前言

今年電影院春節檔，最火的莫過于《流浪地球2》，目前僅上映13天，總****房就突破了30億，被眾多觀眾評價為“目前最好的中國科幻電影”。

電影中，在空間站和地球之間反復穿梭的太空電梯、擁有超強算力和自我意識的智能量子計算機、參與運貨和救援的機械動力外骨骼系統、能推動地球的重核聚變行星發動機等等，都讓觀眾大為震撼，直呼“過癮”！而更讓人驚嘆的是，這些科幻到極致的黑科技，竟然真的可以實現，甚至有一部分已經在投入使用。

中核集團等央企：“你們盡管想象，我們負責實現！”

科幻與現實的距離到底有多遠？根據相關領域專家解讀，近年來國內科技實力的不斷增強，我們離電影中的黑科技已越來越近。也正因如此，《流浪地球2》才有足夠的底氣將這些硬核的科幻元素呈現給觀眾。

01

重核聚變行星發動機：推著地球去旅行

影片中，最吸引眼球的硬科技之一就是重核聚變行星發動機。為了拯救地球，人類計劃給地球安裝上萬座巨大的行星發動機，推動地球離開太陽系，這些發動機的高度比珠穆朗瑪峰還高2.2公里，單臺發動機能提供150億噸的推力。

行星發動機點火后，產生的推力推動地球離開太陽系

這一計劃聽起來似乎完全不切實際，但是根據專家解讀，“利用這一能量推動地球，原理上是說得通的。”

不過，要實現重核聚變絕非易事，因此，目前各國廣泛研究的可控核聚變均采用輕核聚變。

據中核集團介紹，我國早在1983年便提出了“熱中子反應堆——快中子增殖堆——受控核聚變堆”的核能三步走發展戰略。

在熱堆領域，我國自主研發的三代核電技術華龍一號示范工程正在按計劃節點有序開展；在聚變堆領域，中核集團的中國環流器二號A（HL—2A）裝置正在承擔國際熱核聚變實驗堆（ITER）計劃相關的前沿物理問題與關鍵技術的科研任務，并實現了多個突破。

由中核集團牽頭研發的中國新一代“人造太陽”裝置（HL-2M）在2022年實現等離子體電流突破100萬安培（1兆安），創造了中國可控核聚變裝置運行新紀錄，標志著我國核聚變研發距離聚變點火邁進重要一步，躋身國際第一方陣。

人造太陽托卡馬克裝置HL-2M，由于它能夠像太陽一樣，產生大規模核聚變反應，因此被稱為“人造太陽”

一位業內研究員表示：“現在讓聚變能推動星球旅行可能為時尚早，但點亮一盞燈大有希望。”

02

太空電梯：本世紀有望成真

電影里，2044年的人們，去太空已經不再借助于火箭，而是直接乘坐太空電梯。太空電梯借助連接于地球表面和太空空間站之間的繩索，便可以每小時數百公里的速度駛向太空。

太空電梯的概念，其實早在一百多年前就被提出。俄國科學家、航天之父齊奧爾科夫斯基在1895年見到埃菲爾鐵塔后，提出了這一設想。2003年，在美國圣達菲召開的國際太空電梯研討會上，俄羅斯、美國等國家的70多位科學家和工程師對太空電梯進行了深入討論，最終與會專家一致認為太空電梯有望在21世紀內變成現實。

加拿大凡尼爾學院物理學教授史蒂芬·科恩十幾年來一直從事相關研究，他在近日的采訪中介紹道，與當前使用的火箭相比，太空電梯有若干優點。

例如火箭****需要攜帶大量燃料，而太空電梯以太陽能為能源，執行太空任務的成本將大幅下降；對于航天員而言，太空電梯也將比一次次火箭****更加安全。

近年來，多國科學家和工程師已經開始了太空電梯的研發。中國也正計劃打造太空電梯，預計時速最高可達200公里。

對于這一項目來說，首先要實現的是：建立長達3.6萬公里長的碳納米管（地球同步軌道與地面距離3.6萬公里）。據電巢了解，碳納米管的強度可達到鋼的100-200倍，密度卻只有鋼的六分之一，是制造太空電梯索道的關鍵材料。

目前中國已經實現了碳納米管技術的突破，制造上已沒問題，但是，由于該材料的結構特殊性，其生產長度仍停留在1米以內，要制造3.6萬公里長，其成本則非常巨大難以估量。

太空電梯的建造成本和技術挑戰仍然非常巨大，并非一國之力可實現，科學家科恩表示他并不能預測何時能成為現實，單純從技術角度，可能需要二三十年，但若要全球各國政府和企業共同努力，這可能比建造技術本身的挑戰更大。

