2025科技圈 “頂流” 出爐！兩院院士評選的中國/世界十大進展，藏著AI、核能、腦機接口新突破

中國科學院院士和中國工程院院士投票評選的2025年中國與世界的十大科技進展新聞，1月26日下午在北京揭曉。曾被認為在物理上不可能存在的物質狀態——“時間晶體”問世、腦機接口首次讓患者有感情地說話、探測到史上最龐大黑洞合并事件等入選2025年世界十大科技進展。

2025年中國十大科技進展新聞

01 中國“人造太陽”EAST創造“億度千秒”世界紀錄

EAST億度千秒高約束模式等離子體運行世界紀錄屏幕截屏。中國科學院合肥物質科學研究院供圖

1月20日，我國有“人造太陽”之稱的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）在安徽合肥創造新世界紀錄，首次完成1億攝氏度1066秒“高質量燃燒”，標志著我國聚變能源研究實現從基礎科學向工程實踐的重大跨越，對人類加快實現聚變發電具有重要意義。

EAST形如“巨罐”，集“超高溫”“超低溫”“超高真空”“超強磁場”“超大電流”等尖端技術于一體，近百萬個零部件協同工作，擁有專利近2000項。十余年來，EAST歷經15萬多次實驗，最終實現“億度千秒”的長脈沖高約束模等離子體運行，攀上新的科學高峰。

02 深度求索（DeepSeek）公司另辟蹊徑推出中國AI

DeepSeek官方logo。DeepSeek公司供圖

1月20日，成立僅一年多的深度求索（DeepSeek）公司，推出新一代大模型R1，在性能比肩OpenAI o1正式版的同時，實現了超低訓練成本，并且全面開源，給全球人工智能（AI）界帶來了一場“地震”。美國硅谷頂級投資人馬克·安德森驚呼，AI的“斯普特尼克時刻”來了。

業內人士表示，從某種角度說，DeepSeek-R1的橫空出世意味著中國在模型研發方面從模仿OpenAI走向了超越。傳播內容認知全國重點實驗室首席科學家張勇東表示：“DeepSeek-R1是AI大模型領域的一次重大突破，不僅挑戰了OpenAI的領先地位，還為AI技術發展注入了新的活力。”

03 釷基熔鹽堆建成，中國核能科技實現全新突破

釷基熔鹽堆堆本體吊裝。中國科學院上海應用物理研究所供圖

11月1日，中國科學院發布消息，由中國科學院上海應用物理研究所牽頭建成的2MWt液態燃料釷基熔鹽實驗堆首次實現釷鈾核燃料轉換，在國際上首次獲取釷入熔鹽堆運行后實驗數據，成為目前國際上唯一運行并實現釷燃料入堆的熔鹽堆，證明了熔鹽堆核能系統利用釷資源的技術可行性，鞏固了我國在國際熔鹽堆研究領域的引領地位。

熔鹽堆是以高溫熔鹽作為冷卻劑的第四代先進核能系統，是國際公認最適配釷資源核能利用的堆型。釷基熔鹽堆的研發，為我國未來規模化開發利用釷資源、發展第四代先進核能系統提供核心技術支撐與可行方案。

實驗堆的建成并首次實現釷鈾核燃料轉換，為實驗堆、研究堆、示范堆“三步走”奠定了堅實的基礎，為我國率先實現釷基熔鹽堆的工業應用提供了核心科技支撐。

04 中國肝癌預測系統登《自然》雜志封面，服務全球

中國肝癌預測系統登《自然》雜志封面。中國科學技術大學供圖

中國科學技術大學孫成研究組與合作者開發了一個高精度AI診斷工具，實現了對肝細胞癌復發風險的預測，準確率達82.2%。

3月13日，該項成果在線發表于《自然》，隨后于4月24日被《自然》雜志選為當期封面文章。這是《自然》創刊156年來首篇以“計算腫瘤免疫學”為主題的封面文章，標志著一個全新學科方向的誕生。

研究團隊發現，決定肝癌復發的關鍵不是免疫細胞的“數量”，而是它們在腫瘤中的“位置”。位于腫瘤侵襲前沿的CD57+NK細胞密度是最強的預后指標，其預測能力遠超傳統方法。基于這一發現，團隊開發了全球首個空間免疫評分系統TIMES。該系統僅需5個生物標志物，使用常規病理切片，12分鐘即可完成評估，成本比傳統測序方法降低90%，準確率卻高達82.2%，比傳統TNM系統提升37%。?

