◎ 文/王 艷 傅雙橋
目前我國量子技術(shù)的研發(fā),主要集中在量子測量、量子計算、量子通訊三大領(lǐng)域。量子科技在提升測量精度、提高運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,為保障國家安全和支撐國民經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展提供了核心戰(zhàn)略力量。
作為測量載體的新興精密測量技術(shù),量子精密測量是利用微觀物質(zhì)的量子效應(yīng),綜合量子物理基礎(chǔ)、精密測量理論、光電檢測技術(shù)、信息科學(xué)等諸多領(lǐng)域的交叉學(xué)科。基于量子精密測量技術(shù),冷原子干涉型絕對重力儀是一種利用微觀物質(zhì)的量子特性,實現(xiàn)重力場測量的新型精密儀器,在地質(zhì)勘探、海洋工程、地球科學(xué)、國防安全等應(yīng)用領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。
針對這一重要技術(shù)領(lǐng)域,浙江工業(yè)大學(xué)理學(xué)院林強(qiáng)創(chuàng)新團(tuán)隊聯(lián)合中國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量領(lǐng)域開展了大量研究工作,實現(xiàn)了多項重要技術(shù)突破。協(xié)同研發(fā)的冷原子干涉絕對重力儀突破國外技術(shù)和市場壟斷、填補(bǔ)了國內(nèi)市場空白的新型精密儀器,是我國首臺參加國際絕對重力儀關(guān)鍵比對的量子精密測量儀器,并在國內(nèi)率先實現(xiàn)了量子重力儀的實際部署應(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)隊已具有深厚的研究基礎(chǔ)。團(tuán)隊研制的基于冷原子干涉技術(shù)的一系列高精度量子絕對重力儀產(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)和社會效益。近年來,團(tuán)隊承擔(dān)了國家重點研發(fā)計劃項目、國家自然科學(xué)基金重大科學(xué)儀器研制項目等多項國家級重大研究項目,在冷原子物理和量子精密測量領(lǐng)域做出了積極工作和重要貢獻(xiàn)。
長期以來,我國重力場精密測量儀器市場被美國光學(xué)干涉式絕對重力儀壟斷,嚴(yán)重影響了我國自主掌握重力場信息關(guān)鍵戰(zhàn)略資源的進(jìn)程。完全自主知識產(chǎn)權(quán)的新一代量子重力儀的問世,將扭轉(zhuǎn)我國在這一高新技術(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)隊在國內(nèi)率先開展了冷原子絕對重力儀和重力梯度儀研究。在國家863、973計劃及國家自然科學(xué)基金項目的支持下,先后研制了第一代(原理驗證和實驗室樣機(jī))、第二代(可移動式量子重力儀)、第三代(小型化量子絕對重力儀)等系列產(chǎn)品,不僅實現(xiàn)了我國在該領(lǐng)域的技術(shù)“突圍”,而且實現(xiàn)了產(chǎn)品從無到優(yōu)的歷史跨越。
科技成果是國家科技創(chuàng)新的重要推動力量,也是國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵競爭力。科技成果轉(zhuǎn)化是實現(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,研究團(tuán)隊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、川滇國家地震預(yù)報實驗場等用戶對接,滿足實際應(yīng)用需求,取得了顯著成效。
一分耕耘,一分收獲。2016年,中國計量科學(xué)研究院在亞太計量規(guī)劃組織(APMP)框架下主辦“第一屆亞太區(qū)域絕對重力儀關(guān)鍵比對”,這是我國境內(nèi)第一次主辦國際絕對重力儀關(guān)鍵比對。研究團(tuán)隊攜其與浙江大學(xué)聯(lián)合研發(fā)的“可移動式冷原子干涉重力儀”參加該次比對。作為該次國際比對中唯一一臺采用量子精密測量技術(shù)研制的新型絕對重力儀,也是我國第一臺走出實驗室,參加國際比對的冷原子干涉重力儀,這臺冷原子干涉重力儀在比對中取得了良好的比對結(jié)果,性能達(dá)到國際先進(jìn)水平。
2019年,研究團(tuán)隊攜研制的冷原子干涉絕對重力儀先后赴湖州市地震臺、中國船舶重工集團(tuán)公司第七○七研究所、四川地震局等單位,實施絕對重力監(jiān)測和標(biāo)定工作。這是我國國內(nèi)首次應(yīng)用量子精密測量儀器進(jìn)行的絕對重力場標(biāo)定服務(wù)。
2020年,團(tuán)隊和微伽科技聯(lián)合研制的冷原子干涉絕對重力儀在中國科學(xué)院精密測量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院儀器設(shè)備采購項目第五包公開招標(biāo)中中標(biāo),為推動我國量子精密測量儀器在國產(chǎn)化方面邁出了重要一步。
在建設(shè)創(chuàng)新型國家的過程中,產(chǎn)學(xué)研合作教育是高校履行社會職責(zé)、貫徹黨的教育方針、全面實施素質(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“省重點建設(shè)高校”,目前已發(fā)展成為國內(nèi)有一定影響力的綜合性的教學(xué)研究型大學(xué),綜合實力穩(wěn)居全國高校百強(qiáng)行列。理學(xué)院注重發(fā)揮高校在人才培養(yǎng)方面的獨特優(yōu)勢,形成了緊密結(jié)合科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)實踐,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,并為量子精密測量儀器的產(chǎn)業(yè)化、商品化建立了可持續(xù)發(fā)展的人才梯隊。

為服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展,滿足國家重大戰(zhàn)略需求,促進(jìn)高校、科研院所、企業(yè)和應(yīng)用部門在人才培養(yǎng)、平臺建設(shè)、科學(xué)研究等方面實現(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“浙江省量子精密測量協(xié)同創(chuàng)新中心”。作為覆蓋新一代量子精密測量儀器研制、生產(chǎn)、應(yīng)用全產(chǎn)業(yè)鏈條的合作平臺,中心根據(jù)量子精密測量技術(shù)發(fā)展趨勢和儀器產(chǎn)品市場現(xiàn)狀,建立和完善服務(wù)于量子精密測量儀器產(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)合申報多項國家級、省部級科技獎項,多個產(chǎn)業(yè)化項目實現(xiàn)落地實施。
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)合中國自然資源航空物探遙感中心根據(jù)實際測量應(yīng)用需求實施的測量平臺研究,形成了實驗室儀器樣機(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)化實施單位,發(fā)揮工程化、產(chǎn)品化經(jīng)驗豐富的優(yōu)勢,對相關(guān)技術(shù)進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)化,開展試產(chǎn)和生產(chǎn)、銷售活動。在工程化和產(chǎn)品化過程中,杭州微伽科技有限公司將用戶需求和意見反饋給基礎(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,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,浙江省量子精密測量協(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),突破量子精密測量理論和應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù),實現(xiàn)我國在下一代量子精密測量儀器中的核心知識產(chǎn)權(quán),支撐了我國高端裝備等重大產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
未來,浙江工業(yè)大學(xué)理學(xué)院林強(qiáng)創(chuàng)新團(tuán)隊將基于基礎(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,為國家和社會貢獻(xiàn)更大的力量。