- 高文;钱德沛;朱美芳;蒋昌俊;王成;杜鑫;潘庆;
为了应对全球科技竞争的挑战并满足日益增长的算力需求，我国于2022年启动了“东数西算”等重大战略工程，致力于构建新型算力网络(简称“算网”)体系，以提升新质生产力并实现全国算力资源的均衡分布与高效利用。算网应聚焦于资源适配、调度、交易、配送和安全等方面的前沿研究，突破其在灵性资源适配、弹性供需优配以及韧性安全可信等方面的技术瓶颈，强化算网对需求与资源的重构能力、交易与复杂调度任务中的响应与优化能力以及攻击与风险的防御与保障能力，构建支持算力、算法和数据等新型生产要素一体化统筹调配的“柔性”智能算网，满足新材料等计算密集型业务在复杂的计算模拟、结构预测和性能优化方面以及新金融等数据和计算密集型业务在安全可控的计算环境、高效的分布式协同以及实时性和高复杂性的计算方面的迫切需求，以支撑国家在新金融、新材料、新信息和新管理等前沿领域的创新发展，增强我国在全球科技竞争中的战略优势。基于第371期“双清论坛”,本文总结了我国算网建设的现状与面临的重大挑战，回顾了算网建设所取得的主要进展和成就，凝练了该领域未来5～10年的重大关键科学问题，探讨了前沿研究方向和科学基金资助战略。
2025年02期 v.39 194-207页 [查看摘要][在线阅读][下载 2027K] - 李克秋;赵来平;李卓钊;李文信;
第371期双清论坛“智能算网的基础机理与核心技术”会议指出算力网络已成为新型信息基础设施的关键组成部分，对于新质生产力的发展具有至关重要的意义。基于本次“双清论坛”会议内容，本文概述了我国在智能算力网络平台建设中的国家重大需求，介绍了自东数西算工程启动以来算力网络建设方面取得的重要成就，以及现有的算力网络平台面临的挑战。本文回顾了国内外智能算力网络的三阶段发展历程，从打通不同数据中心的异构资源，到实现算力调度和网络传输的管理底座，最终通过跨域无感编程模型实现用户应用的原生高效并行。根据对现有工作的详细分析，本文就智能算网相关领域的国家重大资助方向提供了建议。在基础设施方面，企业需要开发高速跨域的网络通信硬件，构建异构资源的统一抽象接口，以实现高速跨域互通；在资源管理层面，需要对跨域的计算和网络资源统一调度，提升跨域协作效率；在应用层面，需要为用户提供简洁易用的跨域编程模型，降低平台使用门槛。最终以大模型作为示范应用给出算力网络与新型应用的结合样例，未来更多的大规模计算应用的涌现也会进一步推动算力网络的发展。
2025年02期 v.39 208-217页 [查看摘要][在线阅读][下载 1737K] - 张伟;马征宇;田永鸿;
面向国家天地一体智能计算网络的重大战略需求，本文回顾了国内外在星载智能芯片与系统、天地协同智能计算方面的发展历程，并分析了其存在的问题及其未来发展的趋势；在此基础上，本文进一步总结了类脑模型与算法、类脑芯片系统的发展历程，并探讨了类脑智能计算在星载应用中的现实状况；最后，结合类脑智能的最新进展与未来天地一体化算力网络的发展需求，提出了星载低功耗类脑计算芯片与系统、大规模高效能类脑脉冲神经网络、天地协同增量学习架构等未来值得深入探索的研究方向。
2025年02期 v.39 218-228页 [查看摘要][在线阅读][下载 2136K] - 任奎;王荐芃;杨文元;王鑫磊;卓书果;巴钟杰;
在虚拟现实、工业互联网、智慧城市等新兴网络服务的驱动下，算力网络、传感器网络、软件定义网络、SCION网络等新兴架构不断涌现，推动网络走向多模态共存共管的新格局。在全流程可自定义的多模态网络架构下，威胁防御机制也被深度植入网络框架，使得安全策略可随业务需求的变化进行动态部署。本文主要从威胁检测和威胁应对两个方面出发，以技术发展脉络为主线，梳理现有的网络威胁防御技术。在回顾已有威胁防御手段的设计思想与技术路线的同时，探讨在多模态网络的环境下，各类技术所面临的局限性。随着多模态网络技术的进一步普及，研究与多模态网络环境相适应的威胁防御技术迫在眉睫。亟需探索大模型、内生安全、软件定义网络等新兴技术，推动威胁防御技术体系的发展，为多模态网络当中的各类业务提供坚实的网络基座。