TIMES系統已免費開放，服務來自全球的醫生和患者。?

05 “北腦一號”完成首批無線人體全植入

“北腦一號”產品圖。北京腦科學與類腦研究所供圖

半侵入式“北腦一號”和侵入式“北腦二號”兩套智能腦機系統，是由北京腦科學與類腦研究所及其牽頭成立的北京芯智達神經技術有限公司共同研制的，均達到當今世界領先水平。3月20日，我國發布了全球首例無線植入式中文語言腦機接口，成功幫助因漸凍癥導致失語的患者重建交流能力。

“北腦一號”已完成國際首批柔性高通量半侵入式無線全植入腦機系統的人體植入，患者術后恢復良好，設備有效通道數達98%以上。通過使用“北腦一號”，癱瘓患者能夠隔空操控計算機、機械臂，甚至驅動肌肉刺激裝置，促進自身肢體運動功能逐漸康復。同時，“北腦一號”是國際上首個實現失語患者語言解碼的無線全植入腦機系統，幫助患者重建交流能力。

06 “從0到1”發現帕金森病原始創新靶點和候選新藥

開發靶向FAM171A2新藥有望構建帕金森病標本兼治新體系。復旦大學供圖

復旦大學教授郁金泰團隊、袁鵬團隊聯合中國科學院生物與化學交叉中心劉聰團隊，在國際上首次揭示功能未知基因FAM171A2是促進帕金森病發生發展的關鍵分子，并篩選出具有潛在治療價值的小分子化合物，為延緩疾病進展帶來新希望。相關研究成果2月21日發表于《科學》。

此項研究不僅為帕金森病的藥物研發開辟了新方向，也為全球數百萬患者帶來了新的治療希望。隨著后續研究的深入及臨床轉化推進，FAM171A2靶點有望成為抗擊帕金森病的重要突破口，具有重大的科學價值與社會意義。

07 超導量子計算原型機“祖沖之三號”問世

“祖沖之三號”量子計算原型機低溫測試系統。中國科學技術大學供圖

中國科學技術大學潘建偉、朱曉波、彭承志等成功構建“祖沖之三號”，其處理“量子隨機線路采樣”問題的速度比目前國際最快的超級計算機快千萬億倍。3月3日《物理評論快報》發表了該成果，審稿人認為其“構建了目前最高水準的超導量子計算機”。

“祖沖之三號”包含105個可讀取比特和182個耦合比特，多項關鍵性能指標大幅提升。經測試，“祖沖之三號”完成83比特32層的隨機線路采樣，以目前最優經典算法為比較標準，計算速度比當前最快的超級計算機快千萬億倍，也比2024年10月谷歌公開發表的最新成果快百萬倍，為目前國際超導體系中最強的量子計算優越性。

“祖沖之三號”科研團隊正在量子糾錯、量子糾纏、量子模擬、量子化學等多方面加快探索。

08 我國科學家成功開發新型制氫技術

科學家成功開發新型制氫技術工作示意圖。北京大學供圖

北京大學教授馬丁團隊及合作者在零碳制氫領域取得重大突破，分別于2月13日和14日在《自然》《科學》發表研究成果。

兩項研究都旨在優化制氫反應，但側重點和實現路徑大不相同。《自然》發表的成果突破了催化科學中的穩定性瓶頸，創新性地引入稀土元素對催化劑進行改造，開發出一種全新且泛用的高活性產氫催化劑穩定策略。《科學》發表的成果聚焦于乙醇和水分子重整的零碳排放制氫路徑，為零碳排放的工業制氫奠定了堅實的科學基礎。

