科技前言快报（2023年2月）

目录 深度关注 美国白宫发布“国家太空服务、组装和制造”实施计划1 基础前沿 美国国家量子信息科学研究中心发布《量子互连路线图》5 信息与材料制造 欧盟正式发布《材料2030路线图》6 澳大利亚CSIRO发布硅行动计划8 美国NSF资助可持续材料解决方案研究9 生物与医药农业 欧盟委员会发布2023~2024年“地平线欧洲”健康工作计划10 欧盟CBEJU宣布2023年资助优先项目12 英国宣布1.75亿英镑资助基因组学研究13 英国资助农业领域自动化与机器人技术开发14 能源与资源环境 欧洲能源研究联盟提出碳去除技术研发挑战15 美国发布全球变化研究计划2022~2031年战略规划17 澳大利亚可再生能源署发布氧化铝精炼脱碳路线图21 欧洲能源研究联盟发布工业储热技术研发白皮书23 美国能源部近45亿美元推进多项清洁能源技术研发29 欧盟创新基金资助清洁技术创新32 英国2.55亿英镑推进核能、氢能技术及交通和供热脱碳技术34 日本绿色创新基金资助食品、农林渔业碳减排和吸收技术36 美国能源部资助5个前沿项目推进国内关键矿产生产37 英国UKRI资助河流水质研究38 空间与海洋 美国IARPC发布北极研究《2022~2024两年期实施计划》40 南极研究科学委员会发文阐述南极科学研究计划42 深度关注 美国白宫发布“国家太空服务、组装和制造”实施计划 2022年12月16日，美国白宫科技政策办公室（OSTP）公布“国家太空服务、组装和制造”（ISAM）实施计划1，以推进美国首个“ISAM国家战略”中概述的战略愿景。 一、ISAM的概念和内涵 ISAM是在轨道上、天体表面以及在这些系统之间运输所使用的一整套能力。这些能力能实现特定的活动，包括：服务，在航天器首次发射后能开展空间检查、寿命延长、维修或改装等，涵盖视觉获取、交会或接近操作、对接、停泊、加燃料、升级、重新定位、轨道运输和迁移、及时收集和清除碎片等；组装，使用预先制造的部件组装太空系统；制造，将原材料或回收材料转化为空间中的组件、产品或基础设施。实现ISAM的这些能力可能需要使用以下技术：机器人；可信自主的传感器和软件；再入/脱离轨道系统；先进的太空计算；验证和确认；标准接口；推进系统；支持航天器可服务性的系统工程工具和技术；低成本可重复使用的太空机动、物流和运输系统。 ISAM能力可以促进可持续的太空环境，提高航天器和仪器的科学产出，并建立稳健、可持续和持久的太空基础设施。培育ISAM生态系统可以提高太空系统的性能、可用性、弹性和寿命，可实现太空机动、物流和可复用性，可为遥感、气候科学、人类探索等领域带来经济效益。 二、ISAM国家战略 2022年4月，OSTP发布了“ISAM国家战略”2，概述了在美国《太 1NationalIn-SpaceServicing,Assembly,andManufacturingImplementationPlan.https://www.whitehouse.gov/wp-content/uploads/2022/12/NATIONAL-ISAM-IMPLEMENTATION-PLAN.pdf 2In-SpaceServicing,Assembly,AndManufacturingNationalStrategy.https://www.whitehouse.gov/wp-content/uploads/2022/04/04-2022-ISAM-National-Strategy-Final.pdf 空优先框架》下推进ISAM的6项战略目标，以支持航天器补给、维护、空间制造等技术与服务。 1、推进ISAM研究和开发。美国政府将协调各界以促进高价值 ISAM能力研发，如鼓励学术界、产业界和政府的研发机构开发由ISAM能力支持的任务概念与架构，调研未来10年任务计划的需求等。