福建省兩項研究成果入選2023年度中國科學十大進展
東南網(wǎng)3月2日訊（福建日報記者 李珂） 2月29日，國家自然科學基金委員會發(fā)布2023年度中國科學十大進展。我省兩項研究成果入選，分別為：廈門大學化學化工學院、固體表面物理化學國家重點實驗室廖洪鋼教授、孫世剛院士團隊研究成果“發(fā)現(xiàn)鋰硫電池界面電荷存儲聚集反應(yīng)新機制”；福州大學物理與信息工程學院鄭仕標教授團隊提出的“玻色編碼糾錯延長量子比特壽命”研究成果。
廈門大學廖洪鋼教授、孫世剛院士團隊研究成果“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)動力學影響的認識，為下一代鋰硫電池設(shè)計提供指導。
發(fā)展具有高能量密度和高功率的電池體系是實現(xiàn)碳達峰碳中和目標的重要途徑。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)生的化學反應(yīng)過程尚不清楚，無法針對性解決問題。
廈門大學廖洪鋼教授、孫世剛院士團隊自主開發(fā)高時空分辨電化學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。北京化工大學陳建峰院士團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，電化學界面反應(yīng)通常被認為僅存在“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)動力學影響的認識，為下一代鋰硫電池設(shè)計提供指導。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。
福州大學物理與信息工程學院鄭仕標教授團隊參與的“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)量子計算的最大障礙是，量子系統(tǒng)與環(huán)境的耦合所導致的消相干會引起錯誤，導致量子信息的丟失。借助量子糾錯碼來保護邏輯比特，是實現(xiàn)具有實際意義的量子算法的前提。
福州大學鄭仕標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。南方科技大學的俞大鵬院士領(lǐng)導的小組利用該方案，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》。鄭仕標教授為論文的共同通信作者，福州大學物理與信息工程學院的楊貞標教授為共同作者之一。
據(jù)了解，2023年度中國科學十大進展主要分布在生命科學和醫(yī)學、人工智能、量子、天文、化學能源等科學領(lǐng)域。
活動由近100位相關(guān)學科領(lǐng)域?qū)＜覐?00多項科學研究成果中遴選出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項成果進行投票，評選出10項重大科學研究成果，經(jīng)國家自然科學基金委員會咨詢委員會審議，最終確定入選2023年度中國科學十大進展的成果名單。
中國科學十大進展遴選活動旨在宣傳我國基礎(chǔ)研究重大進展，弘揚科學家精神，激發(fā)廣大科技工作者的科學熱情，開展科學普及，提升全民科學素養(yǎng)。遴選活動自2005年啟動以來已成功舉辦19屆，歷年入選進展記錄了我國基礎(chǔ)科學研究的重要成果，得到社會各界廣泛關(guān)注。2022年度中國科學十大進展中，廈門大學、中國科學院福建物質(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。