此次成功開發的全新氫氣生產方法，通過新型催化劑可從源頭上消除二氧化碳排放，實現高產率氫氣生產。

09 “黑土糧倉”科技會戰黑土地全域保護技術取得重大突破

“黑土糧倉”科技會戰黑土地全域保護技術取得重大突破。中國科學院東北地理與農業生態研究所供圖

4月9日，“黑土糧倉”科技會戰2025年度工作推進會在黑龍江省哈爾濱市召開。“黑土糧倉”科技會戰集聚90余家單位1300余人，建立了天空地一體化監測技術體系，完成全國首套典型黑土區10米空間分辨率土壤碳氮遙感制圖；創新提出以內穩性地力提升為核心的黑土地退化阻控與健康培育理論，研發了坡—溝侵蝕綜合防治技術體系；建立了基于固相育種芯片的大豆智能育種技術體系，大豆新品種“東生22”入選全國推廣面積前十，“東生”系列大豆年度推廣面積超1300萬畝；“鴻鵠”系列智能農機/具打破了國外技術壟斷，構建伏羲大腦智慧農業管理系統，支撐了國家智慧農業行動計劃實施；探索總結了“龍江模式”“三江模式”等成套可推廣、可復制的黑土地區域適宜性耕作模式。

創新成果有力支撐“藏糧于地、藏糧于技”的國家戰略，確保黑土地永續利用。

10 我國科學家在6G無線通信領域取得新突破

研究團隊制備的超寬帶光電融合芯片。北京大學供圖

北京大學、香港城市大學組成的聯合團隊，成功研制出面向6G通信的超寬帶光電融合集成系統，首次實現全頻段、靈活可調諧的高速無線通信，為未來更暢通、可靠的6G無線通信提供保障。該成果8月27日在線發表于《自然》。

該系統的無線信號從0.5GHz（千兆赫茲）到115GHz范圍內任一頻點都可實現高速傳輸，這一全頻段兼容能力國際領先。該系統具有靈活可調諧能力，在信號受到干擾時能動態切換至安全頻段建立新的通道，提升了通信的可靠性和頻譜利用效率。

未來通過植入AI算法，新系統將催生更靈活、智能的AI無線網絡，不僅可在多種復雜場景下應用，同步實現實時數據傳輸與環境精準感知，還可自動規避干擾信號，讓網絡信號傳輸更安全通暢。

2025年世界十大科技進展新聞

01 腦機接口首次讓患者有感情地說話唱歌，可實時將思想轉化為語言

植入運動皮層的電極有助于記錄和語言相關的大腦活動。圖源：Kateryna Kon

《自然》6月12日刊發的一項研究顯示，美國研究人員開發的腦機接口系統，利用人工智能解碼使用者試圖說話時的腦電活動，從而幫助患有嚴重言語障礙的人有表現力地說話和唱歌。

美國加利福尼亞大學戴維斯分校研究人員領銜的團隊開展了這項研究。據介紹，參與研究的45歲男子因患上肌萎縮側索硬化癥而喪失了清晰說話的能力。他雖然仍能發出聲音并做出口型，但說話緩慢且不清楚。癥狀出現5年后，研究人員在這名參與者腦部控制運動的區域植入了256個微電極并利用深度學習算法每10毫秒捕捉一次他大腦中的相關信號，從而最終解析出他想說的話語。

研究顯示，這一系統幾乎可以實時將這名男子的相關大腦活動轉化為語言。當他提出問題時，系統還能傳達語調變化。他可以強調自己選擇的詞語，還能以3種音高哼唱出一串音符。

早期的腦機接口模型可以在3秒內輸出語音，或者只有在用戶模仿完整句子后才會輸出語音。而在最新研究中，這一系統可以模仿說話者自己的聲音，在說話者發出有說話意圖的神經活動信號后10毫秒內說出話語。研究人員指出，這一系統不僅能在表述中呈現說話者意圖，還能表現說話者語調、音調和重音等自然語音特征。

