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量子精密測(cè)量技術(shù)是運(yùn)用量子力學(xué)原理，通過(guò)主動(dòng)操控量子態(tài)來(lái)突破測(cè)量精度極限的綜合性技術(shù)，相比傳統(tǒng)高精度重力測(cè)量技術(shù)，量子精密測(cè)量技術(shù)能夠極大提升測(cè)量精度。 中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司第七一七研究所（以下簡(jiǎn)稱“七一七所”）作為國(guó)內(nèi)量子精密測(cè)量技術(shù)先行者，活躍著一批以清華大學(xué)博士沈楚洋為代表的青年科研工作者。1991年出生的沈楚洋作為技術(shù)負(fù)責(zé)人，帶領(lǐng)著10名90后組成的團(tuán)隊(duì)，埋頭攻堅(jiān)，突破技術(shù)封鎖，用5年時(shí)間完成量子重力梯度儀從實(shí)驗(yàn)室到應(yīng)用場(chǎng)的破壁之旅，助力我國(guó)量子重力測(cè)量技術(shù)從“跟跑”躋身“領(lǐng)跑”行列，為深海、深地勘探提供核心技術(shù)支撐。

青春無(wú)懼，讓量子重力測(cè)量走出實(shí)驗(yàn)室

高精度重力測(cè)量，被譽(yù)為地球的“CT掃描”，是深海、深地資源勘探，地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警等領(lǐng)域的核心技術(shù)支撐。但是，傳統(tǒng)高精度重力測(cè)量核心技術(shù)長(zhǎng)期被國(guó)外封鎖，中國(guó)一直在追趕，仍難免受制于人。

沈楚洋正在調(diào)試量子重力梯度儀。

沈楚洋2020年7月入職七一七所以來(lái)，一直從事量子重力精密測(cè)量領(lǐng)域技術(shù)研究。據(jù)他介紹，傳統(tǒng)的高精度重力測(cè)量?jī)x器由于易受環(huán)境、設(shè)備老化等因素干擾，精度難以提升。國(guó)際上正在朝量子重力精密測(cè)量技術(shù)方面發(fā)展，量子重力精密測(cè)量是一種集激光冷卻原子、量子態(tài)調(diào)控等前沿技術(shù)于一體的精密測(cè)量技術(shù)。由于量子態(tài)非常脆弱，難以捕捉，目前，這一技術(shù)大多停留在實(shí)驗(yàn)室階段，要使這一技術(shù)擺脫實(shí)驗(yàn)室環(huán)境走向應(yīng)用面臨極大挑戰(zhàn)。

面對(duì)“硬骨頭”，沈楚洋帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)依托七一七所及周邊高校在光量子器件和裝備制造的深厚積累，開(kāi)展全產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)聯(lián)合攻關(guān)。他們發(fā)揮全鏈路自主研發(fā)優(yōu)勢(shì)，從核心激光器、光機(jī)組件到整機(jī)系統(tǒng)，層層突破環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)難題，成功研制出可在不同溫度條件下穩(wěn)定工作的量子重力梯度儀，不僅大幅縮小了設(shè)備體積，更將環(huán)境適應(yīng)性提升至國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，突破了從實(shí)驗(yàn)室走向野外實(shí)用化的瓶頸。

心無(wú)旁騖，以冷原子破局，動(dòng)態(tài)測(cè)量性能國(guó)際領(lǐng)先

在談到量子測(cè)量與傳統(tǒng)重力測(cè)量的區(qū)別時(shí)，沈楚洋打了一個(gè)形象的比喻，傳統(tǒng)重力測(cè)量好比以彈簧為測(cè)量工具，因?yàn)閺椈杀旧頃?huì)受到環(huán)境、老化等因素的影響而造成自身不穩(wěn)定，拿這樣的工具去測(cè)量必然會(huì)對(duì)測(cè)量精度產(chǎn)生影響，而量子測(cè)量則是拿原子的內(nèi)稟能級(jí)結(jié)構(gòu)作為測(cè)量工具，因其自身很穩(wěn)定，就會(huì)極大提升測(cè)量精度。其靈敏度遠(yuǎn)超傳統(tǒng)設(shè)備，對(duì)深地勘探、災(zāi)害預(yù)警等領(lǐng)域具有重要意義。

團(tuán)隊(duì)成員冒著嚴(yán)寒在湖上調(diào)試設(shè)備。

研制之路布滿荊棘，量子重力精密測(cè)量設(shè)備實(shí)際應(yīng)用會(huì)面臨許多復(fù)雜情況，與實(shí)驗(yàn)室穩(wěn)定的環(huán)境不同，實(shí)際應(yīng)用中常常遇到極端溫度，還會(huì)面對(duì)震動(dòng)、潮濕和灰塵等復(fù)雜環(huán)境，解決量子測(cè)量在野外環(huán)境下的激光、結(jié)構(gòu)等穩(wěn)定度成為關(guān)鍵。

