前言

今年电影院春节档，最火的莫过于《流浪地球2》，目前仅上映13天，总票房就突破了30亿，被众多观众评价为“目前最好的中国科幻电影”。

电影中，在空间站和地球之间反复穿梭的太空电梯、拥有超强算力和自我意识的智能量子计算机、参与运货和救援的机械动力外骨骼系统、能推动地球的重核聚变行星发动机等等，都让观众大为震撼，直呼“过瘾”！而更让人惊叹的是，这些科幻到极致的黑科技，竟然真的可以实现，甚至有一部分已经在投入使用。

中核集团等央企：“你们尽管想象，我们负责实现！”

科幻与现实的距离到底有多远？根据相关领域专家解读，近年来国内科技实力的不断增强，我们离电影中的黑科技已越来越近。也正因如此，《流浪地球2》才有足够的底气将这些硬核的科幻元素呈现给观众。

01 

重核聚变行星发动机：推着地球去旅行

影片中，最吸引眼球的硬科技之一就是重核聚变行星发动机。为了拯救地球，人类计划给地球安装上万座巨大的行星发动机，推动地球离开太阳系，这些发动机的高度比珠穆朗玛峰还高2.2公里，单台发动机能提供150亿吨的推力。

行星发动机点火后，产生的推力推动地球离开太阳系

这一计划听起来似乎完全不切实际，但是根据专家解读，“利用这一能量推动地球，原理上是说得通的。”

不过，要实现重核聚变绝非易事，因此，目前各国广泛研究的可控核聚变均采用轻核聚变。

据中核集团介绍，我国早在1983年便提出了“热中子反应堆——快中子增殖堆——受控核聚变堆”的核能三步走发展战略。

在热堆领域，我国自主研发的三代核电技术华龙一号示范工程正在按计划节点有序开展；在聚变堆领域，中核集团的中国环流器二号A（HL—2A）装置正在承担国际热核聚变实验堆（ITER）计划相关的前沿物理问题与关键技术的科研任务，并实现了多个突破。

由中核集团牵头研发的中国新一代“人造太阳”装置（HL-2M）在2022年实现等离子体电流突破100万安培（1兆安），创造了中国可控核聚变装置运行新纪录，标志着我国核聚变研发距离聚变点火迈进重要一步，跻身国际第一方阵。

人造太阳托卡马克装置HL-2M，由于它能够像太阳一样，产生大规模核聚变反应，因此被称为“人造太阳”

一位业内研究员表示：“现在让聚变能推动星球旅行可能为时尚早，但点亮一盏灯大有希望。”

02 

太空电梯：本世纪有望成真

电影里，2044年的人们，去太空已经不再借助于火箭，而是直接乘坐太空电梯。太空电梯借助连接于地球表面和太空空间站之间的绳索，便可以每小时数百公里的速度驶向太空。

太空电梯的概念，其实早在一百多年前就被提出。俄国科学家、航天之父齐奥尔科夫斯基在1895年见到埃菲尔铁塔后，提出了这一设想。2003年，在美国圣达菲召开的国际太空电梯研讨会上，俄罗斯、美国等国家的70多位科学家和工程师对太空电梯进行了深入讨论，最终与会专家一致认为太空电梯有望在21世纪内变成现实。

加拿大凡尼尔学院物理学教授史蒂芬·科恩十几年来一直从事相关研究，他在近日的采访中介绍道，与当前使用的火箭相比，太空电梯有若干优点。

例如火箭发射需要携带大量燃料，而太空电梯以太阳能为能源，执行太空任务的成本将大幅下降；对于航天员而言，太空电梯也将比一次次火箭发射更加安全。

近年来，多国科学家和工程师已经开始了太空电梯的研发。中国也正计划打造太空电梯，预计时速最高可达200公里。

对于这一项目来说，首先要实现的是：建立长达3.6万公里长的碳纳米管（地球同步轨道与地面距离3.6万公里）。据电巢了解，碳纳米管的强度可达到钢的100-200倍，密度却只有钢的六分之一，是制造太空电梯索道的关键材料。

目前中国已经实现了碳纳米管技术的突破，制造上已没问题，但是，由于该材料的结构特殊性，其生产长度仍停留在1米以内，要制造3.6万公里长，其成本则非常巨大难以估量。

太空电梯的建造成本和技术挑战仍然非常巨大，并非一国之力可实现，科学家科恩表示他并不能预测何时能成为现实，单纯从技术角度，可能需要二三十年，但若要全球各国政府和企业共同努力，这可能比建造技术本身的挑战更大。

