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中國網/中國發展門戶網訊 新一輪科技反動和產業變革突飛猛進，科學研討范式正在發生深入變革，嚴重科學發現和主要技術衝破越來越離不開嚴重科技基礎設施（以下簡稱“嚴重設施”）的支撐。嚴重設施是摸索未知世界、發現天然規律的國之重器，是解決國家嚴重戰略科技問題的主平臺，已成為世界科技強國必爭的戰略窪地。世界重要國家將嚴重設施作為開展科學技術交通、匯聚培養高端人才、展現國家抽像、推動國際交通一起配合極其主要的平臺。

嚴重設施多由公共財政資金投資建設和支撐運行，其公共屬性、資源稀缺性決定開共享空間放共享是其本質屬性之一。為最年夜限制地釋放嚴重設施服務效能，若何更好地推進嚴重設施開放共享成為各國關心的主要問題。今朝，國內學者圍繞嚴重設施的開放共享機制、治理平臺、服務成效等開展了研討。此中，王慧斌和白惠仁、王立偉等、解志韜等分別從國家、區域、機構層面探討了嚴重設施開放共享機制；夏金瑤等、鄧泉等分別對EAST、CRAFT的開放運行機制展開探討；陳娟等簡要概述了中國科學院嚴重設施開放共享服務平臺建設進展與服務成效。年夜多研討重要是總結國內外嚴重設施開放共享治理規定及相關舉措，剖析國內外特定嚴重設施的開放機制，少有學者從用戶設施整體供給開放服務的角度對嚴重設施開放共享趨勢開展研討。本文在剖析american動力部（DOE）國家嚴重設施開放共享特點的基礎上，從我國對DOE嚴重設施的應用需求、成效和窘境3個方面深刻分析其對我國科研用戶的開放趨勢，以期為我國嚴重設施的開放共享和布局建設供給參考借鑒。

american動力部嚴重設施開放共享特家教點

DOE于2012年將由american聯邦當局資助，可為學術界、工業界等科研人員供給開放共享服務的嚴重設施定義為國家用戶設施（user facilities）。截至2022財年，DOE用戶設施有28個，覆蓋先進科學計算（ASCR）、基礎動力科學（BES）、生物和環境研討（BER）、聚變動力（FES）、高能物理（HEP）和核物理（NP）、加快器研發和生產（ARDAP）等領域。DOE于2015年開始建設用戶項目/實驗數據庫，本文以2015—2022財年用戶研討提案數據作為研討樣本，剖析得出DOE嚴重設施的開放共享特點。

設施長期連續開放共享，實行動態調整機制

american于二戰期間開始建設嚴重設施，在國家層面重要以DOE和american國家科學基金會（NSF）開展周全持續的設施家教戰略發展布局研討。american聯邦當局鼎力支撐和鼓勵嚴重設施對外開放共享。依據《聯邦當局采購法》，嚴重設施治理運行機構應在保證實現嚴重設施科學目標、服務國家戰略意志的同時，最年夜水平地向社會開放共享。DOE用戶設施建設起步相對較早，歷經創新、升級改革，至今仍在運行并向社會各界供給開放共享服務，在2015—2022財年內有26個用戶設施持續對外服務（圖1）。此中，高通量同位素共享空間反應器（HFIR）自1966年運行至今，在資料輻照后測試、中子散射等方面發揮主要感化；斯坦福同步輻射光源（SSRL）自1977年建設并啟用以來，在推動科學發現和技術創新方面功不成沒。

DOE會動態調整其用戶設施清單，由用戶設施運行機構提出申請，經相關部門審查同意后成為用戶設施。例如，加快器測試裝置（ATF教學場地）于2015年3月被指定為用戶設施，2022財年前隸屬于高能物理（HEP）計劃，后調整至加快器研發和生產（ARDAP）計劃。先進加快器實驗測試東西（FACET，2012年運行）為升級做準備，在2017—2019財年未對外開放。升級后的FACET-II通過用戶設施申請流程，在2020財年頭再次納進用戶設施清單。設施服役后將會從用戶設施清單中移除，如托卡馬克核聚變反應堆（Alcator C-Mod）。

