◎ 文/王 艷 傅雙橋
目前我國(guó)量子技術(shù)的研發(fā),主要集中在量子測(cè)量、量子計(jì)算、量子通訊三大領(lǐng)域。量子科技在提升測(cè)量精度、提高運(yùn)算速度等方面不斷突破傳統(tǒng)技術(shù)的瓶頸,成為信息、能源、材料和生命等領(lǐng)域重大技術(shù)創(chuàng)新的源泉,為保障國(guó)家安全和支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展提供了核心戰(zhàn)略力量。
作為測(cè)量載體的新興精密測(cè)量技術(shù),量子精密測(cè)量是利用微觀物質(zhì)的量子效應(yīng),綜合量子物理基礎(chǔ)、精密測(cè)量理論、光電檢測(cè)技術(shù)、信息科學(xué)等諸多領(lǐng)域的交叉學(xué)科?;诹孔泳軠y(cè)量技術(shù),冷原子干涉型絕對(duì)重力儀是一種利用微觀物質(zhì)的量子特性,實(shí)現(xiàn)重力場(chǎng)測(cè)量的新型精密儀器,在地質(zhì)勘探、海洋工程、地球科學(xué)、國(guó)防安全等應(yīng)用領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
針對(duì)這一重要技術(shù)領(lǐng)域,浙江工業(yè)大學(xué)理學(xué)院林強(qiáng)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)自然資源航空物探遙感中心、浙江大學(xué)、杭州微伽科技有限公司等單位,在冷原子物理和量子精密測(cè)量領(lǐng)域開(kāi)展了大量研究工作,實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)重要技術(shù)突破。協(xié)同研發(fā)的冷原子干涉絕對(duì)重力儀突破國(guó)外技術(shù)和市場(chǎng)壟斷、填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)空白的新型精密儀器,是我國(guó)首臺(tái)參加國(guó)際絕對(duì)重力儀關(guān)鍵比對(duì)的量子精密測(cè)量?jī)x器,并在國(guó)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了量子重力儀的實(shí)際部署應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化。
深耕科研領(lǐng)域多年,浙江工業(yè)大學(xué)理學(xué)院林強(qiáng)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)已具有深厚的研究基礎(chǔ)。團(tuán)隊(duì)研制的基于冷原子干涉技術(shù)的一系列高精度量子絕對(duì)重力儀產(chǎn)品及其配套技術(shù),現(xiàn)已應(yīng)用于光電儀器行業(yè)、航海儀器行業(yè)、精密儀器行業(yè)等多家企事業(yè)單位,取得了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。近年來(lái),團(tuán)隊(duì)承擔(dān)了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金重大科學(xué)儀器研制項(xiàng)目等多項(xiàng)國(guó)家級(jí)重大研究項(xiàng)目,在冷原子物理和量子精密測(cè)量領(lǐng)域做出了積極工作和重要貢獻(xiàn)。
長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)重力場(chǎng)精密測(cè)量?jī)x器市場(chǎng)被美國(guó)光學(xué)干涉式絕對(duì)重力儀壟斷,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。完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代量子重力儀的問(wèn)世,將扭轉(zhuǎn)我國(guó)在這一高新技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)被“卡脖子”的現(xiàn)狀。
2006年10月,浙江工業(yè)大學(xué)理學(xué)院林強(qiáng)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展了冷原子絕對(duì)重力儀和重力梯度儀研究。在國(guó)家863、973計(jì)劃及國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的支持下,先后研制了第一代(原理驗(yàn)證和實(shí)驗(yàn)室樣機(jī))、第二代(可移動(dòng)式量子重力儀)、第三代(小型化量子絕對(duì)重力儀)等系列產(chǎn)品,不僅實(shí)現(xiàn)了我國(guó)在該領(lǐng)域的技術(shù)“突圍”,而且實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品從無(wú)到優(yōu)的歷史跨越。
科技成果是國(guó)家科技創(chuàng)新的重要推動(dòng)力量,也是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵競(jìng)爭(zhēng)力??萍汲晒D(zhuǎn)化是實(shí)現(xiàn)科學(xué)到技術(shù)、從技術(shù)到產(chǎn)品,保障經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的“關(guān)鍵環(huán)節(jié)”。近年來(lái),研究團(tuán)隊(duì)與杭州博源光電科技有限公司、杭州微伽科技有限公司等緊密合作,大力推進(jìn)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化工作,并積極與浙江省地震局、川滇國(guó)家地震預(yù)報(bào)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)等用戶對(duì)接,滿足實(shí)際應(yīng)用需求,取得了顯著成效。
一分耕耘,一分收獲。2016年,中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院在亞太計(jì)量規(guī)劃組織(APMP)框架下主辦“第一屆亞太區(qū)域絕對(duì)重力儀關(guān)鍵比對(duì)”,這是我國(guó)境內(nèi)第一次主辦國(guó)際絕對(duì)重力儀關(guān)鍵比對(duì)。研究團(tuán)隊(duì)攜其與浙江大學(xué)聯(lián)合研發(fā)的“可移動(dòng)式冷原子干涉重力儀”參加該次比對(duì)。作為該次國(guó)際比對(duì)中唯一一臺(tái)采用量子精密測(cè)量技術(shù)研制的新型絕對(duì)重力儀,也是我國(guó)第一臺(tái)走出實(shí)驗(yàn)室,參加國(guó)際比對(duì)的冷原子干涉重力儀,這臺(tái)冷原子干涉重力儀在比對(duì)中取得了良好的比對(duì)結(jié)果,性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
