福建省兩項研究成果入選2023年度中國科學(xué)十大進(jìn)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(xué)基金委員會(huì )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(mén)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院、固體表面物理化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室廖洪鋼教授、孫世剛院士團隊研究成果“發(fā)現鋰硫電池界面電荷存儲聚集反應新機制”；福州大學(xué)物理與信息工程學(xué)院鄭仕標教授團隊提出的“玻色編碼糾錯延長(cháng)量子比特壽命”研究成果。
廈門(mén)大學(xué)廖洪鋼教授、孫世剛院士團隊研究成果“發(fā)現鋰硫電池界面電荷存儲聚集反應新機制”，發(fā)現揭示出電化學(xué)界面反應在傳統單分子反應途徑外，存在“電荷存儲聚集反應”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動(dòng)力學(xué)影響的認識，為下一代鋰硫電池設計提供指導。
發(fā)展具有高能量密度和高功率的電池體系是實(shí)現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，鋰硫電池的廣泛應用還未能實(shí)現。因為它在充放電過(guò)程中，電池性能會(huì )快速下降。受限于傳統原位表征工具的時(shí)空分辨率及鋰硫體系的不穩定性和環(huán)境敏感性等因素，人們對其內部發(fā)生的化學(xué)反應過(guò)程尚不清楚，無(wú)法針對性解決問(wèn)題。
廈門(mén)大學(xué)廖洪鋼教授、孫世剛院士團隊自主開(kāi)發(fā)高時(shí)空分辨電化學(xué)原位液相透射電鏡技術(shù)，耦合真實(shí)電解液環(huán)境和外加電場(chǎng)，在原子尺度實(shí)現對鋰硫電池界面及其反應過(guò)程動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)觀(guān)測和研究，發(fā)現鋰硫電池界面電荷存儲聚集反應新機制。北京化工大學(xué)陳建峰院士團隊實(shí)驗證實(shí)分子聚集體中的電荷可以自由轉移。
近百年來(lái)，電化學(xué)界面反應通常被認為僅存在“內球反應”和“外球反應”單分子途徑。該新機制的發(fā)現揭示出電化學(xué)界面反應在傳統單分子反應途徑外，存在“電荷存儲聚集反應”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動(dòng)力學(xué)影響的認識，為下一代鋰硫電池設計提供指導。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(xué)物理與信息工程學(xué)院鄭仕標教授團隊參與的“玻色編碼糾錯延長(cháng)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(wú)損檢測的新方法。
量子計算具有一些經(jīng)典計算無(wú)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(mén)的高度重視。實(shí)現量子計算的最大障礙是，量子系統與環(huán)境的耦合所導致的消相干會(huì )引起錯誤，導致量子信息的丟失。借助量子糾錯碼來(lái)保護邏輯比特，是實(shí)現具有實(shí)際意義的量子算法的前提。
福州大學(xué)鄭仕標教授提出的一種玻色碼量子錯誤癥狀無(wú)損檢測的新方法。與原有方法相比，其優(yōu)點(diǎn)是檢測過(guò)程對系統的擾動(dòng)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)導的小組利用該方案，在國際上首次實(shí)現了離散變量邏輯比特對盈虧平衡點(diǎn)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(diǎn)》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(xué)物理與信息工程學(xué)院的楊貞標教授為共同作者之一。
據了解，2023年度中國科學(xué)十大進(jìn)展主要分布在生命科學(xué)和醫學(xué)、人工智能、量子、天文、化學(xué)能源等科學(xué)領(lǐng)域。
活動(dòng)由近100位相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域專(zhuān)家從600多項科學(xué)研究成果中遴選出30項成果，在此基礎上邀請包括中國科學(xué)院院士、中國工程院院士在內的2100多位基礎研究領(lǐng)域高水平專(zhuān)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(huì )咨詢(xún)委員會(huì )審議，最終確定入選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(dòng)旨在宣傳我國基礎研究重大進(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(kāi)展科學(xué)普及，提升全民科學(xué)素養。遴選活動(dòng)自2005年啟動(dòng)以來(lái)已成功舉辦19屆，歷年入選進(jìn)展記錄了我國基礎科學(xué)研究的重要成果，得到社會(huì )各界廣泛關(guān)注。2022年度中國科學(xué)十大進(jìn)展中，廈門(mén)大學(xué)、中國科學(xué)院福建物質(zhì)結構研究所合作研究的“溫和壓力條件下實(shí)現乙二醇合成”項目入選。