發揮設施科技交際感化，國際競合中掌握主動權

科技交際代表國家通過科學連接世界的軟實力。嚴重設施作為科技活動的主要承載平臺，不僅在科機會，讓我父母明白，我真的想通了。而不是勉強微笑。”她對著蔡修笑了笑，神色平靜而堅定，沒有半點不情願。技交際中發揮著主家教要的牽引感化，同時也是執行國家/地區對外一起配合政策的關鍵節點。american積極推進嚴重設施開放共享，吸引了來自全球的優秀科學家，通過開展科技一起配合展現其科技年夜國的實力。但是，隨著科技創新戰略制高點的競爭日益加劇，american對華科技一起配合在其政策調整佈景下逐漸收緊。

DOE用戶設施為近100個國家和地區研討人員供給開放共享服務，每年約招待來自70多個國家和地區的用戶。在2015—2022財年間，其他國家/地區的應用頻次合計為76 977次（即對外服務），占其總服務約16%。具體而言，高機能計算設施、中子設施、納米科學研討設施的對外服務比例相舞蹈教室對較低；聚變動力、高能物理和核物理計劃設施對外服務比例相對較高（表1和交流圖2）。

中國、英國和意年夜利等國的研討人員是其重要用戶群體（圖2）。應用頻次總量位居第3—7位的國家均為七國集團（G7）成員，上述國家積極參與了DOE用戶設施的建設與升級，2023年G7峰會發布聯合公報中提出推進嚴重設施的數字化聯網與國際化應用，以FAIR為原則推進研討結果的開放共享。值得留意的是，隨著中美競合關系的不斷變化，中國應用DOE用戶設施的次數出現明顯降落。

推動設施遠程訪問服務才能，不斷優化服務形式

DOE用戶設施供給服務方法重要包含應用設施開展實驗研討和應用設施數據服務開展研討兩類。前者包含到訪應用、遠程應用、到訪/小樹屋遠程混雜應用3種情勢共享空間；后者供給數據應用服務的設施包含年夜氣輻射測量氣候研討設施（ARM）、聚變動力設施（NSTX-U、DIII-D、Alcator C-Mod）、綜合納米技術中間（CINT）和先進教學加快器實驗測試東西（FACET/FACET-II）。受新冠疫情影響，DOE用戶設施在2020年頭撤消或推遲了部門服務計劃，當年供給服務次數略有降落，到訪應用設施次數減少明顯（圖3）。隨后，DOE積極摸索遠程服務形式并進行相關技術研發以應對疫情沖擊。

近年來，DOE在瑜伽場地不斷晉陞服務才能的同時積極摸索服務新形式。2022年1月，DOE光源和中子7個用戶設施組建相關任務組，探討在研討人員無法到訪應用的情況下，設施治理機構若何通過創造遠程實驗環境保證研討人員正常開展科研任務，實現設施協同和用戶平安交互。全球新冠疫情殘虐倒逼設施服務形式轉型，對遠程服務、用戶交互技術、信息技術與標準化等提出更高請求。

重視分歧類型設施協同聯動，重塑設施創重生態

實驗觀測和模擬剖析獲得的數據是數智科研時代的“金礦”，以光源為代表的平臺型設施和科學數據基礎設施正積極響應新科研范式挑戰。在新冠疫情期間，研討人員應用直線加快器相關光源（LCLS）獲取新冠病毒結構數據，并借助american國家動力研討科學計算中間（NERSC）的先進算力和american動力科學網絡（ESnet）進行實時圖像剖析研討，加快新冠疫苗研發進程。2020年，5個光源設施的研發人員組建數據解決計劃任務組，構建和開發相關軟件、算法和網絡基礎設施，滿足一切光源設施從實施數據剖析到數據存儲存檔的個性需求。