同时，美国政府还计划基于现有能力建立一个能满足未来需求的ISAM生态系统，如开展相关技术、接口和系统的标准化工作，加强体系架构和任务的技术储备，开发使能系统成本模型等。 2、优先扩建可扩展的基础设施。美国政府将协调各界合作伙伴， 利用ISAM标准、技术和经验扩建地面和天基基础设施。地面基础设施工作包括改善数字基础设施、识别现有设施的不足等；天基基础设施工作包括识别和开发用于演示验证的项目、打造基础设施生态系统等。 3、加速发展新兴的ISAM产业。美国政府计划从两个方面加速发 展ISAM产业。一是向市场持续释放政府需求信号，支持商业界拥有ISAM服务的所有权和运营权，并评估新兴商业ISAM能力对于航天任务的适用性；二是促进政府与利益相关者合作，包括建立国家级联盟、吸引私企参与标准制定、提供资金支持等。 4、促进国际合作，以实现ISAM目标。重点发展与盟友、合作伙 伴的国际合作，包括共同明确有潜力的合作领域、促进签订符合美国优先事项的合作协议等，同时积极推动制定非强制性的国际标准、指导方针和规范。 5、推进ISAM能力的同时，优先考虑环境可持续性。在全球制定 和推广相关标准和最佳实践方法；与合作伙伴利用ISAM能力支持高效费比空间碎片移除活动；通过直接付费、信贷、奖励等多种方式激励服务商移除空间碎片。 6、发展和培养多元化的未来人才队伍。在全球范围内招聘人才， 鼓励多元化人才投身太空科学研究；设置ISAM课程，制定人才培养计划；同时针对下一代技术培养政策和法律专家。 三、ISAM实施计划 美国政府将协调和组织民事、商业和国家安全领域的力量，以实施ISAM国家战略，着力发展在太空系统轨道、月球周围和深空中的制造、组装和维修技术，加强美国的领导地位。ISAM实施计划围绕上述6项战略目标进行组织，分解为28项独立的实施活动，联邦各部门和机构将开展相关活动。 1、在“推进ISAM研究和开发”方面，将定义使用ISAM能力的 未来任务和架构，国防部和国家航空航天局（NASA）牵头评估在未来架构和项目中使用ISAM能力的价值，以及为特定ISAM技术开发测试或示范能力；研究ISAM能力需求、技术差距，并制定推进ISAM技术的计划，国防部和NASA牵头维护现有ISAM能力、差距、正在进行的活动和现有设施组成的知识库，优先考虑与ISAM相关的基础和应用研究，国家情报总监办公室（ODNI）牵头推进情报高级研究计划局 （IARPA）的非机密研究以改善太空储能，以及改进IARPA与自主作战、机载决策和其他可能有助于ISAM的人工智能相关的非机密研究。 2、在“优先扩建可扩展的基础设施”方面，将制定标准以促进ISAM 能力的使用，商务部牵头促进ISAM技术通用标准的制定，NASA牵头将已定义的标准和合作特征纳入政府航天器，国防部牵头支持标准接口硬件的飞行资格认证；支持空基和地面基础设施的发展，国防部和NASA牵头确定和评估美国政府现有空基基础设施和地面测试设施基础设施的差距并制定弥补这些差距的计划，国防部牵头制定购买商用太空推进剂服务和基础设施的方法。 3、在“加速发展新兴的ISAM产业”方面，将鼓励政府太空活动 中的ISAM能力，国防部和NASA牵头采用商业开发的模块化基础设施以减少ISAM创新的进入壁垒；使商业太空服务和基础设施蓬勃发展，NASA牵头召集一个国家联合会以改善政府、行业和学术界之间的沟通，国防部和NASA牵头促进对美国政府地面设施的商业和学术访问；平衡政府和产业的角色和责任，国防部和NASA牵头描画美国政府打算采购的ISAM能力，以及航天器采购中的合同选项和条款。 4、在“促进国际合作，以实现ISAM目标”方面，将由国务院牵 头鼓励开展国际合作，制定和有效实施准则、最佳做法和负责任行为规范；评估当前和新兴的ISAM技术和服务；保持对ISAM创新和能力的持续认识，并将这些信息传达给监管机构；促进美国的双边和多边监管意图以促进ISAM操作的互操作性和协调性；促进与合作伙伴就ISAM能力和活动开展国际合作的机会；探索盟国在地面和太空适当使用美国政府测试设施的可能安排。 