02 “電子—光子—量子”一體化芯片系統誕生

實驗過程中，裝有芯片的封裝電路板被置于探針臺顯微鏡下進行測試。圖源：美國波士頓大學

7月17日《自然-電子學》報道，美國波士頓大學、加利福尼亞大學伯克利分校和西北大學團隊聯合，開發出全球首個“電子—光子—量子”一體化芯片系統。這是首次在一塊芯片上集成了量子光源與穩定控制電子電路，并采用標準的45納米半導體制造工藝，為批量化生產“量子光工廠”芯片、構建大規模量子系統奠定了基礎。

就像傳統電子芯片依賴電流、光通信系統依賴激光，未來的光量子技術也需要穩定的“量子光”資源來實現運算、通信或感知。為此，研究人員在硅芯片上構建了一組“量子光工廠”，每個僅約1毫米見方，卻能穩定產生成對相關光子，這是量子信息應用的關鍵資源。

此次一個關鍵挑戰是，在保持量子光學性能的同時，把光子器件設計限制在商業互補金屬氧化物半導體（CMOS）平臺的嚴格規范之內。這要求團隊從一開始就將電子與量子光學作為統一系統進行協同設計。而該芯片采用了標準的45納米CMOS平臺，具備內建反饋穩定機制，能有效應對溫度變化與制造誤差帶來的干擾。

03 探測到史上最龐大黑洞合并事件，挑戰黑洞形成模型

圖中展示了GW231123雙黑洞合并過程。圖源：加州理工學院

國際合作團隊借助美國LIGO等探測器，探測到迄今最大質量黑洞合并事件，該成果對理解黑洞成長意義重大。這項由LIGO-Virgo-KAGRA合作組宣布的發現，源于2023年11月捕捉到的GW231123事件。

此次合并的兩個黑洞質量分別約為太陽的100倍和140倍，合并后形成225倍太陽質量的黑洞，二者自旋速度達每秒約40次，接近理論穩定極限。黑洞分恒星級（幾倍至100倍太陽質量）、中等質量和超大質量三類，中等質量黑洞極為罕見。此次合并的黑洞質量接近或超恒星級區間，無法用傳統超新星爆發機制解釋。專家推測，它們可能由早期小黑洞分級合并形成，這為研究黑洞形成提供了新視角。

該項發現于7月14日在蘇格蘭格拉斯哥舉行的第24屆國際廣義相對論與引力大會（GR24）暨第16屆愛德華多?阿馬爾迪引力波會議上正式發布。

04 科學家發現迄今最高能量中微子，為之前探測結果的20倍

工程師準備將1個探測器添加到海底KM3NeT網絡中。圖源：Paschal Coyle CNRS

歐洲立方千米中微子望遠鏡（KM3NeT）合作項目團隊于2月11日在《自然》發表論文稱，他們檢測到了迄今能量最高的宇宙中微子。研究人員認為，這些粒子來自銀河系之外，但其準確來源尚不明確。

2023年2月13日，深海宇宙線天體粒子研究探測器（ARCA）發現了高能繆子的信號。研究人員估計，這一粒子能量約為120拍電子伏（PeV，1PeV=1015電子伏），而產生這個繆子的中微子能量甚至更高，約220PeV。它穿過了整個探測器，并在超過1/3的活性傳感器中產生了信號。其軌跡的傾斜度與巨大的能量相結合，提供了強有力的證據，表明該繆子起源于在探測器附近相互作用的宇宙中微子。這一事件被命名為KM3-230213A。

宇宙中的某些高能天體事件，例如星系中心的超大質量黑洞吸積、超新星爆發、伽馬射線暴等，至今尚未完全被理解。這些事件會產生宇宙射線粒子流，某些宇宙射線可能與射線源周圍的物質或光子相互作用，從而產生中微子和光子。在那些最高能的宇宙射線傳播過程中，它們還可能與宇宙微波背景輻射的光子發生相互作用，進而產生極高能的中微子。

