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中国自主研发客机C919和量子计算机共同飞跃

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核心提示: C919万众瞩目实不为过,从2007年2月国务院批复大型飞机研制重大科技专项正式立项,整整10年的时间,2017年的5月5日将成为中国民用飞机制造业的里程碑。

作为第一个由中国自主研发、批量生产以及用于商业运营的客机C919终于将飞向蓝天。昨天,中国商飞公司发布消息称,综合各方面因素,国产大型客机C919将于5月5日在上海浦东国际机场首飞。如天气条件不具备,则顺延。

 

已完成118项试验

C919万众瞩目实不为过,从2007年2月国务院批复大型飞机研制重大科技专项正式立项,整整10年的时间,2017年的5月5日将成为中国民用飞机制造业的里程碑。在这漫漫长途中,科研人员针对先进的气动布局、结构材料和机载系统,共规划了102项关键技术攻关,包括飞机发动机一体化设计、电传飞控系统控制律设计、主动控制技术等。

记者从中国商飞公司了解到,在过去一段时间,C919完成多次重要的滑行试验,速度从每小时不到20公里到约75公里是低速滑行,这主要验证飞机的走直线、刹车和转弯能力。速度达到每小时75公里到160公里称为中速滑行,除了验证低速滑行的科目外,还要验证飞机发动机反推功能和机上设备的检验。到了高速滑行阶段,飞机的速度可达到每小时200公里左右。这时,如果飞行员在操作杆上有轻微的失误,飞机可能存在提前起飞的风险,这也是为什么工作人员把高速滑行看得和首飞一样重要。

为准备首飞,C919已完成118个试验项目,经历了包括低滑、中滑、高滑在内的21次滑行试验,并于2017年3月通过专家技术评审,4月通过放飞评审。

关于首飞日期的选择,中国商飞公司总经理贺东风在接受媒体采访时表示,何时首飞将取决于各方面条件,包括天气状况、飞机和机组的状态等。

先进材料省油环保

据了解,C919是我国首款按照最新国际适航标准研制、具有完全自主知识产权的干线民用飞机,完全按照国际主流适航标准和国际主流市场运营标准研制。目前,C919大型客机拥有中国国际航空公司等23家国内外用户,订单总数570架,其中包括美国通用电气租赁等国际客户。

C919拥有六大先进技术,分别为较大比例的先进金属材料、综合航电技术、客舱综合设计技术、结构设计技术、电传操纵和主动控制技术、气动力设计技术。C919采用性能更为优化的超临界翼型和局部的融合设计,比现役同类飞机巡航气动效率更好。C919身轻如燕,很多部位采用的都是我国最新研发的先进航空合金材料和复合材料,这使得在飞机结构强度有保证的情况下,C919的体重会更轻,这也意味着在航线上的C919更快速,更省油,更环保。先进材料首次在国产民机大规模应用,特别第三代铝锂合金材料、先进复合材料用量分别达到8.8%和12%,氮氧化物排放、二氧化碳排放均明显降低。另外,客舱综合设计技术可增宽客舱中间座位、提高行李舱高度等。

自主研制成就大飞机

C919是中国自主研制的大飞机,无论外形还是内部布局均为中国自主设计完成,包括飞机的总体方案、气动外形、飞机的机体设计、计算、试验以及集成线路等,而中国航空人的目标是,未来让中国的大飞机装上自己的“中国心脏”,也就是自主研制的发动机。

尤其值得关注的是,中国沈飞、成飞、洪都航空、哈飞、西飞等均为C919制造商,其中沈飞负责制造后机身、垂直尾翼等,机头由成飞制造,前机身和中后机身由洪都航空制造,中机身、中央翼、缝翼、襟翼由西飞制造,翼身整流罩、前、主起舱门等由哈飞制造。

C919

“C”是中国的英文名称CHINA的首字母,也是中国商飞公司的英文缩写COMAC的首字母。

“9”的寓意是天长地久。

“19”则代表的是这种大型客机的最大载客量为190座。

C919大事记

2007年2月 C919项目立项。

2009年9月 C919外形样机在亚洲国际航空展上亮相。

2018-02-23 首驾机机头部段装配下线。

2018-02-23 第一架C919正式开始结构总装工作。

2014年10月 C919后机身前段交付。

2018-02-23 C919正式总装下线。

2017年4月 C919原型机进行了首次高速滑行测试;随后成功进行了高速滑行抬前轮测试。

C919进入“读秒”状态,计划5月5日首飞!