5、在“推进ISAM能力的同时，优先考虑环境可持续性”方面， 将由国防部牵头制定备选方案以获得维修、升级和延长美国政府太空资产寿命的服务；由商务部和国务院牵头修订用于交会接近操作的在轨成像设备的政策；交通部和联邦通信委员会探讨需求的航天器、部件和运输工具在任务完成后实现安全处置以减少空间碎片的政策影响。 6、在“发展和培养多元化的未来人才队伍”方面，将由NASA牵 头，增加教育机会，让K-12学生了解ISAM能力，并鼓励学生发现ISAM的教育和职业可能性；教育部和国家科学基金会（NSF）牵头，扩大中等和高等教育项目的入学机会；教育部和NSF牵头，扩大高中、本科、研究生和博士后水平的机会。（杨况骏瑜） 基础前沿 美国国家量子信息科学研究中心发布《量子互连路线图》 2022年12月14日，美国“下一代量子科学与工程”（Q-NEXT）国家量子信息科学研究中心发布《量子互连路线图》3。量子互连在各种系统之间以及在不同长度尺度上连接和分发相干的量子信息，以实现量子计算、量子通信和量子传感。该路线图概述了未来10~15年开发量子信息技术所需的研究和科学发现，将为量子互连的研发提供指南。 1、量子计算路线图。未来10年的科技重点包括：在低温下提高量 子比特的输入/输出、寻址能力和连接性；相干控制和解决<20nm横向精度的光学活性自旋/晶格缺陷；开发网络架构；示范从物质量子比特转换到电信光学光子，具有99%的保真度。未来的关键技术研发需求包括：提高量子比特门的保真度和相干性；改进量子比特的经典控制以及门的高效和可扩展驱动；研究和示范大型系统的全栈量子计算；实现物理量子比特之间的量子信息互相转换。 2、量子通信路线图。未来10年的科技重点包括：为商业、政府或 科学提供具有明确需求的精确应用和近期应用；开发与可见光、近红外和电信波长的光子量子比特兼容的关键量子组件；示范支持量子中继器的量子通信，成功可能性超过直接传输；使用中继器示范远程（城际）纠缠分发；开发真正的多节点量子网络架构；示范城际规模的同质多节点量子网络；在州际尺度上示范非均匀量子网络。未来的关键技术研发需求包括：低温单光子探测器，半导体单光子雪崩光电二极管，纠缠/超纠缠光子对源，超低损耗光信道研究，空间-地面连接，与经典网络、同步和完整网络安全协议的集成，转换器，量子存储器，高速低损耗的 3Q-NEXTquantumcenterreleasesroadmapforthedevelopmentofquantuminformationtechnologies.https://www.anl.gov/article/qnext-quantum-center-releases-roadmap-for-the-development-of-quantum-information-technologies 量子交换机、多路复用技术等关键量子网络组件，网络协议优化，网络架构，与经典计算和通信服务的集成，容错量子网络功能，链路、节点和网络的监控和管理，应用程序编程模型和接口。 3、量子传感路线图。未来10年的科技重点包括：实现纠缠多量子 比特传感（在局部尺度上），并在实际传感目标上证明对非纠缠传感器的改进；使用远程纠缠开发严格的量子计量理论，以确定可从量子优越性中受益的分布式传感任务类型，评估该优越性的规模化性质，并评估实现该优越性所需的互连传感系统的性能指标；开发新的传感模式，利用多个传感器之间的相关性和纠缠来测量单个传感器无法达到的可观测值；了解并减少固态传感器中界面诱导的退相干；以<5nm的精度确定可寻址的活性自旋/晶格缺陷/杂质的位置，并预测其在材料中的特性；实现具有单核自旋灵敏度的分子结构的量子传感；实现具有量子优越性的宽频（DC-THz）电磁场的传感。未来的关键技术研发需求包括：度量的控制与确定，如探测器效率、传感器的灵敏度和带宽、量子非破坏性方法、联网传感器的互连带宽等；材料，如传感量