為充分發(fā)揮高等學校作為基礎研究主力軍、重大科技突破策源地的作用,營造勇于創(chuàng)新的學術(shù)氛圍,推動科研工作高質(zhì)量發(fā)展,服務高水平科技自立自強,學校組織開展2025年清華大學最受師生關(guān)注的年度亮點成果評選活動,經(jīng)組織提名、專家評選、師生投票,產(chǎn)生10項亮點成果,并在2025年清華大學科研創(chuàng)新工作交流會上發(fā)布。

2025年清華大學最受師生關(guān)注的年度亮點成果發(fā)布現(xiàn)場
入選亮點成果簡介如下
(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現(xiàn)新奇量子物態(tài)(交叉信息研究院鄧東靈團隊)
成果簡介:
對稱性保護的拓撲邊緣態(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。如何在熱擾動下有效保護拓撲邊緣態(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隊與合作者提出了基于“預熱化機制”的保護方案,在百比特超導量子芯片上實現(xiàn)了穩(wěn)定的新型有限溫度拓撲邊緣態(tài),并進一步利用這種穩(wěn)健的拓撲邊緣態(tài)編碼制備了邏輯貝爾態(tài)。該方案無需引入無序,而是依靠系統(tǒng)內(nèi)部涌現(xiàn)的對稱性,為拓撲邊緣態(tài)提供額外的保護,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撲物質(zhì)提供了新的實驗手段。此外,它還展示了在非無序系統(tǒng)中實現(xiàn)長壽命、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與操控技術(shù)提供了新道路。

有限溫度拓撲邊緣態(tài)示意圖
成果名稱:
亞埃米級光譜成像芯片“玉衡”(電子工程系方璐團隊)
成果簡介:
光譜是解析物質(zhì)與宇宙的“光學密鑰”,傳統(tǒng)光譜成像長期受制于分辨率與通量的固有矛盾。方璐團隊首創(chuàng)了可重構(gòu)計算光學成像架構(gòu),挖掘隨機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”。“玉衡” 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,實現(xiàn)了亞埃米級光譜分辨率、千萬像素級空間分辨率,并具備88Hz 快照成像能力,可廣泛應用于生命健康、機器智能、天文觀測等領(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)計算光學成像架構(gòu),研制了亞埃米級快照光譜成像芯片“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、機器智能、天文科學等領(lǐng)域應用前景廣闊。

亞埃米級光譜成像芯片“玉衡”
成果名稱:
重塑自激活NLR使植物廣譜抗病(生命科學學院劉玉樂團隊)
成果簡介:
劉玉樂團隊開創(chuàng)性地提出并建立了一種簡單高效的人工設計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證,可使植物對多種病毒完全免疫,有望成為植物抗病毒、細菌、真菌、線蟲等病蟲害的通用策略。相比現(xiàn)有方法,該策略具有多重優(yōu)勢:構(gòu)建簡單,僅需改造單個NLR基因;可針對不同病原進行定制化設計;抗性廣譜持久且抗性強、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:
該成果開創(chuàng)性地提出并實現(xiàn)基于自激活NLR的全新抗病基因設計策略,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證,實現(xiàn)植物對多種病原的廣譜、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,具有重大科學意義與應用前景。

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)時空融合(水利水電工程系龍笛團隊)
成果簡介:
遙感水文界長期存在“時間–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。龍笛團隊突破傳統(tǒng)局限,構(gòu)建了融合海量數(shù)據(jù)與強先驗信息的完備體系,提出多源遙感大數(shù)據(jù)時空融合可擴展框架,將最先進的湖泊遙感監(jiān)測時空覆蓋率由66%提升至近100%,揭示了季節(jié)性是主導全球湖泊動態(tài)的核心機制,修正了局限于多年趨勢、認為季節(jié)性主導是局部現(xiàn)象的認知誤區(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,代表了學科的智能化、融合化發(fā)展方向,具有重要社會價值,可為我國新時代水文監(jiān)測提供技術(shù)支撐。
推薦理由:
該成果突破了遙感水文的“時間–空間”權(quán)衡瓶頸,提出了多源遙感大數(shù)據(jù)時空融合框架,實現(xiàn)了迄今為止時空分辨率最高、覆蓋范圍最廣、連續(xù)性最強的全球湖泊動態(tài)監(jiān)測,有望將我國水文監(jiān)測水平提升至新高度。