2025年02期 v.39 229-239页 [查看摘要][在线阅读][下载 1746K] - 唐卓;蒋冰婷;张嘉鹏;肖雄;李肯立;
基于国家自然科学基金委员会第371期“双清论坛”,本文围绕着算力这一数字经济时代下的新型生产力，全面地阐述了算力网络调度中异构计算资源管理、跨域调度、数据一致性和数据安全性等基础理论的国内外研究现状。文章凝练了并行随机调度理论、任务数据时空调度理论和超算智算融合计算理论，研讨了算网调度的关键技术现状与该技术现下面临的科学问题，以解决算力网络中现存的资源调度、任务分配和数据管理问题。最后，调研了当前我国区域算力网络和行业算力网络的产业现状，并对我国算力网络发展的应用前景进行总结与展望。
2025年02期 v.39 240-249页 [查看摘要][在线阅读][下载 2247K] - 许辰人;刘启瑞;刘譞哲;
实物互联网(Physical Internet, PI)是一种赋能人机物系统物理实体全生命周期信息要素可追溯的泛在互联网，其被广泛认为是提升产业安全和竞争力的重要途径。感知互联一体化(以下简称“感联一体化”)作为实物互联网的重要使能技术之一，是信息技术与多学科融合驱动的典型交叉技术，通过多领域定制交互、多功能协同运作推动了现代信息网络系统从简单互联到可靠智联的转变。本文总结了我国在实物互联网感联一体化领域面临的重大需求和国内外发展历程，以及在密度、广度和速度等关键维度和物流运输、工业制造等特殊应用领域面临的可靠感知互联关键挑战，凝练了该领域未来5～10年的重大科学问题和核心技术，并就其理论、关键技术、跨学科应用、国家自然科学基金资助战略等给出了建议。
2025年02期 v.39 250-262页 [查看摘要][在线阅读][下载 1478K] - 邓永恒;章晋睿;岳晟;任炬;
近年来，大语言模型技术在多个领域取得了突破性进展，为实现泛在智能提供了坚实的基础。然而，泛在智能要求在各种场景中实现无缝的智能体验，这对大语言模型的部署和应用提出了新的挑战。云上部署大模型时，面临实时性、安全性和个性化需求难以兼顾的问题，限制了其在不同环境中的适用性。这些挑战促使研究者探索端侧部署大语言模型的前景，以期在更接近数据源的位置实现更高效的智能服务。然而，端侧的资源限制为大语言模型的部署、推理与应用带来了严峻的挑战。本文首先探讨了这些挑战，并系统梳理了端侧大模型部署与推理应用的关键技术进展，包括模型压缩、运行时优化和端边云协同等方面的前沿研究，并深入分析了相关技术在实际应用中的优势与局限性。最后，本文对大语言模型实现泛在智能的未来发展方向进行了展望，包括模型轻量化、新型计算架构支持、隐私保护技术创新以及端边大小模型协同优化等技术，力求推动大语言模型在端侧的高效落地与应用。
2025年02期 v.39 263-273页 [查看摘要][在线阅读][下载 1402K]
- 田轩;
基于国家自然科学基金委员会第367期双清论坛“金融服务科技创新与经济高质量发展”会议内容，本文梳理了当前中国内部经济面临结构转型需求、外部受到技术制裁的双重压力下发展科技金融领域研究面临的重大机遇与挑战。回顾了科技金融领域国际前沿研究的发展历程，结合我国以间接融资为主导的金融体系、政府与市场关系、国有企业在信贷资源分配中的制度性偏向等独特的制度背景，凝练并提出了在该领域继续关注和解决的重要基础科学问题和未来研究方向，就国家自然科学基金委员会在科技金融领域今后5～10年重点资助方向作出建议，具体包括：金融支持科技创新的基础理论研究、金融服务科创企业全生命周期发展的模式研究、科技创新的制度供给和基础设施建设研究等。
