这一年，科学高度不断刷新

　　●存算一体架构在手写数字集上的识别准确率达到96.19%

　　●截至12月14日21时，“天问一号”探测器已在轨飞行144天，飞行里程约3.6亿公里，距离地球超过1亿公里

　　●嫦娥五号经历了11个阶段、23天的在轨工作，采集了约1731克月球样品返回地球

　　●“奋斗者”号创造了10909米的中国载人深潜新纪录

　　●计算“高斯玻色取样”问题，处理100亿个样本，“九章”只需10小时，超级计算机则需要1200亿年

　　●中国和尼泊尔联合公布珠峰“新身高”——8848.86米

　　即将过去的2020年，是极不平凡的一年。在这一年里，突如其来的新冠肺炎疫情打乱了人们生活与工作的节奏，而科学界奋斗的脚步却不曾停歇，并在奋力拼搏的过程中越战越勇。

　　“天问一号”开启人类探测火星的新旅程，嫦娥五号带回来自月球的馈赠，“奋斗者”号创造中国载人深潜新纪录……这一年，科学家们在上下求索的过程中点亮更广阔的世界，在追逐真理的道路上打开更崭新的天地。沧海横流显砥柱，随着科学的高度不断被刷新，一个更精彩的未来正展现在我们眼前。

　　“天琴一号”通过技术在轨验证

　　每项技术指标均优于任务目标

　　“天琴一号”卫星是我国“天琴”引力波探测计划的首颗技术验证卫星，其核心任务是验证空间惯性基准技术，这是空间引力波探测技术体系中的核心技术之一，包括高精度惯性传感、微牛级连续可调微推进和无拖曳控制三大关键技术，以及高精度激光干涉测量技术、高稳定度温度控制技术和高精度质心控制技术。

　　1月18日，中国航天科技集团五院502所传来好消息，根据最新试验结果分析，“天琴一号”卫星已成功完成无拖曳控制飞行验证。

　　据介绍，无拖曳控制是指抵消除引力外所有干扰卫星的力，包括太阳光压力、大气阻力等，确保卫星处于“超静超稳”状态。无拖曳控制分为加速度模式与相对位移模式两类。由于要时刻保证卫星不受到除引力之外的力的干扰，无拖曳控制从模型建立、算法设计到卫星平台控制都面临较大挑战。

　　从飞行数据看，在加速度模式下，实施无拖曳控制后，“天琴一号”卫星外部干扰力对加速度的影响降到了重力加速度的四亿分之一以下，优于欧空局“GOCE”(重力场与稳态海洋环流探测)卫星的三亿分之一，比打哈欠给人带来的加速度还要小得多。“天琴一号”卫星无拖曳控制技术在轨成功验证，表明我国向空间引力波探测迈出了坚实一步，但距离真正的引力波探测应用还有一定距离。

　　5月21日，我国空间引力波探测“天琴计划”首席科学家罗俊表示，经过多方评估，“天琴一号”卫星六大技术在轨验证全部通过，每项技术指标均优于任务目标。

　　多阵列忆阻器存算一体系统问世

　　打破算力瓶颈，满足复杂任务的高需求

　　2月，清华大学微电子所、北京未来芯片技术高精尖创新中心教授钱鹤、吴华强团队与合作者宣布，成功研发出全球首款多阵列忆阻器存算一体系统，其在处理卷积神经网络时的能效比图形处理器芯片高两个数量级，在一定程度上突破了传统计算框架的限制，大幅提升计算设备的算力，且比传统芯片的功耗降低100倍。相关成果发表于《自然》杂志上。

　　如何用计算存储一体化突破AI算力瓶颈，是近年来国内外的科研热点。寻找合适的硬件，是提升算力的基础之一。该团队通过优化材料和器件结构，成功制备出高性能忆阻器阵列。为解决器件非理想特性造成的系统识别准确率下降问题，他们提出一种新型的混合训练算法，仅需用较少的图像样本训练神经网络，并通过微调最后一层网络的部分权重，就可使存算一体架构在手写数字集上的识别准确率达到96.19%。

　　同时，团队还提出空间并行的机制，将相同卷积核编程到多组忆阻器阵列中，各组忆阻器阵列可并行处理不同的卷积输入块，提高并行度来加速卷积计算。在此基础上，该团队搭建了全硬件构成的完整存算一体系统，在系统里集成了多个忆阻器阵列，并在该系统上高效运行了卷积神经网络算法，成功验证了图像识别功能，证明了存算一体架构全硬件实现的可行性。

　　“基于忆阻器的新型存算一体架构，可以打破算力瓶颈，满足人工智能等复杂任务对计算硬件的高需求。”团队成员、清华大学未来芯片技术高精尖创新中心教授吴华强说。

　　世界首个人类细胞图谱绘制成功

　　实现人体细胞数字化

　　浙江大学医学院郭国骥教授团队用自主研发的分析平台，绘制出人类首个细胞图谱。3月26日，国际顶级期刊《自然》在线刊登了这项研究成果。

　　细胞是生命的基本单位。在过去，科学家主要利用显微镜和流式分析等技术，依靠若干表型特征对自然界里不同物种的细胞进行分类和鉴定。单细胞测序技术的出现给这一传统的细胞认知体系带来了革命性的变化。