2019年,研究團(tuán)隊(duì)攜研制的冷原子干涉絕對(duì)重力儀先后赴湖州市地震臺(tái)、中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七○七研究所、四川地震局等單位,實(shí)施絕對(duì)重力監(jiān)測(cè)和標(biāo)定工作。這是我國(guó)國(guó)內(nèi)首次應(yīng)用量子精密測(cè)量?jī)x器進(jìn)行的絕對(duì)重力場(chǎng)標(biāo)定服務(wù)。
2020年,團(tuán)隊(duì)和微伽科技聯(lián)合研制的冷原子干涉絕對(duì)重力儀在中國(guó)科學(xué)院精密測(cè)量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院儀器設(shè)備采購(gòu)項(xiàng)目第五包公開(kāi)招標(biāo)中中標(biāo),為推動(dòng)我國(guó)量子精密測(cè)量?jī)x器在國(guó)產(chǎn)化方面邁出了重要一步。
在建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的過(guò)程中,產(chǎn)學(xué)研合作教育是高校履行社會(huì)職責(zé)、貫徹黨的教育方針、全面實(shí)施素質(zhì)教育、培養(yǎng)創(chuàng)新人才諸多模式中影響最深遠(yuǎn)、效果最明顯的一種模式。高校著眼于知識(shí)創(chuàng)新和人才培養(yǎng),是科技產(chǎn)業(yè)化的源頭。企業(yè)是科技成果的需求方和轉(zhuǎn)化方,是科技成果轉(zhuǎn)化的主要推動(dòng)力量,加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作是打通創(chuàng)新鏈條、促進(jìn)創(chuàng)新發(fā)展的重要支撐。
作為浙江省屬重點(diǎn)大學(xué),浙江工業(yè)大學(xué)2009年列入省部共建高校,2015年入選浙江省首批“省重點(diǎn)建設(shè)高校”,目前已發(fā)展成為國(guó)內(nèi)有一定影響力的綜合性的教學(xué)研究型大學(xué),綜合實(shí)力穩(wěn)居全國(guó)高校百?gòu)?qiáng)行列。理學(xué)院注重發(fā)揮高校在人才培養(yǎng)方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),形成了緊密結(jié)合科學(xué)研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)實(shí)踐,直接面向精密儀器行業(yè)需求的人才培養(yǎng)模式,培養(yǎng)碩士研究生、博士研究生近百人,持續(xù)為省內(nèi)外光學(xué)、光電、精儀、遙感等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)提供人才支持,并為量子精密測(cè)量?jī)x器的產(chǎn)業(yè)化、商品化建立了可持續(xù)發(fā)展的人才梯隊(duì)。
為服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展,滿足國(guó)家重大戰(zhàn)略需求,促進(jìn)高校、科研院所、企業(yè)和應(yīng)用部門(mén)在人才培養(yǎng)、平臺(tái)建設(shè)、科學(xué)研究等方面實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新,由浙江工業(yè)大學(xué)牽頭,理學(xué)院林強(qiáng)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)聯(lián)合多家研發(fā)和應(yīng)用單位組建了“浙江省量子精密測(cè)量協(xié)同創(chuàng)新中心”。作為覆蓋新一代量子精密測(cè)量?jī)x器研制、生產(chǎn)、應(yīng)用全產(chǎn)業(yè)鏈條的合作平臺(tái),中心根據(jù)量子精密測(cè)量技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和儀器產(chǎn)品市場(chǎng)現(xiàn)狀,建立和完善服務(wù)于量子精密測(cè)量?jī)x器產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)學(xué)研合作機(jī)制,取得了良好的合作效果。各合作單位聯(lián)合申報(bào)多項(xiàng)國(guó)家級(jí)、省部級(jí)科技獎(jiǎng)項(xiàng),多個(gè)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)落地實(shí)施。
據(jù)林強(qiáng)介紹,以浙江工業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)量子理論和技術(shù)研究為基礎(chǔ),結(jié)合中國(guó)自然資源航空物探遙感中心根據(jù)實(shí)際測(cè)量應(yīng)用需求實(shí)施的測(cè)量平臺(tái)研究,形成了實(shí)驗(yàn)室儀器樣機(jī)和工程儀器樣機(jī)。杭州微伽科技有限公司作為主要產(chǎn)業(yè)化實(shí)施單位,發(fā)揮工程化、產(chǎn)品化經(jīng)驗(yàn)豐富的優(yōu)勢(shì),對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)化,開(kāi)展試產(chǎn)和生產(chǎn)、銷(xiāo)售活動(dòng)。在工程化和產(chǎn)品化過(guò)程中,杭州微伽科技有限公司將用戶需求和意見(jiàn)反饋給基礎(chǔ)研究單位,進(jìn)一步優(yōu)化儀器性能指標(biāo)和產(chǎn)品設(shè)計(jì),形成“需求—研發(fā)—產(chǎn)品”的完整閉環(huán)鏈條。
千里之行,始于足下。近年來(lái),浙江省量子精密測(cè)量協(xié)同創(chuàng)新中心聯(lián)合省內(nèi)外高校、科研院所和骨干企業(yè),突破量子精密測(cè)量理論和應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù),實(shí)現(xiàn)我國(guó)在下一代量子精密測(cè)量?jī)x器中的核心知識(shí)產(chǎn)權(quán),支撐了我國(guó)高端裝備等重大產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
未來(lái),浙江工業(yè)大學(xué)理學(xué)院林強(qiáng)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)將基于基礎(chǔ)理論研究,繼續(xù)進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作的深入探索;立足行業(yè)需求,加強(qiáng)科技成果轉(zhuǎn)化,為國(guó)家和社會(huì)貢獻(xiàn)更大的力量。