2025年02期 v.39 274-284页 [查看摘要][在线阅读][下载 1845K] - 陈收;唐荣;罗兰兰;邹自然;
本文围绕第367期双清论坛中议题“科技创新风险的系统建模与金融风险防控”,阐述我国科技金融发展面临的重大机遇与挑战，梳理科技创新风险识别、价值评估与金融风险防控方面的相关研究进展，凝练该领域近期的重大关键科学问题，建议结合大数据与人工智能技术发展，重点关注金融支持科技创新价值评估与风险防控中的理论与方法、关键技术及其应用等相关领域研究。
2025年02期 v.39 285-292页 [查看摘要][在线阅读][下载 1234K] - 钱军;顾研;胡雨轩;陕晨煜;
发展科技金融支持科技企业成长，进而促进科技与产业创新，是金融强国建设的一个重要方向。基于中国近年快速发展的资本市场和传统主导的银行信贷两大板块，本文聚焦科技金融领域，并从注册制改革与无形资本融资两个前沿方向梳理研究进展。总结来看，注册制改革有力促进了科技企业融资和估值提升，并改善了公司治理质量；以专利质押贷款为代表的无形资本融资也在一定程度上促进了科技企业融资、创新与成长。最后，本文提出了若干可能的拓展方向，包括非上市科技企业的融资支持、注册制监管与治理机制的进一步优化、无形资本融资中的人工智能技术应用等，供相关领域的研究者参考。
2025年02期 v.39 293-301页 [查看摘要][在线阅读][下载 1809K] - 张跃军;杜孟凡;
如何使金融更好地服务现代化能源产业建设，是实现“双碳”目标和经济高质量发展的关键。本文从金融与能源科技创新、金融与能源产业建设、能源转型与金融风险三个方面回顾了能源与金融相关研究领域的科学研究进展，总结了我国在金融服务现代化能源产业建设过程中面临的理论和实践难题，并立足国家发展战略需求，凝练了该领域的重点发展方向，建议重点关注金融服务现代化能源产业建设的理论机理剖析、实现路径设计、风险评估与管理、政策评估与优化等相关研究方向。
2025年02期 v.39 302-309页 [查看摘要][在线阅读][下载 1537K] - 孙晓蕾;申怡然;盛莹婕;姬强;
面对矿产资源战略地位的不断提升与金融服务矿业发展结构性适配难题，本文构建了“国家—产业—企业”多维分析框架，系统识别了宏观、中观与微观层面的现实瓶颈，梳理了金融在矿业定价权、产业转型升级及企业可持续发展方面的研究进展。在此基础上，提出矿业金融未来四大研究方向：金融支撑新质生产力的理论机理、大国博弈下定价机制与投资模式优化、“矿业—科技—金融”创新协同与政策路径，以及金融服务矿业创新发展的规则设计与治理机制研究。本研究旨在为矿业金融提供系统性分析视角与未来研究方向指引，助力我国矿业新质生产力的发展与国际竞争力的提升。
2025年02期 v.39 310-317页 [查看摘要][在线阅读][下载 1458K] - 高昊宇;谢秉原;赵沛炫;
破解金融支持与科技创新之间的供求矛盾，确保科技力量能够全面转化为我国的产业竞争优势，是我国当前亟待解决的问题。但是，以银行为核心主导地位的金融体系结构难以在短期内扭转，未来中长期内银行资金仍是科技创新活动的主要融资来源。本文提出了传统模式下银行支持科技创新的“不可能三角”挑战，即经济转型的迫切需求、科技创新的长周期与不确定性、银行资金的风险管理要求三者之间的矛盾，并梳理了相关研究现状。在此基础上，本文围绕明确创新主体特征与周期阶段需求、优化创新银行经营模式与资金供给生态、培育良好市场环境与风险防控机制三个方面，提出对策建议。
2025年02期 v.39 318-328页 [查看摘要][在线阅读][下载 1477K] - 祝小全;梁洛铭;陈卓;