昨日,中国科学技术大学陆朝阳教授(中)和学生们在中科院量子信息和量子科技创新研究院上海实验室检查光量子计算机的运行情况。

中国科学技术大学潘建伟院士3日在上海宣布,我国科研团队成功构建的光量子计算机,首次演示了超越早期经典计算机的量子计算能力。

实验测试表明,该原型机的取样速度比国际同行类似的实验加快至少24000倍,通过和经典算法比较,也比人类历史上第一台电子管计算机和第一台晶体管计算机运行速度快10倍至100倍。

潘建伟说。这台光量子计算机标志着我国在基于光子的量子计算机研究方面取得突破性进展,为最终实现超越经典计算能力的量子计算奠定了坚实基础。

新版“神算子”有多神?——100年难题将0.01秒解决

芯片越来越小,传统计算机未来必将遭遇计算极限。求解一个亿亿亿变量(10的24次方)的方程组,利用目前的超级计算机,大约需要100年。而对类似这样的大规模计算难题,如果借助万亿次量子计算机,只需0.01秒。

全新的量子计算机利用量子特有的“叠加状态”,以采取并行计算的方式,让速度以指数量级地提升。中国科学技术大学潘建伟院士和陆朝阳教授等研制的光量子计算机,已经比人类历史上第一台电子管计算机和第一台晶体管计算机运行速度快10倍至100倍。

潘建伟说,在量子计算基础研究领域,就计算能力而言,科学界有三个达成共识的指标性节点:第一步超越首台经典计算机,第二步超越商用CPU,第三步超越超级计算机。“目前我们实现的只是其中的第一步,但这一小步却是重要的一步。”

陆朝阳表示,预计年底可以实现操纵20个量子比特、达到目前商用CPU水平;到2020年,有望实现操纵45个量子比特的目标,向经典超级计算机的计算能力发起挑战。

全球角力场有几多?——欧美投数十亿美元布局

由于量子计算的巨大潜在价值,欧美各国都在积极整合各方面研究力量和资源,开展协同攻关,大型高科技公司如谷歌、微软、IBM等也强势介入量子计算研究。

“最快带来实际价值的体系是超冷原子量子模拟,将来很可能集成化的是超导量子计算,谷歌、IBM都在投入大量资源,积极布局。”潘建伟说。

2015年,谷歌、美国航天航空局和加州大学圣芭芭拉分校宣布实现了9个超导量子比特的高精度操纵。此次,潘建伟及其同事朱晓波等,联合浙江大学王浩华教授研究组,首次实现10个超导量子比特的纠缠,在基于超导体系的量子计算机研究方面取得突破性进展。

不过,由于高精度量子操控技术的极端复杂性,目前对其的研究仍处在早期发展阶段。“量子计算机就像初生的婴儿,未来最终会长成什么样子,对整个科学界还是个未知数。”潘建伟说。

何时飞入寻常百姓家?——10年内有望“实用化”

从诞生以来,量子力学就一直在催生众多重大发明,包括原子弹、激光、晶体管、核磁共振、全球卫星定位等。量子计算机的问世,有助于解决现有计算机也难以解决的问题。

“10年内,超导量子操纵有可能做到100个粒子。到那时,它对某些特定问题的计算能力就可以达到目前全世界所有计算能力之和的100万倍,计算能力将会突飞猛进。”潘建伟说,此外量子计算机能耗更低。

专家认为,计算能力极限的大幅提升,意味着量子计算机可以分析更多数据。比如,实现精准的天气预报,躲避飓风海啸;计算优化的出行线路,让城市减少堵车;识别有效的分子组合,降低药物的研发成本和周期;甚至可以用于探索太空,较快辨别可能存有生命体的行星。

量子时代还有哪些畅想曲?——信息安全的“护卫舰”

当前,信息科技日益走向智能化,量子不仅可以用于量子计算,更安全的量子通信也应运而生。

随着“墨子号”发射升空,我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信。按照规划,未来还将发射多颗量子卫星。到2030年左右,建成一个全球化的广域量子通信网络。

潘建伟说,量子通信可以从原理上确保身份认证、传输加密以及数字签名等的安全性,从根本上解决信息安全问题。目前,量子保密通信已逐步进入产业化阶段,成为未来保障信息安全的“护卫舰”。

记者了解到,对于量子时代的科学应用,中国“量子人”团队有着明确的科研路线图:通过量子通信研究,从初步实现局域量子通信网络,到实现多横多纵的全球范围量子通信网络;通过量子计算研究,为大规模计算难题提供解决方案,实现大数据时代信息的有效挖掘;通过量子精密测量研究,实现新一代定位导航等。

科普

量子小精灵

“量子”是什么?量子是最小的、不可再分割的能量单位,这个概念诞生于1900年。

量子叠加

量子的神秘之处首先在于,在微观世界里,量子同时可以处于多种状态和多个位置的“叠加”。量子力学的开创者之一、奥地利物理学家薛定谔曾用一只猫来比喻量子态叠加:箱子里有一只猫,在宏观世界中它要么是活的,要么是死的。但如果在量子世界中,它同时处于生和死两种状态的叠加。

量子纠缠

根据量子力学理论,如果两个量子之间形成了“纠缠态”,那么无论相隔多远,当一个量子的状态发生变化,另一个量子也会超光速“瞬间”发生如同心灵感应的变化。

量子计算机

量子计算机是一种全新的基于量子理论的计算机。基于量子的叠加态与纠缠特性,量子计算机被认为将是最具威力的量子信息应用。此次亮相的多光子可编程量子计算机,就是探索之一。

北京晨报记者 吴婷婷 据新华社

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