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2025清華最受師生關(guān)注十大亮點(diǎn)成果發(fā)布!
2026-01-14 08:31
清華大學(xué)
作者:

  為充分發(fā)揮高等學(xué)校作為基礎(chǔ)研究主力軍、重大科技突破策源地的作用,營(yíng)造勇于創(chuàng)新的學(xué)術(shù)氛圍,推動(dòng)科研工作高質(zhì)量發(fā)展,服務(wù)高水平科技自立自強(qiáng),學(xué)校組織開(kāi)展2025年清華大學(xué)最受師生關(guān)注的年度亮點(diǎn)成果評(píng)選活動(dòng),經(jīng)組織提名、專家評(píng)選、師生投票,產(chǎn)生10項(xiàng)亮點(diǎn)成果,并在2025年清華大學(xué)科研創(chuàng)新工作交流會(huì)上發(fā)布。


2025年清華大學(xué)最受師生關(guān)注的年度亮點(diǎn)成果發(fā)布現(xiàn)場(chǎng)

 

入選亮點(diǎn)成果簡(jiǎn)介如下

(展示順序按成果第一完成人的姓氏拼音排序)

  成果名稱:

  在百比特量子芯片上實(shí)現(xiàn)新奇量子物態(tài)(交叉信息研究院鄧東靈團(tuán)隊(duì))

  成果簡(jiǎn)介:

  對(duì)稱性保護(hù)的拓?fù)溥吘墤B(tài)通常僅存在于零溫基態(tài)附近,一旦處于有限溫度環(huán)境,便容易因熱激發(fā)而失穩(wěn),造成量子信息丟失。如何在熱擾動(dòng)下有效保護(hù)拓?fù)溥吘墤B(tài),是凝聚態(tài)物理和量子信息領(lǐng)域的重要課題。交叉信息研究院鄧東靈團(tuán)隊(duì)與合作者提出了基于“預(yù)熱化機(jī)制”的保護(hù)方案,在百比特超導(dǎo)量子芯片上實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的新型有限溫度拓?fù)溥吘墤B(tài),并進(jìn)一步利用這種穩(wěn)健的拓?fù)溥吘墤B(tài)編碼制備了邏輯貝爾態(tài)。該方案無(wú)需引入無(wú)序,而是依靠系統(tǒng)內(nèi)部涌現(xiàn)的對(duì)稱性,為拓?fù)溥吘墤B(tài)提供額外的保護(hù),從而抑制其與熱激發(fā)之間的相互作用。

  推薦理由:

  該研究建立了一種可行的數(shù)字模擬方法,為在有限溫度下探索拓?fù)湮镔|(zhì)提供了新的實(shí)驗(yàn)手段。此外,它還展示了在非無(wú)序系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)壽命、魯棒邊界量子比特的潛在途徑,為構(gòu)建抗噪聲的量子存儲(chǔ)與操控技術(shù)提供了新道路。


有限溫度拓?fù)溥吘墤B(tài)示意圖

  成果名稱:

  亞埃米級(jí)光譜成像芯片“玉衡”(電子工程系方璐團(tuán)隊(duì))

  成果簡(jiǎn)介:

  光譜是解析物質(zhì)與宇宙的“光學(xué)密鑰”,傳統(tǒng)光譜成像長(zhǎng)期受制于分辨率與通量的固有矛盾。方璐團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)了可重構(gòu)計(jì)算光學(xué)成像架構(gòu),挖掘隨機(jī)干涉掩膜與鈮酸鋰電光可調(diào)特性,研制了高分辨快照光譜成像芯片“玉衡”?!坝窈狻?芯片攻克了光譜成像系統(tǒng)的分辨率、通量與集成度難題,僅約2cm × 2cm × 0.5cm,在400–1000nm寬光譜范圍,實(shí)現(xiàn)了亞埃米級(jí)光譜分辨率、千萬(wàn)像素級(jí)空間分辨率,并具備88Hz 快照成像能力,可廣泛應(yīng)用于生命健康、機(jī)器智能、天文觀測(cè)等領(lǐng)域,有望將銀河系恒星光譜巡天周期從數(shù)千年縮短至十年內(nèi)。相關(guān)研究發(fā)表于《自然》。

  推薦理由:

  首創(chuàng)了可重構(gòu)計(jì)算光學(xué)成像架構(gòu),研制了亞埃米級(jí)快照光譜成像芯片“玉衡”,突破了傳統(tǒng)光譜成像分辨率與通量的長(zhǎng)期矛盾,為高分辨高效光譜成像探索了新路徑,在生命健康、機(jī)器智能、天文科學(xué)等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。