03 

量子计算机：人类的终极计算能力

除了太空电梯和行星发动机外，贯穿整个电影、被猜测为控制全场的终极大boss——550W量子计算机（它自称为“MOSS”），让观众印象极为深刻。

它拥有超强的算力，负责处理“流浪地球”计划中及其复杂的数据运算、调度全球计算资源、实现“数字生命”等任务，还能自我迭代拥有自我意识。

经过自我迭代，MOSS可与人类交流自如

而我们能在现实中见到“MOSS”的那一天，或许并不遥远。据一位国内量子计算领域知名学者表示，距离电影中所展示的应用走进现实，可能只需要10年到15年左右的时间。

众所周知，量子计算机早已是各国争相抢占的赛道，中国近几年来也开始加速布局量子计算。

2018年，中科大潘建伟、朱晓波团队实现了12个超导量子比特的纠缠，并在超导量子处理器上实现了快速求解线性方程组的量子算法。

2020年9月，国内首个超导量子计算机“本源悟源”在合肥正式上线，搭载6比特超导量子处理器夸父KF C6-130，面向全球用户提供真实的量子计算云服务，也是中国国内率先实现工程化的量子计算机，由合肥本源量子自主研发。

同年12月，潘建伟团队成功构建76个光子的量子计算原型机“九章”，主要用于数学求解，求解数学算法高斯玻色取样只需200秒，而当时世界最快的超级计算机要用6亿年，这一突破使中国成为全球第二个实现“量子优越性”的国家。

2021年10月，超导量子计算机祖冲之二号面世，中国在“量子计算优越性”上实现又一个里程碑式的成果。

就在最近，我国量子计算机研究领域又传来好消息：1月31日，中国第一条量子芯片生产线首次向公众亮相。

该产线目前正在进行最新量子计算机“悟空”的调试，预计今年面世

这条产线2022年1月投入运营，在这一年的时间里，陆续导入24台量子芯片生产相关的工艺设备，孵化出了3套自研的量子芯片专用设备，生产了1500多个批次流片试制的产品，交付了多个批次的量子芯片以及量子放大器等产品。

本源量子创始人、首席科学家郭国平表示，接下来的3-5年内，量子计算将发挥加速器价值，大幅降低计算时间和成本，在人类实际生产生活中产生看得见的效益。

04 

外骨骼机器人：穿上就变机甲战士

在运货、救援等场景中多次亮相的“外骨骼机器人”，来自中国企业傲鲨智能的赞助。现实中，外骨骼机器人也已经开始实现商业化，在汽车、航空、电力、矿山、银行、建筑等场景中落地。

穿上这幅盔甲，人人都可以成为力大无比的“机甲战士”

外骨骼机器人技术融合传感、控制、信息、融合、移动计算等于一体，在实际生活中，可运用在康复理疗、助力行走等方面，帮助行动不便的老年人或残疾人自主独立行走。

北京冬残奥会时，还有残疾人火炬手分别借助上肢和下肢助力外骨骼进行了火炬传递。这一技术将造福更多C端用户，此前曾有行业媒体预计，2025年中国外骨骼机器人行业市场规模将达到105亿元，期间年复合增长率为98.5%。

总  结

《流浪地球2》将中国科幻电影推向世界，让我们看到中国科幻电影的潜力，而它的成功离不开我国工业和科技力量的崛起。导演郭帆在采访中说道：“其实拍摄过程中一直都在担心，生怕我们创作的黑科技不够超前，想象赶不上现实。”

刘慈欣也表示：“如果是30年前，《流浪地球2》是拍不成的，因为投资人会认为不可信，中国怎么会有宇宙飞船、太空电梯呢？但是现在就没有这种感觉……中国的飞速发展、现代化进程，深刻推动着电影工业的突破和跨越。”

不得不说，中国近年来在科技领域取得的巨大进步，为国内科幻电影提供了肥沃的土壤，那些原本需要CG特效的场景，或许今后都将是中国制造。

参考资料：

中国核工业集团有限公司知乎回答:

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

环球网：《加拿大太空电梯专家：目前人类成为太空居民的最好选择就是它！》

封面新闻：《科技圆桌派丨《流浪地球2》成黑科技预告片？“大boss”早已现身》