DOE高度重視建設數據流連貫的嚴重設施科技創重生態系統，觸及科學數據、計算硬件、軟件、傳輸網絡、應用、平安等各方面。DOE于2020年啟動、2023年正式實施綜合研討基礎設施（IRI）計劃（圖4），將應用專用科學數據網絡，有用連接觀測和實驗國家用戶設施、先進計算設施、高機能數據設施等科技資源，加快尖端觀測技術手腕和高機能計算剖析才能的融會，并應用人工智能、數字孿生等新技術加快科學發現。

我國對DOE嚴重設施的應用需乞降挑戰

中國科研人員是DOE用戶設施的主要用戶群體

按用戶研討提案應用頻次統計，2015—2022財年，中國科研人員應用DOE用戶設施的次數為9 978次，占其對外服務的12.98%。中國科研人員重要是通過提交研討提案經DOE用戶設施審批后獲得應用資格，直接應用設施科學小樹屋數據開展研討的應用頻次僅為510次。2015—2019財年，應用情勢多為到訪應用。受新冠疫情影響，2020—2022財年多為遠程訪問（圖5）。從地區分布來看，我國30個省市的科研人員應用DOE用戶設施開展相關研討，具體呈現為北京（3 387次）、上海（1 656次）、安徽（1 490次）、湖北（653次）、甘肅（399次）科研人員的應用頻次相對較高。這與我國綜合性國家科學中間的布局高度契合。2016—2017年，國家發展和改造委員會、科學技術部聯合先后批復上海張江、安徽合肥、北京懷柔的綜合性國家科學中間建設計劃。《中華國民共和國國平易近經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》提出建設嚴重科技創新平臺，支撐北京、上海、粵港澳年夜灣區構成國際科技創新中間，支撐有條件的處所建設區域科技創新中間。成渝地區、武漢、西安先后獲批建設國家科技創新中間，此中西安同時獲批建設綜合性國家科學中間。

我國高校、科研院所、企業均在DOE用戶設施上開展過研討任務，應用頻次較多的機構如圖6所示。147所高校共應用6 304次；77家科研院所共應用    3 634次，此中中國科學院應用1 852次；中科分解油技術股份無限公司、騰訊量子實驗室、安進中國3家企業共應用10次。此中，北京高壓科學研討中間應用最多的設施為先進光子源（1 218次），占我國用戶應用該設施頻次比例為40.29%，重要用于研討新型鐵基超導體會議室出租、熱電資料、碳納米資料等的結構與機能。中國科學技術年夜學則較多應用連續電子束加快器設備（226次）、先進光子源（216次）和國家動力研討科學計算中間（166次），重要研討金屬玻璃、電阻開關器件、超導納米線、動力相關資料結構與機能等。北京年夜學應用國家動力研討科學計算中間（184次）相對較多，研討觸及鐵基超導體、磁約束聚變等離子體等；清華年夜學則較多應用先舞蹈教室進光源（86次），研討觸及石墨烯、拓撲絕緣體、高溫超導體等。中國科學院等離子物理研討所應用DIII-D國家聚變設施（262次）較多，與DIII-D裝置開展聯合物理實驗。

DOE用戶設施支撐我國科研人員獲得必定研討成效

我國研討人員通過應用DOE用戶設施，在獲得與國際高程度科研團隊交通一起配合的同時，獲得一批高程度科研結果，必定水平上促進了我國科技創新才能的晉陞。我國多個獲得國家級獎項的研討結果不僅應用了我國的國家嚴蔡修沖她搖頭。重設施，還借助DOE用戶設施進行補充研討。例如，中國科學院年夜連化學物理研討地點2015—2016財年應用上海光源、合肥同步輻射裝置和american先進光源開展二維原子晶體限域催化的理論研討，其地點團隊的研討任務“納米限域催化”于2020年榮獲國家天然科學獎一等獎。榮獲國家天然科學獎二等獎的“鐵基超導體電子結構的光電子能譜研討”應用了合肥同步輻射裝置、斯坦福同步輻射光源進行研討。

