2019长三角一体化区域协同创新指数报告发布
长三角区域协同创新水平稳步提升
星空路遥知“马”力
天马望远镜获2018上海科技进步奖特等奖
DNA计算机:未来程序员,拿试管“写”代码?

5月16日,上海市科学学研究所发布《2019长三角一体化区域协同创新指数》。据悉,该《指数》报告详细、客观地反映了长三角区域协同创新发展的特点和趋势,为有效监测、跟踪和引导长三角区域协同创新发展提供了可借鉴的量化参考。

■本报记者 何静

如今,无论在生活还是在工作中,我们都离不开计算机的帮忙。然而,随着大数据时代的到来,目前电子计算的并行运算速度和存储能力面临发展瓶颈,科学家开始寻找新的计算媒介。

当天,来自科技部,上海、江苏、浙江、安徽、北京、广东等省市科技创新智库及高校、科研院所的专家学者在相关研讨会上,围绕长三角区域协同创新发展指标体系设计及长三角区域协同创新发展特征、问题及未来展望等议题,开展了实践交流和学术研讨。

5月15日,2018年度上海市科学技术奖励大会在上海展览中心友谊会堂举行,大会共授奖300项。其中,“上海65米射电望远镜系统研制”项目(天马望远镜,以下简称“天马”),摘得2018年度科技进步奖特等奖。

近日,加州理工学院的科学家研发出可广泛编程的DNA计算机,其有望完成多重计算任务,相关成果刊登在《自然》杂志上。

“推进长三角区域协同创新,是支撑引领长三角高质量一体化发展的重要举措。”据专家介绍,结合长三角一体化背景下区域协同创新发展要求,《指数》报告以提升长三角协同创新策源能力为目标,从资源汇聚、科研合作、技术溢出、产业发展和环境支撑五大维度构建指标体系,对2010-2017年长三角区域41个城市协同创新情况进行研究分析。

走近“天马”

那么,DNA计算机的原理是什么?与传统的电子计算机相比它有哪些优势?科技日报记者带着这些问题,采访了相关专家。

报告显示,长三角区域科研协同极化效应显著,技术溢出多点爆发。协同创新指数总体得分从2010年的100.00分增长到2017年的178.91分,年均增长8.67%,说明至2010年以来,长三角区域协同创新水平稳步提升,发展势头良好。

在天马山脚下,矗立着一台65米口径、全方位可转动的射电望远镜,这就是“天马”,它以独特的方式,捕捉来自浩瀚宇宙的声响,为人类“天马行空、探索宇宙奥秘”贡献力量。

电子芯片发展遭遇物理极限

亮点一:资源要素加速集聚,协同创新基础不断夯实

现在,它已经7岁了,“诞生”时,它曾被誉为“亚洲第一射电望远镜”。

在介绍“大神”DNA计算机前,我们要先讲讲它的“前辈”——电子计算机。

2010-2017年长三角研发经费投入显著提升,R&D经费增速普遍高于GDP增速。2017年长三角地区总体R&D投入强度为2.71%,但区域差异显著,其中上海R&D投入强度为3.93%,江苏、浙江和安徽分别为2.63%、2.45%、2.05%。三省一市政府在创新驱动发展的主导和引导作用较强,长三角地区财政科技拨款占政府支出的比重为4.33%,高于全国平均水平。

项目第一完成人、中科院上海天文台台长沈志强介绍,“天马”体重2700吨,身高70米,占地面积相当于8个篮球场大小。走近“天马”,可以清晰地看到底部6组滚轮。“有了滚轮,‘天马’可以实现‘全方位可动’,但不是转360度,而是通过左右270度交叉转动实现的。”

别看电子计算机能为我们解决很多难题,但对于一些难度较大的数学问题,它也束手无策。例如,哈密尔敦路径问题,即假定存在多座城市,计算机要规划出一条经每座城市且不重复的最短路线。当城市数量少时,电子计算机或许能在短时间内给出答案,但当城市数量多至100个时,电子计算机就会“忙不过来”,要找出这条路线或许需要数百年。