近年来，作为提升直接融资占比的主要渠道，中国债券市场在支持实体经济发展和促进经济增长模式转型方面取得了显著成效，提高了金融市场包容性和金融资源配置效率。本文回顾了中国债券市场的发展脉络，分析了债券市场在助力经济高质量发展过程中的重要作用，也讨论了信用债券市场未来发展所面临的挑战。进一步地，本文系统性地梳理了债券定价、债券市场风险防范及与实体经济联系等方面的研究现状。在此基础上，本文提出关于债券市场化风险缓释、服务科创企业及高水平对外开放等领域的潜在研究方向，以及优化市场机制的建议，以期促进中国债券市场的高质量发展。
2025年02期 v.39 329-344页 [查看摘要][在线阅读][下载 2134K]
- 何玉先;马萍;
<正>目前,既无有效的艾滋病疫苗,也无可以根治HIV感染的药物。2024年,吉利德公司研发的靶向HIV衣壳蛋白的长效注射药物lenacapavir在艾滋病的暴露前预防(Pr EP)临床试验中获得巨大成功,每半年注射一次预防高危人群感染病毒的效率几乎100%,为全球艾滋病防控带来了重大策略。lenacapavir不仅是对抗HIV的新希望,也为其他病毒性疾病的防治提供了新思路。因此,lenacapavir被评为Science杂志2024年度十大科学突破之首。
2025年02期 v.39 345-346页 [查看摘要][在线阅读][下载 1189K] - 徐沪济;王晓冰;
<正>2024年,一系列新的临床试验测试了CAR-T疗法在自身免疫性疾病中对抗B细胞的能力。例如,2月德国研究人员报告指出,15名接受CAR-T疗法的严重自身免疫性疾病患者在中位随访15个月的时间内(最短随访时间为4个月,最长为29个月),疾病均得到缓解或症状大幅减轻,并已停止使用所有免疫抑制剂和抗炎药物。近年来,CAR-T细胞治疗以其革命性的疗效在肿瘤领域尤其是血液恶性肿瘤的治疗中取得了巨大成功。现在,这种治疗手段已开始拓展至自身免疫疾病领域,成为CAR-T细胞治疗的一个新的突破点。2024年,Science将“利用免疫细胞治疗自身免疫疾病”列入年度“十大科学突破”,反映了这一研究领域的重大进展和深远意义。
2025年02期 v.39 346-347页 [查看摘要][在线阅读][下载 1075K] - 王涛;
<正>詹姆斯·韦布空间望远镜(JWST)专为研究宇宙最初的几十亿年而设计。自2021年底发射升空后,JWST发现的宇宙最早期明亮星系比预期的多1000倍。根据这些星系不同寻常的亮度,研究人员估计其中一些是与银河系大小相仿的“庞然大物”。在目前的星系演化理论下,无法解释为何它们能够如此迅速地生长。研究人员将远古光波按照波长分类进行光谱分析,结果发现早期星系含有大量气体和尘埃,包括碳、氧等元素。这些元素只能在更早期的恒星内部形成,恒星死亡后以超新星的形式发生爆炸,广泛散播星际物质。这些发现表明,宇宙诞生之初的环境能够快速形成巨大的恒星。
2025年02期 v.39 347-349页 [查看摘要][在线阅读][下载 1392K] - 宋宝安;
<正>2024年,美国环境保护局批准可喷洒RNAi生物农药Calantha上市,专门用于防治马铃薯头号害虫——马铃薯甲虫。这种新的、精确的方法将比现有的化学物质更安全。一般杀虫剂在消灭害虫的同时可能对非目标生物造成伤害。今年,美国国家环境保护局批准了一种基于RNA的杀虫喷雾剂,专门用于防治马铃薯头号害虫——马铃薯甲虫。这种甲虫已经对现有化学药剂产生了抗药性,每年在全球范围内造成5亿美元的农作物损失。实验室测试显示,如果暴露于足够高的剂量下,马铃薯叶甲可以进化出对RNA的抗性。这种新的、精确的方法将比现有的化学物质更安全。
2025年02期 v.39 349-350页 [查看摘要][在线阅读][下载 1261K] - 王学路;蒋建军;
