大国重器：上海光源、国家蛋白质中心

近日，张江第九期“大国重器”发布会在张江药谷举行，这是张江综合性国家科学中心获批后，首次公开发布重大科技设施建设成果。

来自国家蛋白质科学中心（上海）（以下简称“蛋白质中心”）、上海同步辐射光源（以下简称“上海光源”）、中科院量子信息与量子科技前沿卓越创新中心（上海）（以下简称“量子卓越中心”）的相关负责人“剧透”了这些国家级重大科技基础设施建设的进程和最新研发的成果。

据介绍，这是今年2月，张江综合性国家科学中心获批，成为上海加快建设具有全球影响力的科技创新中心的关键举措。

蛋白质中心：最短2分30秒就能认识一个蛋白质

蛋白质是所有生命形式与生命活动的主要物质基础和功能执行者，在基因研究和精准医疗的时代，对蛋白质结构和功能的研究必将成为国际生命科学领域的竞争制高点。雷鸣介绍说，蛋白质中心是当今全球生命科学领域首家综合性的大科学装置，“以前一个科学家可能要花很多年才能认识一个蛋白质。但是在蛋白质中心，借助各式各样的先进设备和仪器，最短仅需2分30秒就能认识一个蛋白质。

今年1月，利用蛋白质中心设施，中国科学院微生物研究所、中国疾病预防控制中心高福研究团队进一步解读了埃博拉病毒的入侵机制，发现了一种全新的病毒膜融合激发机制，为阻断埃博拉病毒入侵取得重大突破，并在《细胞》上发表论文，成为近年来国际病毒学领域的一大进展。

据介绍，自2014年5月起，蛋白质中心开始试运行陆续接待用户，至今已累计运行超过12万小时，执行用户课题1200多个。截至2016年3月，设施用户、设施科研团队、设施技术团队均取得一系列重要成果，发表SCI文章共计60余篇， 其中10篇发表在《科学》、《自然》、《细胞》上，蛋白质中心在基础研究上的平台支撑作用已日益凸显。

上海光源：“拍摄分子电影”时代即将到来

“普通的X光就能清晰拍摄出人体的组织和器官，而上海光源释放的光，亮度是普通X光的一千亿倍。通俗点说，上海光源就相当于一个超级显微镜集群，能够帮助科研人员看清一个病毒结构、材料的微观构造和特性。”上海光源中心主任赵振堂说。上海光源是目前世界上性能最好的中能光源之一，为我国材料、生命、环境、医药、物理、化学、地质等学科的基础和应用研究提供了重要支撑。

借助上海光源的光，中科院大连化学物理研究所包信和院士团队探索出天然气直接转化利用的有效方法，被德国巴斯夫集团副总裁穆勒评价为一项“即将改变世界”的新技术，入选2014年“中国十大科技进展新闻”与2014年“中国科学十大进展”；清华大学医学院颜宁教授研究组，成为世界上第一个解析出人源葡萄糖转运蛋白GLUT1的三维晶体结构的科学家，该成果被美国科学院院士、膜转运蛋白研究专家罗纳德·魁百克赞誉为“50年以来的一项重大成就”；中科院物理研究所丁洪研究员成功发现了隐藏了80余年的“幽灵粒子”——外尔费米子，入选欧洲2015年《物理世界》“十大突破”……

赵振堂透露，目前上海光源线站（二期）工程和X射线自由电子激光试验装置与用户装置正加紧筹备。如果说第三代同步辐射光能为科学家拍摄“分子照片”，那么属于“第四代先进光源”的X射线自由激光能够对生物活体细胞进行三维全息成像和显微成像，进入“拍摄分子电影”的时代，以更高的世界级水准推动上海乃至国内各领域科学家向自主创新进击。

量子卓越中心：搭建量子传输的“通道”

“在微观粒子领域，像能量、动量等物理量都是不连续的，它们表现的最小单位就是量子，这是一个极小极细微的单位。”量子卓越中心院长潘建伟解释说，“日常生活中的光就是由大量光量子组成。如果能够掌握这些光量子的特征，通过对这些光量子的精确操作，就能进行信息的编码、存储、传输和操作。量子通信将比传统通信方式更安全，是对信息处理的革命性突破。”仅利用100个粒子相干操作制造出的量子计算机，在处理某些特定问题上，计算速度比目前世界上最快的超级计算机“天河二号”还要快百亿亿倍。
如何利用量子进行信息处理和传输，如何搭建起量子传输的“通道”、推进对量子的产业利用，已成为国际物理学争相研究的问题。潘建伟介绍，量子卓越中心牵头承担了中科院战略性先导科技专项（A类）“量子科学实验卫星”、中科院战略性先导科技专项（B类）“量子系统的相干控制”、发改委量子保密通信“京沪干线”技术验证及应用示范项目等多项国家重大科技任务，均在顺利实施。

“量子卓越中心的战略目标是，力争通15年左右的努力，构建完整的空地一体广域量子通信网络体系，在国防、政务、金融和能源等领域率先加以广泛应用，与经典通信网略实现无缝链接，形成具有国际引领地位的战略性新兴产业和下一代国家信息安全生态系统。” 潘建伟说。

“面对国家赋予的战略重任，张江将以推动综合性国家科学中心建设为契机，瞄准国际最前沿的科学研究领域和最高端的产业发展方向，积极吸引和布局相关创新创业资源，把张江建设成为国家创新体系的关键载体，成为提高我国自主创新能力的重要引擎，成为集中体现国家竞争力的标杆区域和新一轮科技革命的重要策源地。” 张江高科技园区管理委员会副主任王维刚如是说。

来源：人民网-上海频道