3月22日,《光明日?qǐng)?bào)》客戶(hù)端以《浙工大:十年磨一劍突破量子測(cè)量技術(shù)》為主題,報(bào)道浙江工業(yè)大學(xué)理學(xué)院浙江省量子精密測(cè)量重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)的科研事跡。據(jù)悉,該實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)以量子精密測(cè)量技術(shù)為研究方向,致力于突破技術(shù)瓶頸,建立完整的理論研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)、儀器研制、應(yīng)用示范體系,為國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展服務(wù)。
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全文如下:
浙工大:十年磨一劍突破量子測(cè)量技術(shù)
在浙江工業(yè)大學(xué)理學(xué)樓的地下空間,隱藏著一個(gè)實(shí)驗(yàn)室——浙江省量子精密測(cè)量重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,它以量子精密測(cè)量技術(shù)為研究方向,致力于突破技術(shù)瓶頸,建立完整的理論研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)、儀器研制、應(yīng)用示范體系,為國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展服務(wù)。
精密測(cè)量是科學(xué)研究的基礎(chǔ)。伴隨現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)的發(fā)展,測(cè)量精度不斷提升,或?qū)?lái)人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然的突破。
浙江省量子精密測(cè)量重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室組建于2014年,2019年6月經(jīng)浙江省科技廳批準(zhǔn)建設(shè)省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。“實(shí)驗(yàn)室成立之初,我們就選定量子精密測(cè)量作為實(shí)驗(yàn)室的主攻方向?!睂?shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人林強(qiáng)說(shuō),“以自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的量子精密測(cè)量技術(shù)研究和測(cè)量?jī)x器的開(kāi)發(fā)及產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化為重心,形成立足浙江、輻射全國(guó)的量子精密測(cè)量技術(shù)的研究與應(yīng)用中心?!?/p>
2014年林強(qiáng)在浙工大開(kāi)始組建團(tuán)隊(duì)、建設(shè)實(shí)驗(yàn)室,繼續(xù)鉆研量子精密測(cè)量技術(shù)?!皩W(xué)校一時(shí)間找不到合適的科研場(chǎng)地,就把理學(xué)樓的地下車(chē)庫(kù)給了團(tuán)隊(duì)。”理學(xué)院副院長(zhǎng)王肖隆回憶說(shuō),“當(dāng)時(shí)我們花了一年時(shí)間,把地下車(chē)庫(kù)改成實(shí)驗(yàn)空間,里面還隔出了兩間無(wú)塵實(shí)驗(yàn)室?!?/p>
實(shí)驗(yàn)室的落成吸引了一批優(yōu)秀科研人才加入量子精密測(cè)量技術(shù)的研究。十年里,量子精密測(cè)量團(tuán)隊(duì)在微型超高真空腔體、超穩(wěn)激光及光路、集成化電子控制等核心技術(shù)上實(shí)現(xiàn)突破,創(chuàng)新性地研制出多代原子重力儀,并在應(yīng)用方面大膽創(chuàng)新。2021年實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)首次基于原子重力儀海洋測(cè)網(wǎng)測(cè)量;2022年實(shí)現(xiàn)世界首次基于原子重力儀遠(yuǎn)洋絕對(duì)重力測(cè)量實(shí)驗(yàn);2023年實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)首次基于原子重力儀在城市地下空間探測(cè)試驗(yàn),以及基于團(tuán)隊(duì)自研原子磁力儀實(shí)現(xiàn)全國(guó)無(wú)人機(jī)航磁系統(tǒng)研制與應(yīng)用;2024年開(kāi)展了原子重力儀地震臺(tái)站流動(dòng)觀(guān)測(cè)研究,助力地震預(yù)測(cè)和預(yù)警工作……
在一份近日認(rèn)定的浙江省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室名單中,浙江省量子精密測(cè)量重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室赫然在列。如今,實(shí)驗(yàn)室在量子精密測(cè)量理論研究、技術(shù)創(chuàng)新,以及儀器的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用,并用新的理論指導(dǎo)研制更高精度、更高性能的儀器,將高精尖技術(shù)真正地服務(wù)于國(guó)計(jì)民生。