<正>空气中78%是氮气,但植物并不能直接利用这些氮元素。某些细菌能够固定大气中的氮,将其转化为植物可利用的氨,用于合成蛋白质及其他分子。此前,尚未发现任何真核生物具备这种能力。今年,一项改写教科书的发现诞生了——美国科学家发现了第一种固氮真核生物“硝基体”。这是海藻细胞中独特的固氮结构。DNA研究表明,这种新发现的细胞器大约在1亿年前因海藻和固氮蓝细菌的共生而产生。藻类细胞吸收了这些细菌,使其失去基因和生化能力,只能依赖藻类生存,跟随藻类的时间周期繁殖。这使它们成了为数不多的已知内共生细胞器之一。该发现有助促进植物的基因改造,设计出能够自行固氮的农作物,从而提高作物产量,减少对氮肥的需求。
2025年02期 v.39 350-351页 [查看摘要][在线阅读][下载 964K] - 宋成;沈健;谢心澄;
<正>铁磁性和反铁磁性一直被认为是材料的两种主要磁序。2019年,研究人员预测,第三种磁性类型,即交变磁性,能兼具铁磁性和反铁磁性两者的特性。2024年,科学家首次观测证实了交变磁性的存在。他们通过测量费米面,在碲化锰和锑化铬等材料中观察到上述现象。交变磁体既具有反铁磁体的稳定性和快速自旋翻转的速度,又可以像铁磁体一样轻易进入不同状态,通过在不同方向施加电流即可控制。产生交变磁性的交变磁体可用于制造高容量快速存储设备或新型磁性计算机。
2025年02期 v.39 351-352页 [查看摘要][在线阅读][下载 997K] - 周忠和;
<正>2024年1月,中国科学院南京地质古生物研究所研究员朱茂炎团队在华北燕山地区16.3亿年前地层中发现迄今最早多细胞真核生物化石。这一发现将多细胞真核生物出现的时间进一步提前了7000万年。当今地球上大部分的复杂生命,如动物、植物、真菌等均是多细胞真核生物。真核生物的多细胞化是生命向复杂化和大型化演化的必要条件。但学术界一直有个疑问:真核生物最早是何时发生多细胞化的?过去研究人员一直认为,真核生物最初以单个细胞的形式存在了约10亿年,随后才逐渐形成细胞链。然而,这项新发现表明,简单的多细胞真核生物早就存在。
2025年02期 v.39 352-354页 [查看摘要][在线阅读][下载 1616K] - 徐义刚;刘亮;
<正>长久以来,科学家们一直认为悬崖和高原是两种截然不同的地质现象,分别由不同的过程驱动。但2024年英国南安普顿大学地球科学家的一项研究表明,陡峭的悬崖和高原是由大陆分离时在地球中层引发的同一“巨浪”造成的。当构造板块断裂时,会在地球深处引发强大而缓慢的地幔波,进而导致大陆表面上升一千米以上,进而影响整个大陆的地貌。地幔波引起的隆起还可以解释某些时期的侵蚀加剧以及随之而来的海洋生物灭绝事件,同时也可能是板块中心地震活动的一个触发因素。这表明,大陆与地幔之间的互动远比地球科学家之前所认为的活跃。
2025年02期 v.39 354-355页 [查看摘要][在线阅读][下载 1337K] - 张旭辉;
<正>2024年,“星舰”这艘世界上最巨型、最强大的火箭,高达120米的不锈钢箭体,在33台猛禽发动机的强劲推力下轰鸣着升空了四次。10月13日,星舰助推器的成功着陆更为引人注目:助推器以超声速从高空下降,通过重启部分发动机将其速度降至几乎静止的悬停状态,并由发射台的机械臂将其精准捕获。这次成功有望大幅降低太空科学研究的成本,标志着成本可负担的重型火箭新时代的到来。
2025年02期 v.39 355-356页 [查看摘要][在线阅读][下载 1006K] - 徐书华;
<正>过去,古DNA研究的对象为分散的个体。随着古代人类基因组数量呈指数级增长,研究人员已经能够通过研究不同人共有的遗传信息片段,推断两个人的亲缘关系。2024年,利用从古代骨骼和牙齿中提取的DNA,一系列研究为数千年前的家庭重建了“家族树”,为人们提供了有关远古时期人口迁徙、传染病演变、亲属关系等新见解。同时也反映了古DNA提取技术的进步和分析成本的下降。
2025年02期 v.39 356-359页 [查看摘要][在线阅读][下载 1087K]