03

量子計算機：人類的終極計算能力

除了太空電梯和行星發動機外，貫穿整個電影、被猜測為控制全場的終極大boss——550W量子計算機（它自稱為“MOSS”），讓觀眾印象極為深刻。

它擁有超強的算力，負責處理“流浪地球”計劃中及其復雜的數據運算、調度全球計算資源、實現“數字生命”等任務，還能自我迭代擁有自我意識。

經過自我迭代，MOSS可與人類交流自如

而我們能在現實中見到“MOSS”的那一天，或許并不遙遠。據一位國內量子計算領域知名學者表示，距離電影中所展示的應用走進現實，可能只需要10年到15年左右的時間。

眾所周知，量子計算機早已是各國爭相搶占的賽道，中國近幾年來也開始加速布局量子計算。

2018年，中科大潘建偉、朱曉波團隊實現了12個超導量子比特的糾纏，并在超導量子處理器上實現了快速求解線性方程組的量子算法。

2020年9月，國內首個超導量子計算機“本源悟源”在合肥正式上線，搭載6比特超導量子處理器夸父KF C6-130，面向全球用戶提供真實的量子計算云服務，也是中國國內率先實現工程化的量子計算機，由合肥本源量子自主研發。

同年12月，潘建偉團隊成功構建76個光子的量子計算原型機“九章”，主要用于數學求解，求解數學算法高斯玻色取樣只需200秒，而當時世界最快的超級計算機要用6億年，這一突破使中國成為全球第二個實現“量子優越性”的國家。

2021年10月，超導量子計算機祖沖之二號面世，中國在“量子計算優越性”上實現又一個里程碑式的成果。

就在最近，我國量子計算機研究領域又傳來好消息：1月31日，中國第一條量子芯片生產線首次向公眾亮相。

該產線目前正在進行最新量子計算機“悟空”的調試，預計今年面世

這條產線2022年1月投入運營，在這一年的時間里，陸續導入24臺量子芯片生產相關的工藝設備，孵化出了3套自研的量子芯片專用設備，生產了1500多個批次流片試制的產品，交付了多個批次的量子芯片以及量子放大器等產品。

本源量子創始人、首席科學家郭國平表示，接下來的3-5年內，量子計算將發揮加速器價值，大幅降低計算時間和成本，在人類實際生產生活中產生看得見的效益。

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外骨骼機器人：穿上就變機甲戰士

在運貨、救援等場景中多次亮相的“外骨骼機器人”，來自中國企業傲鯊智能的贊助。現實中，外骨骼機器人也已經開始實現商業化，在汽車、航空、電力、礦山、****、建筑等場景中落地。

穿上這幅盔甲，人人都可以成為力大無比的“機甲戰士”

外骨骼機器人技術融合傳感、控制、信息、融合、移動計算等于一體，在實際生活中，可運用在康復理療、助力行走等方面，幫助行動不便的老年人或殘疾人自主獨立行走。

北京冬殘奧會時，還有殘疾人火炬手分別借助上肢和下肢助力外骨骼進行了火炬傳遞。這一技術將造福更多C端用戶，此前曾有行業媒體預計，2025年中國外骨骼機器人行業市場規模將達到105億元，期間年復合增長率為98.5%。

總 結

《流浪地球2》將中國科幻電影推向世界，讓我們看到中國科幻電影的潛力，而它的成功離不開我國工業和科技力量的崛起。導演郭帆在采訪中說道：“其實拍攝過程中一直都在擔心，生怕我們創作的黑科技不夠超前，想象趕不上現實。”

劉慈欣也表示：“如果是30年前，《流浪地球2》是拍不成的，因為投資人會認為不可信，中國怎么會有宇宙飛船、太空電梯呢？但是現在就沒有這種感覺……中國的飛速發展、現代化進程，深刻推動著電影工業的突破和跨越。”

不得不說，中國近年來在科技領域取得的巨大進步，為國內科幻電影提供了肥沃的土壤，那些原本需要CG特效的場景，或許今后都將是中國制造。

參考資料：

中國核工業集團有限公司知乎回答:

https://www.zhihu.com/question/581359988/answer/2868020103

環球網：《加拿大太空電梯專家：目前人類成為太空居民的最好選擇就是它！》

封面新聞：《科技圓桌派丨《流浪地球2》成黑科技預告片？“大boss”早已現身》