2022年的武漢盛夏時(shí)節(jié)，40攝氏度的高溫讓人感覺(jué)就像在蒸桑拿，此時(shí)，正是量子重力梯度儀外場(chǎng)測(cè)試的關(guān)鍵階段，沈楚洋和團(tuán)隊(duì)成員頂著烈日，耐著酷熱，衣服被汗水浸透，結(jié)下厚厚的鹽漬，但是，這群90后沒(méi)有一個(gè)人抱怨、退縮。

經(jīng)過(guò)上百個(gè)狀態(tài)的實(shí)驗(yàn)，上千個(gè)參數(shù)的反復(fù)調(diào)試與優(yōu)化，沈楚洋團(tuán)隊(duì)僅用不到兩年時(shí)間，就突破了動(dòng)態(tài)條件下冷原子干涉儀參數(shù)主動(dòng)反饋控制、動(dòng)態(tài)測(cè)量噪聲抑制等多項(xiàng)核心技術(shù)，研制出我國(guó)首臺(tái)量子重力梯度儀樣機(jī)，其動(dòng)態(tài)測(cè)量性能達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

“研”以致用，推動(dòng)量子重力測(cè)量技術(shù)場(chǎng)景應(yīng)用

“科研成果的價(jià)值最終在于應(yīng)用”，這是沈楚洋堅(jiān)守的理念。

船載量子重力儀作為高精度量子重力測(cè)量設(shè)備，在海洋科學(xué)、資源勘探、基礎(chǔ)測(cè)繪等領(lǐng)域有著廣泛的用途，也是我國(guó)急需的測(cè)量裝備。2023年，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)始了研制船載量子重力儀的艱難之旅，在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展船載量子重力儀多信息融合水下地質(zhì)構(gòu)造反演實(shí)驗(yàn)，以重力視角高效探明水下地質(zhì)，為深海資源勘探提供核心技術(shù)支撐。

為了獲取更多復(fù)雜地域的數(shù)據(jù)，2023年年底，沈楚洋和他所在的團(tuán)隊(duì)一起來(lái)到浙江的一個(gè)水庫(kù)，進(jìn)行重力測(cè)繪實(shí)驗(yàn)，寒冬時(shí)節(jié)的湖面，風(fēng)雨交加。在試驗(yàn)船的甲板上，隊(duì)員們開(kāi)始設(shè)備調(diào)試，他們?cè)诤L(fēng)中進(jìn)行一次次試驗(yàn)，采集一個(gè)個(gè)數(shù)據(jù)。最終，設(shè)備成功經(jīng)受住惡劣環(huán)境考驗(yàn)，試驗(yàn)取得圓滿成功，為船載量子重力儀野外應(yīng)用積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

沈楚洋和項(xiàng)目組成員一起探討產(chǎn)品技術(shù)難點(diǎn)。

2024年以來(lái)，面對(duì)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)對(duì)高端量子重力精密測(cè)量設(shè)備的迫切需求，這支年輕的團(tuán)隊(duì)聯(lián)合高校、地調(diào)機(jī)構(gòu)，有針對(duì)性開(kāi)展基于地質(zhì)勘探等多個(gè)場(chǎng)景應(yīng)用方向的量子重力測(cè)量設(shè)備研制，在精準(zhǔn)了解市場(chǎng)客戶需求的基礎(chǔ)上，研究不同應(yīng)用場(chǎng)景的理論與工程痛點(diǎn)，推動(dòng)量子重力精密測(cè)量技術(shù)多場(chǎng)景應(yīng)用。

從實(shí)驗(yàn)室的冷原子操控到戶外場(chǎng)景應(yīng)用，從技術(shù)突破到推動(dòng)產(chǎn)業(yè)落地，沈楚洋和他的團(tuán)隊(duì)用五年時(shí)光書(shū)寫了量子科技報(bào)國(guó)的青春答卷。作為工信部2024年未來(lái)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展優(yōu)秀典型案例的核心成員，他們的研究不僅響應(yīng)了國(guó)家前瞻布局未來(lái)產(chǎn)業(yè)的號(hào)召，更助力量子重力精密測(cè)量技術(shù)成為新質(zhì)生產(chǎn)力的重要增長(zhǎng)點(diǎn)。

2025年，沈楚洋被共青團(tuán)中央、全國(guó)青聯(lián)授予新時(shí)代青年先鋒獎(jiǎng)。面對(duì)取得的成績(jī)和獲得的榮譽(yù)，沈楚洋告訴記者，這些成績(jī)的取得依靠的是團(tuán)隊(duì)之力，更是七一七所多學(xué)科專業(yè)交叉融合催生的結(jié)果。

七一七所團(tuán)委負(fù)責(zé)人介紹，七一七所以創(chuàng)新立所，特別重視青年人才培養(yǎng)，8個(gè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)中35歲以下青年占了六成，對(duì)重大關(guān)鍵技術(shù)實(shí)行揭榜掛帥制度，目前5個(gè)揭榜掛帥的團(tuán)隊(duì)，均由入所3至5年的青年骨干組成，在推動(dòng)應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面取得積極成效。

“量子科技的征途是星辰大海，我們要只爭(zhēng)朝夕，搶占量子領(lǐng)域科技創(chuàng)新高地。”沈楚洋說(shuō)。

中青報(bào)·中青網(wǎng)記者 張亞云