2017未来科学大奖公布：潘建伟施一公许晨阳获奖

2017未来科学大奖9月9日在北京公布获奖名单。中国科学技术大学潘建伟凭借其在在量子光学技术方面的创造性贡献，使基于量子密钥分发的安全通信成为现实可能获得“物质科学奖”，清华大学施一公因其在解析真核信使RNA剪接体这一关键复合物的结构，揭示活性部位及分子层面机理的重大贡献摘得“生命科学奖”。 a X:,1^  
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今年首度颁发的“数学与计算机科学奖”则授予在双有理代数几何学上作出的极其深刻的贡献的北京大学许晨阳。 xPorlX)zW  
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今年“物质科学奖”获奖者潘建伟和他领导的研究团队发展了一系列量子光学方面的创新技术，包括高全同性单光子源、超高亮度多光子纠缠源、独立光子间的量子干涉、线性光学量子逻辑操作等，利用基于光纤和可信中继的量子密钥分发实现城域和城际范围的安全量子通信，利用基于卫星和自由空间平台的量子密钥分发实现洲际尺度的实用化的量子通信。这些发展最终将带来一个连接中国和世界各个角落的实用量子网络。 >sm<$'vZ/  
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通信安全是人们数千年来一直追求的目标。在现代社会，包括商业和金融、军事和国家安全在内的很多领域都依赖通信安全。目前的加密方法如RSA和SHA通信协议都面临着来自量子计算机的威胁。而另一方面，基于量子力学基本原理的量子密钥分发提供了原理上无条件安全的加密方式，从而提供了一种终极的安全通信手段。 PNh
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潘建伟的工作使得中国在量子通信领域处于世界领先地位。他的团队首先于2009年在合肥、2012年在济南使用光纤实现了城市量子通信网络。在2016年，他们使用光纤在北京和上海间建设了世界上最长（超过2000公里）的量子链路，并通过十几个可信中继站来克服脆弱量子信号的衰减。为了克服由于不完美的单光子源和探测器导致的安全漏洞，潘建伟团队发展了诱骗态量子密钥分发和基于独立光子干涉的测量设备无关量子密钥分发，使得量子通信的现实应用成为可能。该团队还率先发展了包括纠缠交换和纠缠纯化、量子存储和相位稳定方法在内的量子中继技术，来最终取代这些可信中继。潘建伟发展的多光子干涉在这些技术中再次发挥关键作用。 `w#p8vR  
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潘建伟团队还成功实现了世界上第一个卫星与地面之间的双向量子链路，使得星地间的量子密钥分发可以超过千公里，成码率超过1kbps。这是一个在极端条件下（大气湍流、强震动、强温差、宇宙射线等）首次达到的高精度量子光学操控实验。此外，该团队具有高空间分辨能力的、在强背景下对单光子的高灵敏探测技术，以及高精度的瞄准、捕获、跟踪技术，使得基于卫星平台的自由空间量子通信成为可能。 -5sKJt]+i  
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“生命科学奖”获奖者施一公在解析真核信使RNA剪接体这一关键复合物的结构，揭示活性部位及分子层面机理作出重大贡献。分子生物学的中心法则是：遗传信息从DNA到RNA再到蛋白质。从酵母到人等所有真核生物的基因含有外显子和内含子，前者是编码蛋白质的DNA序列，后者不含蛋白质编码信息。DNA指导下转录出前体信息RNA后，剪接体将内含子切除，这样得到成熟的信使RNA，后者通过翻译将遗传信息传到其编码的蛋白质的氨基酸序列中。RNA剪接的异常可以导致多种人类疾病。但是，在施一公博士的研究之前，剪接体的近原子分辨率结构没有得到阐明。 IO}5
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应用近年冷冻电镜的技术突破、结合前人对剪接体生物化学和结构生物学研究，施一公博士首先解析了真核剪接体近原子分辨率的结果，第一个揭示了活性部位，很大地推进了我们对剪接体复合物的理解[1,2]。继此，施一公博士解析了剪接过程剪接体三个重要中间过渡复合物的结构[3-6]，显示剪接体功能重要的重构和结构基础。施一公实验室还报道了人类剪接体的原子分辨率结构[7]。结合德国马普生物物理化学研究所的Reinhard Lührmann博士和英国分子生物学实验室的Kiyoshi Nagai(長井潔)博士等科学家的贡献，施一公实验室的结构推动我们对剪接过程的机理理解，为治疗剪接体相关的人类疾病提供了结构框架。 }q D0-  
[1] Science 349: 1182 (2015). 9 Aq\1QC  
[2] Science 349: 1191 (2015). pkT26)aW  
[3] Science 351: 466 (2016). qCku q  
[4] Science 353: 895 (2016). %Ae
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[5] Science 353: 904 (2016). VDy\2-b8d  