AI賦能多源異構(gòu)遙感大數(shù)據(jù)時空融合,揭示季節(jié)性在全球湖泊動態(tài)中的主導地位
成果名稱:
問勇-昆侖戍邊報國衛(wèi)士群像(美術(shù)學院馬文甲團隊)
成果簡介:
雕塑作品以陳祥榕烈士為原型,融匯愛國主義精神與紀念性藝術(shù)語言,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。創(chuàng)作歷時六個月,涵蓋草圖、數(shù)字建模、泥塑放大、鑄銅、石雕、安裝等全流程,運用數(shù)字掃描與預覽技術(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。團隊堅持“創(chuàng)研成果育人”,由輔導員帶領(lǐng)學生黨員和青年創(chuàng)作者共同完成,體現(xiàn)思想政治教育與藝術(shù)實踐融合的育人實效。作品獲新華社等主流媒體報道,社會影響廣泛,是以藝術(shù)實踐服務思政育人、傳播當代愛國主義精神的典型成果。
推薦理由:
該成果以愛國主義為主題,運用青銅與砂巖材質(zhì)對比,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,實現(xiàn)了思想引領(lǐng)與藝術(shù)創(chuàng)造的雙重價值。

問勇-昆侖戍邊報國衛(wèi)士群像
成果名稱:
高氫原子經(jīng)濟性的合成氣制烯烴(化學工程系騫偉中團隊)
成果簡介:
本成果面向合成氣一步法制備烯烴技術(shù)這一近年來國際上新興的催化技術(shù)路線,開發(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)濟性提高至66%-86%,遠超傳統(tǒng)路線的理論氫原子經(jīng)濟性(50%)及實際數(shù)值(43%-47%),并實現(xiàn)了一氧化碳高轉(zhuǎn)化率與烯烴高選擇性的多目標協(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)有望顯著推進我國合成氣利用和先進煤化工等技術(shù)的綠色轉(zhuǎn)型進程,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》。
推薦理由:
合成氣制烯烴是我國“十四五”大力發(fā)展的顛覆性化工技術(shù)。該團隊巧妙地將水煤氣變換與合成氣制烯烴功能耦合,實現(xiàn)了高轉(zhuǎn)化率、高產(chǎn)品收率、低廢水與低CO2排放等多目標協(xié)同,并可通過可再生電力制造綠色氫氣,降低生產(chǎn)成本,促進其實現(xiàn)規(guī)模化應用。

提高合成氣制烯烴的氫原子經(jīng)濟性的催化劑結(jié)構(gòu)
成果名稱:
第三類磁性材料—交錯磁體的晶格指紋特征(材料學院宋成團隊)
成果簡介:
鐵磁和反鐵磁的特征一直以來被認為是涇渭分明的,而交錯磁體兼具了鐵磁和反鐵磁的雙重特征和優(yōu)勢,其獨特的晶體對稱性是產(chǎn)生交錯自旋劈裂和使交錯磁體區(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,對交錯磁體的晶格維度指紋特征的揭示和操控始終未能實現(xiàn)。宋成團隊開發(fā)出室溫交錯磁體CrSb,利用晶格畸變引發(fā)磁空間群的切換,進而操控讀出信號和寫入模式;提出了交錯磁序全電學翻轉(zhuǎn)的理論判據(jù),利用獨特的晶體對稱性取代了外磁場,突破了全電學讀寫技術(shù)。本成果首次揭示了“交錯磁序=自旋(奈爾矢量)×晶體對稱性”,為推動交錯磁體成為獨立于鐵磁和反鐵磁的第三類磁體提供了關(guān)鍵的實驗證據(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,磁矩補償和自旋劈裂是無法兼容的。交錯磁體打破了這一認知,兼具兩者優(yōu)勢,成為發(fā)展新一代磁存儲的理想材料。該成果聚焦交錯磁體的物理根源和晶格維度指紋特征的揭示和操控,為推動交錯磁體成為第三類磁性材料獨立門類和發(fā)展新型信息存儲奠定了堅實基礎。