05 首個肉眼可見的“時間晶體”問世

在顯微鏡下看到的時間晶體。圖源：《自然-材料》

時間晶體是一種在時間維度上持續重復出現的物質形態，就像普通晶體中的原子在空間重復排列一樣。此前，時間晶體僅存在于復雜的量子物質中，但物理學家找到了一種方法，能夠在特定條件下制造出一種可用肉眼看到的時間晶體。這項成果9月4日發表于《自然-材料》。該研究涉及兼具液體與固體特性的“液晶”棒狀分子。研究人員只需將光照射在液晶上，就能在其表面產生扭曲分子的漣漪。即使改變了外部條件，漣漪也會以不同的節奏持續移動數小時。這種節奏與任何外部輸入的作用力不同步，滿足了時間晶體的兩項核心定義標準。

2012年，諾貝爾物理學獎得主FrankWilczek首次提出時間晶體的概念。Wilczek構想的時間晶體如同一臺永動機——一種能在自然靜止狀態下無限循環的物質。后來有團隊發表論文，通過數學方法證明這一概念是不可能實現的，但研究人員很快發現，可能存在其他類型的時間晶體。例如，有序時間晶體可存在于持續變化而非靜止的特殊系統中。

研究人員表示，這些時間晶體薄層可嵌入紙幣中，用于驗證真偽。他們稱，光線穿過多組有不同特征圖案的晶體后，不僅會產生單一方向的波紋，還會形成動態的二維條形碼。這種條形碼極難偽造，同時也可用于存儲信息。

06 轉基因豬器官移植創存活時間紀錄

2023年7月，Robert Montgomery在紐約準備將豬腎移植到一名腦死亡男子體內。圖源：Shelby Lum

科學家成功阻止了人類受體對豬腎的排斥反應。一枚豬腎在美國一名57歲的腦死亡男性體內存活了61天，創下了轉基因豬器官在腦死亡患者體內存活時間最長的紀錄。

在11月13日發表于《自然》的兩篇論文中，研究人員揭示了導致人類免疫系統排斥移植器官的主要原因。他們表示，這些發現將有助于改善活人接受他人或動物器官移植的預后。

美國馬里蘭大學醫學院的臨床研究員Muhammad Mohiuddin說：“在我看來，這是逆轉排斥反應的第一個例證。”他于2022年主導完成了全球首例活人豬心臟移植手術。

過去3年間，有十幾名活人接受了轉基因豬器官移植，包括心臟、腎臟、肝臟及胸腺。但其中大多數器官最終因失去功能或不再為免疫抑制治療提供幫助而被移除。其他接受者則在移植不久后死亡。

此次，除豬腎外，這名男性接受者還被移植了豬胸腺。這種小腺體能訓練人體免疫系統將豬細胞識別為自身的一部分。論文作者、美國紐約大學朗格尼移植研究所的Robert Montgomery指出，豬胸腺可能在延長豬器官存活時間方面發揮了關鍵作用。他說，在以往的非人靈長類動物實驗中，與胸腺一起移植的腎臟比單獨移植的腎臟存活率更高。

07 地基望遠鏡首次探測到130億年前宇宙信號

科學家利用智利望遠鏡探測到宇宙第一批恒星散射的光，提供了對古代宇宙的新見解。圖源：Shutterstock

美國約翰斯·霍普金斯大學和芝加哥大學的科學家利用位于智利安第斯山脈高處的一臺地基望遠鏡，觀測了來自宇宙早期的偏振微波信號，首次用地基設備揭開宇宙誕生后僅幾億年時的神秘面紗。這是天文學中一個極其關鍵但也最不為人知的時期，被稱為“宇宙黎明”。該成果6月11日發表于《天體物理學雜志》，標志著科學家首次在地面上探測到原本被認為只能通過空間望遠鏡才能觀測到的微弱信號。

宇宙微波非常微弱，而其偏振信號強度僅為其百萬分之一。地面上的無線電干擾、大氣擾動、天氣變化等因素都可能掩蓋或扭曲這一信號。因此長期以來，這類觀測任務通常由太空中的衛星執行。然而，此次宇宙學大角度尺度探測器（CLASS）項目，使用了一種設計獨特的地基望遠鏡，在地面上實現了這一突破性的測量。

研究人員解釋說，他們這次發現的通用信號就像是一種宇宙級“眩光”，揭示了來自“宇宙黎明”時期的光是如何被散射的。他們將CLASS的數據與衛星歷史數據進行了對比分析，從而識別出干擾源，縮小了“宇宙黎明”時期的共同信號范圍。