[6] Science 355: 149 (2016). BoHpfx1C  
[7] Cell 169: 918 (2017). |++\"g  
“数学与计算机科学奖”获奖者许晨阳在代数几何学上作出了极其深刻的贡献，特别是在双有理几何与奇点及其对偶复形的拓扑结构上取得了卓越的成绩。 x{#W84  
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许晨阳在与C. Hacon和J. McKernan的合作研究中发展了具有对数结构的一般型空间序对的有界性理论。 这一理论的一项主要应用是证明了一般型代数簇的自同构群的有限性。这极大地推进了一百多年前Hurwitz在代数曲线情形的古典结果与二十世纪八十年代肖刚在代数曲面情形的工作。这一理论的其他重要应用包括Shokurov的ACC猜想的完全解决，以及在任意维数推广Deligne-Mumford的稳定曲线理论。许晨阳与李驰合作建立了用极小模型纲领研究Fano代数簇的K-稳定性的一种理论架构，可以将涉及K-稳定性的问题归结为特殊检试构型的研究。许晨阳在与C. Hacon的一篇论文中证明在特征为p情形下的三维代数簇上存在多重theta翻转操作(此处p是大于五的素数)，推广了日本数学家森重文在特征零情形的工作。在与J. Kollar的合作中，许晨阳发展了用极小模型纲领研究对偶复形的理论；特别，他们研究了具有对数结构的Calabi-Yau序对的对偶复形，证明了其基本群的有限性质，从而解决了Kontsevich-Soibelman猜想在维数不超过四时的情形。 XCUU(H  
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许晨阳教授发展了极为可观的理论和突破性技术，解决了一系列代数几何学中很多不同领域的重要几何问题, 得到国际同行的高度评价，同时为代数几何学在中国的发展作出了重大的贡献。  Va3/#is'  
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潘建伟， 1970年生于中国浙江。1999年在奥地利维也纳大学获得博士学位。现为中国科学技术大学教授。 Xjs`iK=w  
施一公，1967年生于中国河南，1995年在美国约翰霍普金斯大学获得博士学位。现为清华大学教授，清华大学副校长。 Auk#pO#  
许晨阳，1981年生于中国重庆，2008年在美国普林斯顿大学获得博士学位。现为北京国际数学研究中心博雅讲席教授。 dxK3462  
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作为中国第一个民间发起的科学奖项，未来科学大奖强调奖励主要在大中华地区完成的，最有国际影响力的，经过时间考验的原创科研工作的科学家，不论其国籍、性别和年龄，意在推动大中国地区基础科学研究、吸引全球科技人才、促进科学事业发展。未来科学大奖同时希望，通过这种激励示范效应，激发整个社会对科学的热爱，对科学家的尊重，对科技前沿的关注，提升中国公民科学素养。 l/g6Tv`w  
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未来科学大奖的评审体系主要参考诺贝尔奖。科学家委员会推荐出国际专家作为提名人。候选人产生后，请全球范围相关领域专家对候选人的工作给予评价，科学家委员会根据评价结果投票确定获奖者。并请清华大学法学院高西庆和毕马威组成监管委员会，监督整个评奖过程。现科学家委员会由15位著名科学家组成，包括中国科学院物理所丁洪、芝加哥大学何川、斯坦福大学李飞飞、普林斯顿大学李凯、香港科技大学励建书、斯坦福大学骆利群、李政道研究所季向东、北京大学饶毅、北京大学田刚、北京生命科学研究所王晓东、麻省理工学院文小刚、美国西北大学夏志宏、哈佛大学谢晓亮、加州大学伯克利分校杨培东、及美国Scripps研究所余金权。未来科学大奖单项奖金为六百八十万人民币（约合一百万美金），每项奖金由四位捐赠人共同捐赠：“生命科学奖”捐赠人为丁健、李彦宏、沈南鹏、张磊；“物质科学奖”捐赠人为邓锋、吴亚军、吴鹰、徐小平；“数学与计算机科学奖”捐赠人为丁磊、江南春、马化腾、王强。 Hh{pp ^  
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2016年首届评奖，未来科学大奖共颁发了“物质科学奖”和“生命科学奖”两个奖项。物质科学奖授予了清华大学薛其坤，奖励他在利用分子束外延技术发现量子反常霍尔效应和单层铁硒超导等新奇量子效应方面做出的开拓性工作。生命科学奖授予了香港中文大学卢煜明，奖励他基于孕妇外周血中存在胎儿DNA的发现在无创产前胎儿基因检查方面做出的开拓性贡献。 8m"jd+  
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2017未来科学大奖定于10月29日在北京举行颁奖典礼，作为两天的未来论坛年会一部分。全球四十余位具有卓越影响力的顶尖科学家出席见证，并将在前一天的未来论坛年会上做有关前沿科学及未来展望的精彩专题演讲。这次未来论坛年会共有十四场专题研讨会，题目包括未来计算、脑科学、新能源、基因技术等。