亞埃米級(jí)光譜成像芯片“玉衡”

  成果名稱:

  重塑自激活NLR使植物廣譜抗病(生命科學(xué)學(xué)院劉玉樂(lè)團(tuán)隊(duì))

  成果簡(jiǎn)介:

  劉玉樂(lè)團(tuán)隊(duì)開(kāi)創(chuàng)性地提出并建立了一種簡(jiǎn)單高效的人工設(shè)計(jì)植物抗病基因的全新策略,在模式植物和重要作物大豆中成功驗(yàn)證,可使植物對(duì)多種病毒完全免疫,有望成為植物抗病毒、細(xì)菌、真菌、線蟲(chóng)等病蟲(chóng)害的通用策略。相比現(xiàn)有方法,該策略具有多重優(yōu)勢(shì):構(gòu)建簡(jiǎn)單,僅需改造單個(gè)NLR基因;可針對(duì)不同病原進(jìn)行定制化設(shè)計(jì);抗性廣譜持久且抗性強(qiáng)、難以被病原突破;具有高度普適性,適用于所有作物,并可與基因組編輯技術(shù)結(jié)合,編輯植物內(nèi)源NLR基因使植物廣譜抗病。研究成果發(fā)表于《自然》。

  推薦理由:

  該成果開(kāi)創(chuàng)性地提出并實(shí)現(xiàn)基于自激活NLR的全新抗病基因設(shè)計(jì)策略,具有顯著的原創(chuàng)性與重大突破性,并在模式植物和大豆中成功驗(yàn)證,實(shí)現(xiàn)植物對(duì)多種病原的廣譜、持久和完全免疫。該研究為作物抗病育種提供了革命性技術(shù)路徑,具有重大科學(xué)意義與應(yīng)用前景。


轉(zhuǎn)定制抗病基因的大豆抗大豆花葉病毒(SMV)
WT為野生型大豆,2-T1為轉(zhuǎn)基因大豆

  成果名稱:

  AI賦能多源遙感大數(shù)據(jù)時(shí)空融合(水利水電工程系龍笛團(tuán)隊(duì))

  成果簡(jiǎn)介:

  遙感水文界長(zhǎng)期存在“時(shí)間–空間”權(quán)衡瓶頸,限制高分辨率、大范圍的水文要素連續(xù)監(jiān)測(cè)。龍笛團(tuán)隊(duì)突破傳統(tǒng)局限,構(gòu)建了融合海量數(shù)據(jù)與強(qiáng)先驗(yàn)信息的完備體系,提出多源遙感大數(shù)據(jù)時(shí)空融合可擴(kuò)展框架,將最先進(jìn)的湖泊遙感監(jiān)測(cè)時(shí)空覆蓋率由66%提升至近100%,揭示了季節(jié)性是主導(dǎo)全球湖泊動(dòng)態(tài)的核心機(jī)制,修正了局限于多年趨勢(shì)、認(rèn)為季節(jié)性主導(dǎo)是局部現(xiàn)象的認(rèn)知誤區(qū)。成果發(fā)表于《自然》,引領(lǐng)了AI賦能遙感大數(shù)據(jù)的研究新范式,代表了學(xué)科的智能化、融合化發(fā)展方向,具有重要社會(huì)價(jià)值,可為我國(guó)新時(shí)代水文監(jiān)測(cè)提供技術(shù)支撐。

  推薦理由:

  該成果突破了遙感水文的“時(shí)間–空間”權(quán)衡瓶頸,提出了多源遙感大數(shù)據(jù)時(shí)空融合框架,實(shí)現(xiàn)了迄今為止時(shí)空分辨率最高、覆蓋范圍最廣、連續(xù)性最強(qiáng)的全球湖泊動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),有望將我國(guó)水文監(jiān)測(cè)水平提升至新高度。


AI賦能多源異構(gòu)遙感大數(shù)據(jù)時(shí)空融合,揭示季節(jié)性在全球湖泊動(dòng)態(tài)中的主導(dǎo)地位

  成果名稱:

  問(wèn)勇-昆侖戍邊報(bào)國(guó)衛(wèi)士群像(美術(shù)學(xué)院馬文甲團(tuán)隊(duì))

  成果簡(jiǎn)介:

  雕塑作品以陳祥榕烈士為原型,融匯愛(ài)國(guó)主義精神與紀(jì)念性藝術(shù)語(yǔ)言,形成前景人物與昆侖山體相結(jié)合的立體敘事結(jié)構(gòu),藝術(shù)感染力強(qiáng)。創(chuàng)作歷時(shí)六個(gè)月,涵蓋草圖、數(shù)字建模、泥塑放大、鑄銅、石雕、安裝等全流程,運(yùn)用數(shù)字掃描與預(yù)覽技術(shù),探索科技賦能藝術(shù)的新路徑,充分展現(xiàn)高校藝術(shù)創(chuàng)研的系統(tǒng)性與專業(yè)性。團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持“創(chuàng)研成果育人”,由輔導(dǎo)員帶領(lǐng)學(xué)生黨員和青年創(chuàng)作者共同完成,體現(xiàn)思想政治教育與藝術(shù)實(shí)踐融合的育人實(shí)效。作品獲新華社等主流媒體報(bào)道,社會(huì)影響廣泛,是以藝術(shù)實(shí)踐服務(wù)思政育人、傳播當(dāng)代愛(ài)國(guó)主義精神的典型成果。

  推薦理由:

  該成果以愛(ài)國(guó)主義為主題,運(yùn)用青銅與砂巖材質(zhì)對(duì)比,結(jié)合數(shù)字技術(shù),展現(xiàn)了陳祥榕烈士的英雄形象與“問(wèn)勇”精神,不僅在藝術(shù)表現(xiàn)上具有高度的莊重感與象征力,還通過(guò)藝術(shù)創(chuàng)作與思政教育相結(jié)合的方式,探索了高校思政教育的新模式,實(shí)現(xiàn)了思想引領(lǐng)與藝術(shù)創(chuàng)造的雙重價(jià)值。


問(wèn)勇-昆侖戍邊報(bào)國(guó)衛(wèi)士群像

  成果名稱:

  高氫原子經(jīng)濟(jì)性的合成氣制烯烴(化學(xué)工程系騫偉中團(tuán)隊(duì))

  成果簡(jiǎn)介:

  本成果面向合成氣一步法制備烯烴技術(shù)這一近年來(lái)國(guó)際上新興的催化技術(shù)路線,開(kāi)發(fā)了新型核殼催化劑,原位耦合水煤氣變換與合成氣制烯烴功能,將過(guò)程中產(chǎn)生的水原位轉(zhuǎn)化為氫氣,從而將目的產(chǎn)品的氫原子經(jīng)濟(jì)性提高至66%-86%,遠(yuǎn)超傳統(tǒng)路線的理論氫原子經(jīng)濟(jì)性(50%)及實(shí)際數(shù)值(43%-47%),并實(shí)現(xiàn)了一氧化碳高轉(zhuǎn)化率與烯烴高選擇性的多目標(biāo)協(xié)同。比傳統(tǒng)路線的總蒸汽消耗量降低、總廢水生成量與總CO2排放量顯著降低,完全環(huán)境因子降低了46%。該技術(shù)有望顯著推進(jìn)我國(guó)合成氣利用和先進(jìn)煤化工等技術(shù)的綠色轉(zhuǎn)型進(jìn)程,并為可再生綠色氫氣的高效利用創(chuàng)造了條件。研究成果發(fā)表于《科學(xué)》。

  推薦理由:

  合成氣制烯烴是我國(guó)“十四五”大力發(fā)展的顛覆性化工技術(shù)。該團(tuán)隊(duì)巧妙地將水煤氣變換與合成氣制烯烴功能耦合,實(shí)現(xiàn)了高轉(zhuǎn)化率、高產(chǎn)品收率、低廢水與低CO2排放等多目標(biāo)協(xié)同,并可通過(guò)可再生電力制造綠色氫氣,降低生產(chǎn)成本,促進(jìn)其實(shí)現(xiàn)規(guī)?;瘧?yīng)用。


提高合成氣制烯烴的氫原子經(jīng)濟(jì)性的催化劑結(jié)構(gòu)

  成果名稱:

  第三類磁性材料—交錯(cuò)磁體的晶格指紋特征(材料學(xué)院宋成團(tuán)隊(duì))

  成果簡(jiǎn)介:

  鐵磁和反鐵磁的特征一直以來(lái)被認(rèn)為是涇渭分明的,而交錯(cuò)磁體兼具了鐵磁和反鐵磁的雙重特征和優(yōu)勢(shì),其獨(dú)特的晶體對(duì)稱性是產(chǎn)生交錯(cuò)自旋劈裂和使交錯(cuò)磁體區(qū)別于傳統(tǒng)磁體的物理根源。然而,與自旋指紋被廣泛研究相比,對(duì)交錯(cuò)磁體的晶格維度指紋特征的揭示和操控始終未能實(shí)現(xiàn)。宋成團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出室溫交錯(cuò)磁體CrSb,利用晶格畸變引發(fā)磁空間群的切換,進(jìn)而操控讀出信號(hào)和寫入模式;提出了交錯(cuò)磁序全電學(xué)翻轉(zhuǎn)的理論判據(jù),利用獨(dú)特的晶體對(duì)稱性取代了外磁場(chǎng),突破了全電學(xué)讀寫技術(shù)。本成果首次揭示了“交錯(cuò)磁序=自旋(奈爾矢量)×晶體對(duì)稱性”,為推動(dòng)交錯(cuò)磁體成為獨(dú)立于鐵磁和反鐵磁的第三類磁體提供了關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。研究成果發(fā)表于《自然》。

  推薦理由:

  在以鐵磁和反鐵磁為代表的常規(guī)磁體中,磁矩補(bǔ)償和自旋劈裂是無(wú)法兼容的。交錯(cuò)磁體打破了這一認(rèn)知,兼具兩者優(yōu)勢(shì),成為發(fā)展新一代磁存儲(chǔ)的理想材料。該成果聚焦交錯(cuò)磁體的物理根源和晶格維度指紋特征的揭示和操控,為推動(dòng)交錯(cuò)磁體成為第三類磁性材料獨(dú)立門類和發(fā)展新型信息存儲(chǔ)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。


第三類磁體—交錯(cuò)磁體的晶格指紋特征。使交錯(cuò)磁體區(qū)別于反鐵磁的物理根源是其獨(dú)特的晶體對(duì)稱性。操控晶體對(duì)稱性,實(shí)現(xiàn)了交錯(cuò)磁序的重構(gòu)和讀出信號(hào)的產(chǎn)生。

  成果名稱:

  自旋構(gòu)型調(diào)制的反鐵磁量子反?;魻栃?yīng)(物理系王亞愚團(tuán)隊(duì))

  成果簡(jiǎn)介:

  MnBi2Te4作為首個(gè)同時(shí)具有二維結(jié)構(gòu)、本征反鐵磁序與能帶拓?fù)湫缘牟牧?,引起凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。王亞愚團(tuán)隊(duì)和其他團(tuán)隊(duì)此前的研究已經(jīng)觀測(cè)到新奇的量子態(tài),但器件質(zhì)量欠佳制約進(jìn)一步系統(tǒng)深入的研究。王亞愚、張金松團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)5年攻關(guān),在單晶生長(zhǎng)、器件制備和表征等方面做出大量探索,大幅改善器件質(zhì)量與可重復(fù)性。在7層MnBi2Te4器件中,團(tuán)隊(duì)成功獲得零場(chǎng)量子化霍爾電阻平臺(tái),系統(tǒng)揭示二維反鐵磁體系特有的多種自旋構(gòu)型對(duì)拓?fù)漭斶\(yùn)的調(diào)制作用,并發(fā)現(xiàn)面內(nèi)磁場(chǎng)可增強(qiáng)量子反?;魻栃?yīng)的矯頑場(chǎng)與量子化水平,為拓?fù)淞孔酉嘧兒推骷?yīng)用研究帶來(lái)新的啟示。研究成果發(fā)表于《自然》。

  推薦理由:

  該工作為磁性拓?fù)浣^緣體領(lǐng)域突破性成果,明確AlOx覆蓋層的關(guān)鍵作用,揭示自旋構(gòu)型對(duì)量子反?;魻栃?yīng)的影響,首次發(fā)現(xiàn)面內(nèi)磁場(chǎng)增強(qiáng)量子反常霍爾效應(yīng)的新現(xiàn)象。研究突破實(shí)驗(yàn)瓶頸、拓展研究參數(shù)空間,為拓?fù)浞磋F磁自旋電子學(xué)應(yīng)用奠定關(guān)鍵基礎(chǔ),彰顯國(guó)際領(lǐng)先科研水準(zhǔn)。


(a) MnBi2Te4的晶體結(jié)構(gòu)。(b) 引入氧化鋁薄膜的輸運(yùn)器件構(gòu)型示意圖。(c) 不同溫度下,霍爾電阻和縱向電阻隨磁場(chǎng)系統(tǒng)變化的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。(d) (e) 根據(jù)c圖繪制的霍爾電阻率及其導(dǎo)數(shù)隨磁場(chǎng)的彩色圖譜,展示了與輸運(yùn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的豐富自旋構(gòu)型。