所謂“精密”,通俗地說(shuō),就是對(duì)某一物理量測(cè)得非常準(zhǔn)確。量子測(cè)量就是通過(guò)獲取重力場(chǎng)細(xì)微變化的物理參數(shù),得到精確的重力場(chǎng)數(shù)據(jù),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)地球深層結(jié)構(gòu)的科學(xué)推斷,比如發(fā)現(xiàn)地下礦產(chǎn)資源、水資源,預(yù)報(bào)地震活動(dòng)。
一直以來(lái),由于我國(guó)重力場(chǎng)精密測(cè)量?jī)x器市場(chǎng)被美國(guó)的光學(xué)干涉式重力儀所壟斷,嚴(yán)重影響了我國(guó)自主掌握重力場(chǎng)信息關(guān)鍵戰(zhàn)略資源的進(jìn)程。為此,給新一代量子重力儀貼上“中國(guó)制造”的標(biāo)簽成為了量子精密測(cè)量團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)。
由于實(shí)驗(yàn)室位于杭州地鐵3號(hào)線(xiàn)附近,團(tuán)隊(duì)成員翁堪興說(shuō):“原子重力儀在測(cè)量過(guò)程中容易受到地鐵所引起振動(dòng)的影響,為了避免地鐵對(duì)測(cè)量的影響,大家都是在凌晨開(kāi)展測(cè)試來(lái)確保試驗(yàn)有效性,大家十分珍惜這僅有的幾個(gè)小時(shí)地鐵停運(yùn)時(shí)間?!?/p>
團(tuán)隊(duì)自研儀器測(cè)試需要在安靜的環(huán)境中進(jìn)行,團(tuán)隊(duì)成員就在白天做研究,晚上做試驗(yàn),辦公室和實(shí)驗(yàn)室的燈常常亮到深夜,有時(shí)甚至是整個(gè)通宵。由于實(shí)驗(yàn)室位于杭州地鐵3號(hào)線(xiàn)附近,團(tuán)隊(duì)成員翁堪興說(shuō):“原子重力儀在測(cè)量過(guò)程中容易受到地鐵所引起振動(dòng)的影響,為了避免地鐵對(duì)測(cè)量的影響,大家都是在凌晨開(kāi)展測(cè)試來(lái)確保試驗(yàn)有效性,大家十分珍惜這僅有的幾個(gè)小時(shí)地鐵停運(yùn)時(shí)間?!?/p>
面對(duì)國(guó)外技術(shù)封鎖、國(guó)內(nèi)發(fā)展不足的劣勢(shì),林強(qiáng)團(tuán)隊(duì)十年磨一劍,突出重圍,實(shí)現(xiàn)了這項(xiàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的自主化。其中,“基于冷原子干涉的重力精密測(cè)量技術(shù)應(yīng)用”成果在2021年獲得浙江省技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng),實(shí)現(xiàn)了我國(guó)在該領(lǐng)域的技術(shù)突破。實(shí)驗(yàn)室研制的ZAG系列高精度量子絕對(duì)重力儀性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,是我國(guó)首臺(tái)參加國(guó)際絕對(duì)重力儀關(guān)鍵比對(duì)的量子精密重力場(chǎng)測(cè)量?jī)x器。
目前,實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)匯集不同學(xué)科背景的專(zhuān)業(yè)科研人員幾十名,碩士、博士研究生百余名。實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金儀器項(xiàng)目、國(guó)防項(xiàng)目等國(guó)家級(jí)項(xiàng)目20余項(xiàng)。實(shí)驗(yàn)室曾獲得浙江省技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、中國(guó)產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新成果獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)等科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)。實(shí)驗(yàn)室積極拓展校內(nèi)外資源推進(jìn)精密測(cè)量?jī)x器產(chǎn)業(yè)化,已初步形成量子精密測(cè)量?jī)x器理論研究、儀器開(kāi)發(fā)、應(yīng)用推廣的完整產(chǎn)業(yè)鏈條。
“我們的目標(biāo)是串聯(lián)起量子精密測(cè)量技術(shù)從理論研究,到技術(shù)開(kāi)發(fā),再到儀器的研制余應(yīng)用的完整產(chǎn)業(yè)鏈條?!弊鳛榭萍脊ぷ髡?,林強(qiáng)堅(jiān)信基礎(chǔ)研究是建設(shè)科技強(qiáng)國(guó)的重要“底牌”。
(通訊員 余明月 葛媛 麻詩(shī)驛 光明日?qǐng)?bào) 全媒體記者 陸健)

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