第三類磁體—交錯磁體的晶格指紋特征。使交錯磁體區(qū)別于反鐵磁的物理根源是其獨特的晶體對稱性。操控晶體對稱性,實現(xiàn)了交錯磁序的重構(gòu)和讀出信號的產(chǎn)生。
成果名稱:
自旋構(gòu)型調(diào)制的反鐵磁量子反?;魻栃?物理系王亞愚團隊)
成果簡介:
MnBi2Te4作為首個同時具有二維結(jié)構(gòu)、本征反鐵磁序與能帶拓撲性的材料,引起凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。王亞愚團隊和其他團隊此前的研究已經(jīng)觀測到新奇的量子態(tài),但器件質(zhì)量欠佳制約進一步系統(tǒng)深入的研究。王亞愚、張金松團隊歷經(jīng)5年攻關(guān),在單晶生長、器件制備和表征等方面做出大量探索,大幅改善器件質(zhì)量與可重復性。在7層MnBi2Te4器件中,團隊成功獲得零場量子化霍爾電阻平臺,系統(tǒng)揭示二維反鐵磁體系特有的多種自旋構(gòu)型對拓撲輸運的調(diào)制作用,并發(fā)現(xiàn)面內(nèi)磁場可增強量子反常霍爾效應的矯頑場與量子化水平,為拓撲量子相變和器件應用研究帶來新的啟示。研究成果發(fā)表于《自然》。
推薦理由:
該工作為磁性拓撲絕緣體領(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)型對量子反?;魻栃挠绊懀状伟l(fā)現(xiàn)面內(nèi)磁場增強量子反?;魻栃男卢F(xiàn)象。研究突破實驗瓶頸、拓展研究參數(shù)空間,為拓撲反鐵磁自旋電子學應用奠定關(guān)鍵基礎,彰顯國際領(lǐng)先科研水準。

(a) MnBi2Te4的晶體結(jié)構(gòu)。(b) 引入氧化鋁薄膜的輸運器件構(gòu)型示意圖。(c) 不同溫度下,霍爾電阻和縱向電阻隨磁場系統(tǒng)變化的實驗數(shù)據(jù)。(d) (e) 根據(jù)c圖繪制的霍爾電阻率及其導數(shù)隨磁場的彩色圖譜,展示了與輸運數(shù)據(jù)對應的豐富自旋構(gòu)型。
成果名稱:
以存換算:高性能大模型推理系統(tǒng)(計算機科學與技術(shù)系武永衛(wèi)團隊)
成果簡介:
團隊立足系統(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”的大模型推理設計思想,為解決大模型算力難題貢獻了重要的“中國方案”。團隊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)域頂級會議FAST 2025最佳論文獎和存儲領(lǐng)域全球性大獎“奧林帕斯獎”。目前,相關(guān)核心技術(shù)已開源(Github社區(qū)星標超2萬),并被國內(nèi)多家頭部互聯(lián)網(wǎng)與AI企業(yè)采用,在數(shù)萬張GPU算力集群上實現(xiàn)規(guī)?;涞?,支撐了萬億參數(shù)級模型的超大規(guī)模服務。
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)計算與存儲架構(gòu)領(lǐng)域取得了突破性進展,不僅在行業(yè)龍頭企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境中經(jīng)過了萬卡級別的實戰(zhàn)檢驗,更形成了具有國際競爭力的自主技術(shù)體系。該成果與國際主流開源框架及頂尖硬件廠商方案并跑,榮獲存儲領(lǐng)域全球性大獎及頂級學術(shù)會議認可,體現(xiàn)了我國在AI基礎軟件設施領(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AI芯片(集成電路學院尹首一團隊)
成果簡介:
在算力成為國家戰(zhàn)略性資源的時代背景下,團隊立足中國國情,研制了晶圓級大尺寸高算力芯片樣機,并提出了國際首個晶圓尺度大芯片計算與集成架構(gòu)方法學。該成果打通了從計算架構(gòu)、互連體系到先進集成的完整技術(shù)鏈條,并驗證了在國內(nèi)低世代工藝條件下替代先進工藝算力芯片的全流程可行性。依托這一原創(chuàng)方法學,團隊與國內(nèi)多個集成電路龍頭企業(yè)深度合作,形成了可復用的晶圓級PDK,推動關(guān)鍵工藝參數(shù)和設計規(guī)則首次落地產(chǎn)品線,標志著我國在大芯片互連、封裝與制造環(huán)節(jié)具備系統(tǒng)化技術(shù)能力,為中國未來的高算力體系建設提供了全新的技術(shù)路線與產(chǎn)業(yè)基礎支撐。
推薦理由:
該成果緊扣國家戰(zhàn)略需求,圍繞人工智能算力與先進工藝受限等重大問題取得了標志性創(chuàng)新進展。成果在關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、體系化方案構(gòu)建和工程驗證方面成效顯著,是我國算力提升在短時間內(nèi)“立即起效”的有效路線,對提升我國核心芯片自主創(chuàng)新能力具有重要意義。

晶圓級芯片樣機
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