2019年十大国际科技新闻解读

浮动核电站本质上就是一个建在船上的核电站，因其安全性和经济性获得各国广泛持续关注，被认为是最理想的海洋能源开发保障。8月23日，“罗蒙诺索夫院士”号从俄罗斯北极不冻港摩尔曼斯克港启航，9月抵达楚科奇地区的佩斯韦克市，随后连接到电网。

12月份，浮动核电站开始试运行。等正式运营后，它将能替代当地一座陆上核电站和火力电站的发电产能。这座浮动式核电站在设计时留有了很大的安全余量，两台KLT-40S反应堆能产生高达70兆瓦的电功率，可以满足一个10万人口城镇的能源所需。

“罗蒙诺索夫院士”号启航，标志着俄罗斯在该领域取得实质性突破。现在，俄国家原子能公司正在研制第二代浮动式核电站，将成为解决北极等特殊地域能源供应的重要选项。

8“量子霸权”实现：

200秒完成万年计算

当量子计算在某些任务上拥有超越所有传统计算机的计算能力，就是“量子霸权”。

9月，谷歌发表题为《使用可编程超导处理程式的量子优势》的文章，宣布其实现“量子霸权”：一台可编程量子计算机超越了最快的经典超级计算机。该量子系统只用了约200秒，就完成了经典计算机大约需要1万年才能完成的任务——而这里惨败的对手，是目前世界排名第一的超级计算机、美国能源部橡树岭国家实验室的“Summit”。

秒杀经典计算机业界翘楚，这一成就被视为量子计算的重大里程碑事件，“对世界领先的超级计算机实现量子霸权，无疑是一项了不起的成就”。

但也要看到，从实用的量子计算系统再到通用可编程的量子计算机，其路漫漫。在量子计算机投入实际应用前，还需开展更多工作，譬如，实现可持续的容错运算。

9“基因魔剪”升级，

新基因编辑系统问世

CRISPR-Cas这把“基因魔剪”的潜力，一直受到难以进行精确修饰的限制。

近年来，我们看到基因组编辑技术取得了重要进展，但是已知的约75000个人类病理性遗传变异体，大部分仍无法得到有效修正——受到复杂细胞过程的影响，CRISPR-Cas在精度和效率上并不完美。

但现在，许多研究工作正集中将不完美平衡为一种精确的编辑。今年10月，美国博德研究所等机构的科学家在《自然》发文称，他们开发出新型多功能基因组编辑技术，可以精确地编辑基因，而不造成DNA双链断裂。其比传统Cas9效率更高、副产物更少、脱靶率更低。

这项新技术名为“先导编辑”，原则上，其可以修正约89%的已知与疾病相关的人类遗传变异体。

基因组编辑的最终目标，就是能够对生命蓝图做出任何特定的改变。而一种用于基因组编辑的“搜索和替换”方法，使我们朝着这一宏伟目标迈出了一大步。

10“万物DNA”材料

让存储无处不在

人们随口就说“数据暴涨”这个词，但你我只是转手去买块新硬盘，但对技术人员来说，数据量的不断增加、既有存储架构的不足，是恐惧之源。

传统存储方式难以为继。幸好，我们还有“更传统的”——依靠自然界神奇而精巧的生物存储。有人研究过，DNA信息储存密度为一千万TB/立方厘米。在这种密度下，一个大约一米长的DNA立方体，就能满足目前世界上一年的信息储存需求。而且，它如此稳定。

今年12月，哥伦比亚大学著名专家、以色列计算遗传学家亚尼夫·埃尔利赫与苏黎世联邦理工学院报告了一种运用“万物DNA”特殊材料3D打印出来的“兔子”，该材料包含了用以合成DNA编码的兔子蓝图。之后，原始兔子所含的DNA被解码，并稳定复制了五代兔子。这种新的存储架构，意味着DNA存储的潜力又被进一步拓展。

而今年稍早时间，美国微软与华盛顿大学也联合公布了全球首个全自动DNA数据存储和检索系统。这是人类首次采用全自动手段去进行DNA存储。全自动的合成和读取，不但有助于推动规模化并降低成本，还将是DNA存储技术从实验室走向商业数据中心的关键步骤。

（编辑：牡丹江站长网）

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