2025年，是聯合國教科文組織定義的“國際量子科學與技術年”，也是我國“十五五”規(guī)劃承前啟后的時段。
在這一年，計算范式更迭?！癉eepSeek時刻”帶來的“Aha Moment”讓我們反思算力，量子計算的技術突破層出不窮；從諾貝爾物理學獎到硬科技的產業(yè)界，這個世界似乎正在揮別那個堆砌晶體管數量的時代。
材料不斷翻新，繼而重塑著我們對于物質世界的感知：腦機芯片滑入大腦皮層，空芯光纖刷新長距離通信，金屬材料擠壓至埃米級的“二維”世界，μ子的理論模型與現實世界精確耦合，抽象的物質極限正被技術一一兌現。
人類生存的圖景也隨之搖身一變。這一年，鋼材首度達到“近零排放”閾值，中國“人造太陽”得以預演核聚變堆運行的未來，貝努小行星的樣本則直指地球的過去，人類文明的生存坐標正被重新校準。
以下是界面新聞盤點的2025年度十大科學技術突破。
DeepSeek-R1：大模型的“中國方案”
深度求索（DeepSeek）在2025年1月20日發(fā)布的DeepSeek-R1模型，基于Deep Seek-V3的基礎模型，以強化學習為核心驅動訓練推理能力，并免費開源。
該模型在o1類推理模型的基礎上，更多地依賴“強化學習”，模型使用為自己創(chuàng)建和調整的獎勵系統，從自身行動中獲得反饋。在Math-500等基準測試中，R1以極低的算力成本實現了媲美OpenAI o1的推理能力。Nature雜志將DeepSeek創(chuàng)始人梁文鋒列為2025年度十大人物，評價其“讓復雜的邏輯推理變得觸手可及”。
超導量子電路與宏觀量子隧穿：確證量子科技基石
10月，諾貝爾物理學獎花落量子科技，表彰了超導量子電路技術為現代計算變革奠定的宏觀基石。John Clarke、Michel H． Devoret與John M． Martinis因在上世紀80年代利用含約瑟夫森結的電路，首次觀測到宏觀量子隧穿與能級離散而獲此殊榮。
這一發(fā)現打破了經典與量子世界的傳統界限，證明了由數億原子組成的宏觀電路系統也能像微觀粒子一樣被精確操控。該突破催生了“人造原子”與超導量子比特（Qubit），構成了今日谷歌、IBM等科技巨頭構建量子計算的物理學原點。
通用量子計算機Helios：高精度量子計算叩響商用大門
作為量子計算領域離子阱路線的領軍企業(yè)，Quantinuum于11月5日發(fā)布了第三代量子計算機Helios。Helios包含98個物理量子比特，單量子比特門操作的保真度達到 99.9975%，雙量子比特門操作的保真度在所有量子比特對之間平均為99.921%，并能提供48個經過糾錯的邏輯量子比特，是目前全球精度最高的通用商用量子計算機。
Helios實現了接近2：1的物理-邏輯比特轉換率（遠高于行業(yè)平均的幾十甚至上百比一）被加州大學洛杉磯分校教授Prineha Narang評價為“獨特且令人印象深刻”。 配合其研發(fā)的Guppy編程語言，Helios的問世或標志著量子計算開始真正具備解決商業(yè)問題的能力。
超薄高帶寬腦機接口BISC芯片：給大腦植入“無線寬帶”
哥倫比亞大學聯合斯坦福等團隊于12月8日發(fā)布的BISC芯片，為人類大腦植入了前所未有的“無線數字寬帶”。該成果發(fā)布于國際權威期刊Nature Electronics，通過將65536個電極、電源及射頻模塊極致集成于一枚厚度僅50μm、體積3mm3的柔性CMOS芯片上，徹底顛覆了傳統腦機接口的物理形態(tài)。
該芯片能如貼紙般滑入大腦皮層表面，并通過體外中繼站建立UWB鏈路，實現高達100Mbps的數據吞吐量。這一飛躍不僅解決了高分辨率信號無法實時傳輸的痛點，更將海量神經數據直接送入AI模型，為全植入式癲癇監(jiān)測、高自由度神經假肢及雙向腦機交互提供了核心數據通道。
新型空芯光纖：刷新信號傳輸損耗紀錄
由微軟支持的Lumenisity研究團隊宣布其發(fā)現了一種具備前所未有的傳輸帶寬和超低衰減性能的微結構光波導。成果于9月1日發(fā)布在國際權威學術期刊Nature Photonics上，這種新型空芯光纖在1550nm波長（通信常用波段）下的實測損耗僅為0.091dB/km，且在長達66THz的頻寬窗口內，損耗均保持在 0.2 dB/km 以下。