长三角区域研发人员集聚效应不断加强,多极化的人才分布格局基本形成,近沪城市的仍然成为未来研发人员集聚的重要地带,核心城市已带动边缘城市实现整体崛起。

虽然是望远镜,但射电望远镜并不能“看到”满天星斗和美丽星云。沈志强说:“射电天文学诞生于1933年,是用天线‘倾听’来自宇宙的声音,即接收特定波段的电磁信号,将原始信息提供给科学家进行数据处理,解决不同的天文学问题。”

在生活中,我们或许很少会遇到这类“烧脑”难题,但在大数据时代,由于数据存储量的激增,大体量计算任务也会随之增多。

从大型仪器共享情况来看,截止2018年12月,“长三角区域科技资源共享平台”已集聚区域内的628家单位的价值50万元以上的仪器设施达20407台。区域内大型仪器共享为三省一市高质量科研协作提供了高能级服务。

馈源舱就是“信号接收机”,像是“天马”的“耳朵”,它的工作波长从最长21厘米到最短7毫米共8个波段,也是我国目前工作波长可覆盖全部厘米波段的高性能射电望远镜。站在馈源舱,仿佛立在“一口锅”的中心,可以看到“锅面”——由1008块面板组成的直径为65米的白色主反射面,这里有我国自主研发的第一个大型天线主反射面主动调整系统。

“如今,传统电子计算机的算力逐渐接近‘天花板’,未来可能无法满足巨大的计算需求。”
厦门大学信息科学与技术学院教授刘向荣介绍道,为了提高计算机的运算速度,其内部电路的集成度会越来越高,芯片上的晶体管也会愈发密集。目前管道之间的距离约为10纳米,该距离一旦小于1纳米,就会出现问题。比如,电子在运动过程中将穿过晶体管壁,“乱成一锅粥”,无法再形成稳定有序的电路,致使计算无法正常进行。

亮点二:科研合作不断深化,人才流动成为重要联系纽带

而“锅底”有连接着面板的1104台促动器。上海交通大学副研究员叶骞介绍,“促动器”的作用是通过控制调整面板,以实现望远镜的高效率跟踪观测。

“按照摩尔定律的说法,集成电路上可容纳的元器件的数目每隔约18到24个月便会增加一倍。”刘向荣说。

从长三角地区科研人才流动来看,总体特征表现为人才流动“高位运转”,上海成为交汇之地。上海、南京、杭州、合肥四大城市之间科研人才流动总量逐渐趋于平稳,上海科研人才流动性最强,且上海与南京之间科研人才流动最频繁。

“前世今生”话“天马”

不过随着芯片技术的不断发展,摩尔定律也逐渐遇到了物理法则的限制。目前,晶体管的体积已达到纳米级别,继续缩小的可能性正在变小,摩尔定律所预言的发展轨迹似乎已再难延续。

从长三角地区科研合作网络发展来看,科研合作网络的构成密度和节点联结广度不断增强。上海、杭州、南京、合肥四大城市是长三角地区科研合作网络的核心节点。四大核心城市中,上海“首位城市”地位明显,形成了“上海-南京”G42沿线、“上海-杭州”G60沿线的科研合作主干线,以及“上海-合肥”、“南京-杭州”的次级干线。

“空间观测进入新阶段,天文观测技术必须革新。”上世纪70年代,为了改变中国天文学观测设备和研究技术落后的现状,中科院院士、上海天文台原台长叶叔华高瞻远瞩地提出发展甚长基线干涉测量技术和建造射电望远镜的设想。

于是,部分科学家开始寻找能力更强大的、可突破目前电子计算机瓶颈的下一代计算机。

亮点三:技术溢出呈现多点爆发,两个“三角”成为核心枢纽

她多方奔走,带领上海天文台在1979年、1987年先后建成6米和25米射电望远镜。这两个望远镜可以说是“天马”的“哥哥和姐姐”,让中国的天文事业赶上了世界新老技术的转换时机,很快融入了世界天文科学的发展。

利用生化反应在液体里进行计算

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