2月29日，國家自然科學(xué)基金委員會發(fā)布2023年度中國科學(xué)十大進(jìn)展。我省兩項研究成果入選，分別為：廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院、固體表面物理化學(xué)國家重點實驗室廖洪鋼教授、孫世剛院士團(tuán)隊研究成果“發(fā)現(xiàn)鋰硫電池界面電荷存儲聚集反應(yīng)新機制”；福州大學(xué)物理與信息工程學(xué)院鄭仕標(biāo)教授團(tuán)隊提出的“玻色編碼糾錯延長量子比特壽命”研究成果。

　　廈門大學(xué)廖洪鋼教授、孫世剛院士團(tuán)隊研究成果“發(fā)現(xiàn)鋰硫電池界面電荷存儲聚集反應(yīng)新機制”，發(fā)現(xiàn)揭示出電化學(xué)界面反應(yīng)在傳統(tǒng)單分子反應(yīng)途徑外，存在“電荷存儲聚集反應(yīng)”機制。該研究加深了對多硫化物演變及其對電池表界面反應(yīng)動力學(xué)影響的認(rèn)識，為下一代鋰硫電池設(shè)計提供指導(dǎo)。

　　發(fā)展具有高能量密度和高功率的電池體系是實現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的重要途徑。鋰硫電池具有極高的能量密度和較低的成本，然而，鋰硫電池的廣泛應(yīng)用還未能實現(xiàn)。因為它在充放電過程中，電池性能會快速下降。受限于傳統(tǒng)原位表征工具的時空分辨率及鋰硫體系的不穩(wěn)定性和環(huán)境敏感性等因素，人們對其內(nèi)部發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)過程尚不清楚，無法針對性解決問題。

　　廈門大學(xué)廖洪鋼教授、孫世剛院士團(tuán)隊自主開發(fā)高時空分辨電化學(xué)原位液相透射電鏡技術(shù)，耦合真實電解液環(huán)境和外加電場，在原子尺度實現(xiàn)對鋰硫電池界面及其反應(yīng)過程動態(tài)實時觀測和研究，發(fā)現(xiàn)鋰硫電池界面電荷存儲聚集反應(yīng)新機制。北京化工大學(xué)陳建峰院士團(tuán)隊實驗證實分子聚集體中的電荷可以自由轉(zhuǎn)移。

　　近百年來，電化學(xué)界面反應(yīng)通常被認(rèn)為僅存在“內(nèi)球反應(yīng)”和“外球反應(yīng)”單分子途徑。該新機制的發(fā)現(xiàn)揭示出電化學(xué)界面反應(yīng)在傳統(tǒng)單分子反應(yīng)途徑外，存在“電荷存儲聚集反應(yīng)”機制。該研究加深了對多硫化物演變及其對電池表界面反應(yīng)動力學(xué)影響的認(rèn)識，為下一代鋰硫電池設(shè)計提供指導(dǎo)。相關(guān)研究論文于2023年9月7日發(fā)表在Nature期刊上。自20世紀(jì)60年代鋰硫電池概念提出，該研究是國際上首次鋰硫電池的研究論文登上Nature期刊。

　　福州大學(xué)物理與信息工程學(xué)院鄭仕標(biāo)教授團(tuán)隊參與的“玻色編碼糾錯延長量子比特壽命”研究成果，提出了一種玻色碼量子錯誤癥狀無損檢測的新方法。

　　量子計算具有一些經(jīng)典計算無法比擬的優(yōu)越性，受到國際學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界以及相關(guān)政府部門的高度重視。實現(xiàn)量子計算的蕞大障礙是，量子系統(tǒng)與環(huán)境的耦合所導(dǎo)致的消相干會引起錯誤，導(dǎo)致量子信息的丟失。借助量子糾錯碼來保護(hù)邏輯比特，是實現(xiàn)具有實際意義的量子算法的前提。

　　福州大學(xué)鄭仕標(biāo)教授提出的一種玻色碼量子錯誤癥狀無損檢測的新方法。與原有方法相比，其優(yōu)點是檢測過程對系統(tǒng)的擾動得到有效減輕，并且此方法可直接推廣到高階糾錯碼。南方科技大學(xué)的俞大鵬院士領(lǐng)導(dǎo)的小組利用該方案，在國際上首次實現(xiàn)了離散變量邏輯比特對盈虧平衡點的超越，研究成果《利用分離變量編碼邏輯比特突破盈虧平衡點》發(fā)表于《自然》。鄭仕標(biāo)教授為論文的共同通信作者，福州大學(xué)物理與信息工程學(xué)院的楊貞標(biāo)教授為共同作者之一。

　　據(jù)了解，2023年度中國科學(xué)十大進(jìn)展主要分布在生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)、人工智能、量子、天文、化學(xué)能源等科學(xué)領(lǐng)域。

　　活動由近100位相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域?qū)＜覐?00多項科學(xué)研究成果中遴選出30項成果，在此基礎(chǔ)上邀請包括中國科學(xué)院院士、中國工程院院士在內(nèi)的2100多位基礎(chǔ)研究領(lǐng)域高水平專家對30項成果進(jìn)行投票，評選出10項重大科學(xué)研究成果，經(jīng)國家自然科學(xué)基金委員會咨詢委員會審議，蕞終確定入選2023年度中國科學(xué)十大進(jìn)展的成果名單。

　　中國科學(xué)十大進(jìn)展遴選活動旨在宣傳我國基礎(chǔ)研究重大進(jìn)展，弘揚科學(xué)家精神，激發(fā)廣大科技工作者的科學(xué)熱情，開展科學(xué)普及，提升全民科學(xué)素養(yǎng)。遴選活動自2005年啟動以來已成功舉辦19屆，歷年入選進(jìn)展記錄了我國基礎(chǔ)科學(xué)研究的重要成果，得到社會各界廣泛關(guān)注。2022年度中國科學(xué)十大進(jìn)展中，廈門大學(xué)、中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所合作研究的“溫和壓力條件下實現(xiàn)乙二醇合成”項目入選。（記者 李珂）

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