與傳統的實心玻璃纖芯不同，這種創(chuàng)新光纖采用“空氣纖芯”，通過周圍精心設計的玻璃微結構來引導光線傳輸。此外，該技術在理論上仍有進一步降低損耗的空間，并支持在擁有更寬帶放大器的波段下工作，標志著長距離通信及高能激光遠程傳輸領域有望迎來一個新的時代。
“埃米級”二維金屬制備術：對金屬原子的“降維打擊”
3月，中國科學院物理研究所張廣宇團隊發(fā)表在國際權威期刊Nature上的論文顯示，其開發(fā)了一種“原子制造的范德華擠壓法”，將金屬材料厚度推向了埃米（?）級極限，約為頭發(fā)絲直徑的二十萬分之一。針對單層鉍（Bi）的輸運和拉曼測量顯示，其具有優(yōu)異的物理性能，例如全新的聲子模式、增強的電導率、顯著的場效應以及巨大的非線性霍爾電導率。
原子級薄的二維金屬曾長期被學界認為是“不可能完成的任務”，這一工作為實現二維金屬、合金以及其他二維非范德華材料建立了一條有效途徑，為廣泛的新興量子器件、電子器件和光子器件提供應用前景。
μ子g-2實驗高精度結果：標準模型暫時屹立不倒
6月，備受期待的費米國家加速器實驗室（FNAL） μ 子 g-2 實驗最終結果公布，其測得的 μ 子異常磁矩與修正后的理論預測完全吻合。最新的測量結果與2021年及2023年發(fā)布的結果高度一致，更將測量精度提升至前所未有的127ppb（一千萬分之一點二七），超越實驗最初設定的目標（一千萬分之一點四），給出了當前最精確的μ子反常磁矩測量結果。
盡管理論計算的最新結果削弱了μ子反常磁矩中可能存在的“新跡象”，但此次實驗的高精度結果可為未來標準模型的擴展提供基準；標準模型又挺過了一項挑戰(zhàn)。
近零碳排放綠色鋼鐵 SSAB Zero?：更可持續(xù)的能源經濟先聲
9月23日，瑞典鋼鐵巨頭SSAB宣布其SSAB Zero?鋼材成為首個達到國際能源署（IEA）近零排放閾值并滿足“先行者聯盟”（FMC）采購標準的產品。依托美國愛荷華工廠，該產品融合無化石電力、生物質能源與HYBRIT?技術路線的氫還原鐵，從化學反應根源斬斷了碳排放。
GE Vernova（通用電氣能源業(yè)務分拆后成立的獨立公司）當日宣布將其即刻引入陸上風電塔筒供應鏈，這標志著“綠氫+綠電”冶煉模式已正式跨越概念驗證鴻溝，為全球能源基建提供了首個可規(guī)模化復制、具有清晰減排路徑的綠色范本。
中國“人造太陽”EAST：創(chuàng)造“億度千秒”世界紀錄
1月20日，位于安徽合肥的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）首次實現1億攝氏度1066秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束模等離子體運行，再次創(chuàng)造了托卡馬克裝置穩(wěn)態(tài)高約束模運行新的世界紀錄。
千秒量級是聚變反應實現穩(wěn)定的重要基礎。但運行時間越長，約束等離子體的難度就越高。此次實驗超越千秒，意味著人類首次在實驗裝置上模擬出未來聚變堆運行所需的條件，驗證了聚變的工程可行性。
小行星貝努含有生命物質：探秘前生命時期的地球
此前，Nature與Nature Astronomy刊登的多項重磅研究揭曉了NASA OSIRIS-REx任務帶回的貝努（Bennu）小行星樣本的深度分析結果。科學家在其中檢測到了構建生命所需的14種氨基酸、核堿基及含鈉磷酸鹽。
日本東北大學發(fā)布于權威期刊Nature Geoscience 12月的最新研究顯示，在OSIRIS-REx 航天器采集的貝努樣本的提取物中鑒定出多種生物必需的糖類，包括核糖（RNA 的糖組分）和葡萄糖（代謝底物）。這些糖類的發(fā)現補全了生命關鍵成分的清單，表明包含生命所需全部三大組分的物質，可能已經被散播到了前生命時期的地球及其他內太陽系行星上。