這項研究不僅幫助科學家更精確地定義宇宙微波背景輻射中的再電離信號，還為描繪早期宇宙提供了更加清晰的畫面。

08 迄今最大宇宙圖譜問世

COSMOS-Web 交互式目錄中部分天空的屏幕截圖。圖源：COSMOS-Web

由多個國家科研機構聯合組成的項目組，在6月6日正式發布了迄今最大的宇宙圖譜及相關全部觀測數據。該圖譜名為“COSMOS-Web”，基于詹姆斯·韋布空間望遠鏡（JWST）收集的數據構建，涵蓋逾78萬個星系，時間跨度達135億年，占據整個宇宙歷史的98%。這些數據正在挑戰人們對宇宙早期的認知。

COSMOS-Web圖譜回溯至大爆炸后約3億年，彼時宇宙剛剛點亮第一批恒星。JWST所拍攝到的遠古星系數量，遠遠超出預期。人們原以為在宇宙誕生后的5億年內，星系應該極為稀少，但JWST在這一時期發現了比哈勃預測多出10倍的星系。更令人驚訝的是，團隊還發現了一些超大質量黑洞，而這些天體在哈勃時代是根本無法探測到的。

這些發現挑戰了目前的宇宙演化模型。此前認為，形成一個擁有10億個太陽質量的星系至少需要幾億年，但新數據表明，宇宙似乎在短短幾億年內就形成了大量恒星和復雜結構。目前仍有大量細節有待研究分析。

09 史上最大腦“地圖”詳細描述大量神經元及其活動

通過分析1立方毫米的小鼠腦組織重建的1000多個腦細胞的渲染圖。圖源：艾倫腦科學研究所

《自然》和《自然-方法學》4月9日發表的一組論文顯示，科研人員繪制出迄今最大、最詳細的哺乳動物大腦連接圖譜。

這一成果來自由150余名神經科學家參與的“大腦皮層網絡機器智能”（MICrONS）項目。這張高分辨率三維腦圖包含超過20萬個腦細胞，其中約8.2萬個是神經元。它還包含超過5億個神經元連接點（稱為突觸）和超過4公里長的神經元連接。

大腦是由包括神經元在內的細胞構成的細胞網絡，神經元受到刺激后被激活，并通過突觸連接。為了深入了解哺乳動物的大腦回路，研究人員首先記錄了小鼠在連續兩小時觀看各種視頻時視覺皮層中約7.6萬個神經元的放電情況，然后將1立方毫米小鼠腦組織切成數千個組織切片后對每張切片進行成像，并將圖像組合成一張三維腦圖。最后，他們利用人工智能和機器學習算法對神經元及其分支投射和突觸進行標注。研究團隊還將三維腦圖中的神經元與他們記錄的神經元放電情況進行匹配。《自然》網站當天刊文指出，這一里程碑式的成果還首次在神經科學領域展現了單個神經元的大規模活動。

10 “深層思維”宣布人工智能測試得分達國際數學奧賽金牌水平

Gemini模型實現了端到端的自然語言操作，能夠直接從官方問題描述中生成嚴謹的數學證明。圖源：“深層思維”

谷歌旗下“深層思維”公司7月21日宣布，其搭載了“深度思考”能力的高級版“雙子座（Gemini）”人工智能模型測試得分達到國際數學奧林匹克競賽（IMO）金牌水平，該成績已獲官方認證。

“深層思維”公司在官網發布公報說，高級版“雙子座”模型的“深度思考”模式成功解答了2025年國際數學奧林匹克競賽6道題目中的5道，共獲35分，達到金牌水平。相關解題方案已在網上公布。

國際數學奧林匹克競賽自1959年起每年舉辦一屆，參賽選手需在兩天（每天各4.5小時）內解答涉及代數、組合數學、幾何和數論四大領域的6道極具難度的題目。近年來，該競賽成為檢驗人工智能模型解決高級數學問題能力和推理能力的熱門挑戰。