中國科學院上海應用物理研討所、中國科學技術年夜學的研討人員參與american布魯克海文實驗室主導教學的STAR國際實驗一起配合組，應用相對論重離子對撞機、國家動力研討科學計算中間開展實驗和計算，相關結果支撐了“重離子碰撞中的反物質探測與夸克物質的強子譜學與集體性質研討”，獲得了國家天然科學個人空間獎二等獎。清華年夜學、中國科學院近代物理研討所等其他9家機構是STAR國際一起配合組成員。此外，我國多位中國科學院院士及國家天然科學獎獲得者在相對論重離子對撞機、斯坦福同步輻射光源、先進光子源、先進光源等DOE用戶設施開展過研討。

我國應用DOE用戶設施資格呈現被收緊趨勢

由于新冠疫情的影響，DOE用戶設施的服務才能在2020財年有所降落。但隨后通過敏捷調整設施服務戰略，如遠程訪問和虛擬交互，進步了服務才能和效力。2021會議室出租財年整體已恢復至正常程度，此中遠程應用占比約為66%；2022財年設施服務才能明顯增強，服務次數較2021財年晉陞約16%，遠程應用占比降落至54%。而我國在2017—2019財年應用DOE設施次數較多，而近3年應用次數顯著減少（圖7）。2018財年，我國應用DOE用戶設施的頻次為1 813次，占其對外服務17%；2022財年，我國應用DOE設施950次，占比僅為9.53%。降幅最年夜的是先進光子源，近3年占其對外服務比例由2017—2019財年的約40%降至約17%。

非american用戶應用DOE用戶設施前，需接收進一個步驟的平安和許可審查，判斷其研討中的相關技術能否需求american出口管束許可。近年來，american商務部工業平安局陸續將我國多家企業及科研機構列進管束實體清單，在必定水平上影響其應用DOE用戶設施。例如，北京航空航天年夜學、東南工業年夜學、電子科技年夜學、四川年夜學、中國工程物理研討院5家研討機構于2015年前被列進管控實體清單，2015—2022財年共獲得21次DOE用戶設施應用資格。北京高壓科學研討中間等多家機構于2020年進進實體清單，導致其2022財年獲得的應用資格次數較2018財年年夜幅減少。特別是北京高壓科學研討中間，其應用頻次由2018財年的469次降為0次，近2年都未獲得應用資格。2023年，american國會參議院情報委員會推進DOE研討平安辦法立法，將請求審查來自敏感國家的DOE國家實驗室訪問人員，或將持續影響我國科研用戶應用DOE用戶設施。

我國應用DOE科學數據基礎設施資格受限

american將高機能計算、人工智能、量子信息等作為其國家戰略，將我國視為主要競爭對手。2015—2022財年，我國科研人員應用DOE科學數據基礎設施的頻次遠低于其他國家。在此期間，我國應用阿貢高機能計算設施46次，遠低于英國（236次）瑜伽教室和瑞士（166次）；應用橡樹嶺高機能計算設施44眾人頓時齊聲往大門口走去，伸長脖子就看到了迎親隊伍的新郎官，卻看到了一支只能用寒酸兩個字瑜伽教室來形容的迎親隊伍。次，遠低于英國（211次）和德國（154次）；應用國家動力研討科學計算中間次數相對較多，但仍低于英國。同時，我國在整個數據剖析階段未獲得過ESnet應用資格，但印度、韓國、瑞士、丹麥等9個國家應用過該設施。該高機能科學數據網絡設施焦點服務是供給國際科學數據通訊，通過與其他設施協同一起配合使得DOE研討人員及其國際一起配合者高效應用人工智私密空間能、高辨別率儀器圖像、長期科學研討等產生的海量數據。