  成果名稱:

  以存換算:高性能大模型推理系統(tǒng)(計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系武永衛(wèi)團(tuán)隊(duì))

  成果簡(jiǎn)介:

  團(tuán)隊(duì)立足系統(tǒng)軟件層面的原始創(chuàng)新,提出了“全系統(tǒng)協(xié)同”與“以存換算”的大模型推理設(shè)計(jì)思想,為解決大模型算力難題貢獻(xiàn)了重要的“中國(guó)方案”。團(tuán)隊(duì)攻克了顯存墻與傳輸墻等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸,與頭部企業(yè)聯(lián)合研制了Mooncake、KTransformers等高性能推理系統(tǒng)。該成果大幅提升了推理吞吐量并降低了稀疏模型部署門檻,獲系統(tǒng)領(lǐng)域頂級(jí)會(huì)議FAST 2025最佳論文獎(jiǎng)和存儲(chǔ)領(lǐng)域全球性大獎(jiǎng)“奧林帕斯獎(jiǎng)”。目前,相關(guān)核心技術(shù)已開(kāi)源(Github社區(qū)星標(biāo)超2萬(wàn)),并被國(guó)內(nèi)多家頭部互聯(lián)網(wǎng)與AI企業(yè)采用,在數(shù)萬(wàn)張GPU算力集群上實(shí)現(xiàn)規(guī)模化落地,支撐了萬(wàn)億參數(shù)級(jí)模型的超大規(guī)模服務(wù)。

  推薦理由:

  該成果緊扣人工智能產(chǎn)業(yè)降本增效的需求,在異構(gòu)計(jì)算與存儲(chǔ)架構(gòu)領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展,不僅在行業(yè)龍頭企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境中經(jīng)過(guò)了萬(wàn)卡級(jí)別的實(shí)戰(zhàn)檢驗(yàn),更形成了具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的自主技術(shù)體系。該成果與國(guó)際主流開(kāi)源框架及頂尖硬件廠商方案并跑,榮獲存儲(chǔ)領(lǐng)域全球性大獎(jiǎng)及頂級(jí)學(xué)術(shù)會(huì)議認(rèn)可,體現(xiàn)了我國(guó)在AI基礎(chǔ)軟件設(shè)施領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力與廣泛的產(chǎn)業(yè)影響力。


以存換算思想在大模型推理中的落地

  成果名稱:

  晶圓級(jí)AI芯片(集成電路學(xué)院尹首一團(tuán)隊(duì))

  成果簡(jiǎn)介:

  在算力成為國(guó)家戰(zhàn)略性資源的時(shí)代背景下,團(tuán)隊(duì)立足中國(guó)國(guó)情,研制了晶圓級(jí)大尺寸高算力芯片樣機(jī),并提出了國(guó)際首個(gè)晶圓尺度大芯片計(jì)算與集成架構(gòu)方法學(xué)。該成果打通了從計(jì)算架構(gòu)、互連體系到先進(jìn)集成的完整技術(shù)鏈條,并驗(yàn)證了在國(guó)內(nèi)低世代工藝條件下替代先進(jìn)工藝算力芯片的全流程可行性。依托這一原創(chuàng)方法學(xué),團(tuán)隊(duì)與國(guó)內(nèi)多個(gè)集成電路龍頭企業(yè)深度合作,形成了可復(fù)用的晶圓級(jí)PDK,推動(dòng)關(guān)鍵工藝參數(shù)和設(shè)計(jì)規(guī)則首次落地產(chǎn)品線,標(biāo)志著我國(guó)在大芯片互連、封裝與制造環(huán)節(jié)具備系統(tǒng)化技術(shù)能力,為中國(guó)未來(lái)的高算力體系建設(shè)提供了全新的技術(shù)路線與產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)支撐。

  推薦理由:

  該成果緊扣國(guó)家戰(zhàn)略需求,圍繞人工智能算力與先進(jìn)工藝受限等重大問(wèn)題取得了標(biāo)志性創(chuàng)新進(jìn)展。成果在關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、體系化方案構(gòu)建和工程驗(yàn)證方面成效顯著,是我國(guó)算力提升在短時(shí)間內(nèi)“立即起效”的有效路線,對(duì)提升我國(guó)核心芯片自主創(chuàng)新能力具有重要意義。


晶圓級(jí)芯片樣機(jī)

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