线大会上被选作国际第三代移动通信无线传输技术主流标准之一,争得与源于欧、美标准的并列地位。TD-SCDMA方案在所有提交的标准提案中,是唯一采用智能天线技术,也是频谱利用率最高的提案,可以缩短运营商从第二代移动通信过渡到第三代系统的时间,在技术上具有明显的优势。这是我国百年电信史上在国际电信重要标准上的首次突破,改变了我国以往在移动通信技术方面受制于人的被动局面,使我国获得与国际同步发展移动通信的平等地位,带动手机终端、核心芯片、应用软件等产业的整体突破,最终实现我国由“电信大国”向“电信强国”转变的宏伟目标。
    科技部与国家发改委、信息产业部联合组织实施了TD-SCDMA科研与产业化项目,极大地推动了我国移动通信产业的发展,全面提升了我国移动通信企业的自主创新能力,带动了相关配套产业的发展。目前,在TD-SCDMA产业联盟的具体组织下,一个以国内企业为主、涉及产业各环节的TD-SCDMA产业链已经建立,各类产品的开发已接近实际商用水平,全系统产品已进入模拟真实使用环境的大规模网络技术应用试验,2008年为科技奥运提供了先进的通讯手段。随着中国3G牌照的发放,TD-SCDMA已进入全面商用和业务应用的全新阶段。
    新一代(4G)宽带无线移动通信网国家科技重大专项“十一五”期间的目标是:支撑TD-SCDMA增强型技术和产业的发展;开展关键技术研究,并实现产业化;在此基础上提交IMT-Advanced(4G)标准提案,并积极推动国际标准化;开展面向未来的新的无线通信技术的研究,在宽带无线移动领域国际主流标准中拥有一批基本专利,实现核心芯片的突破。在网络设备研发能力方面,与国际先进企业相当;在具有国际竞争力的网络和终端产品方面,分别进入国际领先和国际先进企业的行列,为拓展国内外市场打下基础。
    目前,快速自愈路由协议与组网取得关键技术突破,自愈时间缩短为目前互联网的百分之一,实现了接近百分之百的故障保护率,提高了网络的抗毁自愈能力;分布式无线组网技术走在世界前列,已成为4G核心基础技术;完全自主知识产权的基于分组的光传送与新型可调谐光收发器件,增强了国产设备的竞争力。

 
 
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