2022年10月，american商務部將某些先進的高機能計算機芯片和含有此類芯片的計算機商品納進其商業出口管束清單，并限制國家超級計算長沙中間等28家實體獲得其高機能計算技術和服務。2023年2月，american商務部又將無錫國家并行計算機工程技術研討中間、無錫高級技術研討院等多個機構參加實體清單。今后，我國應用DOE高機能計算設施能夠將進一個步驟遭到限制。

我國嚴重設施開放服務存在的缺乏

平臺型設施支撐才能相對缺乏

我國嚴重設施建設起步于20世紀60年月，但整體來看，建設進程相對較慢，與國際發達國家比擬支撐才能仍存在不小差距。2015年前，我國僅有3個平臺型設施處于運行狀態（表2），高能同步輻射光源、合肥先進光源和硬X射線不受拘束電子激光裝置仍在建設。“十二五”以來，我國加速了嚴重設施的布局速率，但實際支撐才能缺乏。以平臺型設施為例，與發達國家比擬，我國在實驗才能布局方面存在較年夜差距。今朝，我國3個同步輻射光源共運行約60個實驗站，實驗站數量僅為japan(日本)（約180個）的1/3，不到american（約200個）教學的1/3。今后我國嚴重設施需求維持高速穩定的設施建設和才能晉陞的發展態勢，以縮小和發達國家在科技基礎支撐才能方面的差距。

遠程服務對進步嚴重設施應用率、擴年夜開放共享和下降本錢等方面發揮著主要感化，服務形式的轉型是必定發展趨勢。但是，除數量外，我國平臺型設施支撐服務用戶的方法單一，可供給遠程服務的設施和實驗站數量均相對較少。北京同步輻射裝置真空紫外光譜實驗站、小角散射實驗站和高壓實驗站可實現用戶遠程實驗形式。上海光源生物年夜分子晶體學實驗站2021年應用自立研發的機械手、數據采集系統等實現遠程實驗開放。

科學數據創重生態亟待完美

自20世紀80年月起，我國鼎力推動科學數據共享與數據基礎設施建設教學場地。截至2023年12月，我國已按學科領域安排，建設了高能物理、空間科學等20個國家科學數據中間及14個國家超級計算中間。我國在科學數據資源建設方面已經獲得必定結果，但在建設中相對側重網絡、算力等設施“硬”條件建設，對科研數據、知識庫等科學數據的“軟”內容建設重視和支撐缺乏，與american科學數據基礎設施布局和才能建設比擬仍有較年夜差距。整體上，科學數據產生、傳輸、存儲和計算才能割裂，未能營造融通數據生態，科學數據的價值未能被充足發掘，影響科學發現效力。

具體來看，嚴重設施科學數據治理尚處于起步階段，今朝仍未構成統一共享空間的科學數據標準，難以實現數據高效匯聚共享。國家科學數據中間當前依舊存在各自為政、條塊朋分現象，尚逗留在科學數據匯交階段，在綜合管理與應用、滿足FAIR原則、共享等方面仍有較年夜的發展空間。我國當前的網絡信息環境和條件無限，尚不克不及滿足海量科學數據傳輸需求，用于科學數據存儲、數據剖析發掘的軟硬件設備仍受制于發達國家。國家超級計算中間多采用國外系統架構和應用軟件，軟件開發才能較弱，且應用場景不完美，多集中于氣象氣候、石油勘察、宇宙模擬等傳統領域，對數據密集型科學研討支撐才能較弱。2023年10月，我國成立國家數據局統籌推進數字基礎設施布局，有助于買通我國科學數據鏈路，完美數據管理體系。

思慮與啟示

科技基礎才能是國家綜合科技實力的主要體現，是實現高程度科技自立自強的戰略支撐。作為科技基礎才能建設的主要組成部門，我國高度重視嚴重設施的建設與開放共享，以期在新一輪科技反動和產業變革中占據先機、贏得主動。嚴重設施的高程度建設和運行，不僅可為前沿科學研討摸索、解決關系國計平易近生和國家戰略平安等關鍵焦點問題供給主要支撐，還可匯聚培養高端人才，彰顯國家科技創新實力。今朝，我國嚴重設施發展獲得長足進步，但對標科技強國、教導強國建設仍有不小差距，急需加速建設進度，晉陞服務效能。基于上述研討剖析，提出3點建議，以期為會議室出租我國嚴重設施建設布局與開放共享供給參考。

不斷晉陞嚴重設施綜合機能和服務效能，支撐科技強國建設。推進嚴舞蹈場地重設施布局建設對我國教學實現共享空間高程度科技自立自強具有嚴重戰略意義。2022年5月，america舞蹈場地n國會參議院情報委員會召開了“對american國家平安的威脅：反制中國的經濟和技術計劃”公開聽證會，擬修正“基礎研討”的定義，并提出當基礎研討發展一旦達到管束技術的程度和類型，應與受控技術進行同樣的管控。若該計劃執行，我國有能夠無法再應用DOE用戶設施，將對我國科研活動產生必定影響。同時，為獲得american設施應用資格，我國用瑜伽教室戶需將研討項目提案提交給對方進行評審，存在必定水平的科技平安風險。是以，建議充足評估未來我國用戶應用嚴重設施的需求，公道規劃嚴重設施布局，并在保證嚴重設施高質量和高程度的條件下，適當加速建設進度，從科學目標出發不斷晉陞設施的才能程度和先進性，適應我國高質量科技發展的需求。

加快嚴重設施的數據融會、應用和共享生態建設。傑出的科學數據生態環境是驅動嚴重科學發現和主要技術衝破的新引擎。建議根據科研發展需求，安排新的科學數據基礎設施，統籌考慮嚴重設施建設過程中“軟環境”和“硬條件”的協同布局與治理，進一個步驟推進人工智能、機器學習、深度學習等技術的應用，以實現我國嚴重設施和國家科學數據中間的互聯互通，加快打破科學數據壁壘，實現跨域融會。可考慮將科學數據基礎設施納進國家嚴重設施治理體系，針對其建設、應用及治理特點，制訂相應的申報、評審和治理規則。進一個步驟晉陞我國國家高機能計算設施的軟件研發和應用才能，構建貫通科學數據從產生到價值發掘、應用的全性命周期科研生態環境，積極推進嚴重設施數智化轉型，支撐數據密集型科研范式的轉變。

晉陞嚴重設施國際化潛力，加強高程度一起配合與交通。今朝，我國采用國際一起配合方法建設的設施數量相對較少，所累積的國際用戶群體規模也相對較小。年夜部門國際一起配合逗留在普通性的交通一起配合上，缺乏實質性的國際資金、技術和科技人力資源投進。受國際形勢影響，american已減少或許限制我國用戶應用其嚴重設施開展科學研討的機會，未來我國國際科技一起配合將面臨加倍嚴峻的挑戰。建議嚴重科技基礎設施布局充足考慮國際化潛力，發揮科技交際優勢，積極謀求依托設施牽頭發起國際年夜科學計劃和年夜科學工程；同時進一個步驟拓展我國科研用戶應用歐洲、亞洲等國家嚴重設施的渠道，如歐洲X射線不受拘束電子激光、歐洲同步輻射光源等；加強嚴重設施與國內內科研機構、企業的深度一起配合，重視潛在用戶的培養，進一個步驟拓展國際用戶群體，持續晉陞設施開放共享服務才能。

（作者：董璐、李宜展、王學昭、李澤霞，中國科學院文獻情報中間 中國科學院年夜學經濟與治理學院信息資源治理系；李云龍，中國科學院前1對1教學沿科學與教導局。《中國科學院院刊》供稿）