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全球最大的量子实验室呼之欲出
2020年03月29日 07:30

  来源:中国之声

建设中的量子信息与量子科技创新研究院项目 王世保摄

  量子纠缠被爱因斯坦称为“鬼魅般的超距作用”,吸引着一代又一代科学家探究奥秘。2016年,浩瀚的星空中多了一颗中国制造的“量子星”——“墨子号”。它的升空,不仅将中国人的名字写进了量子物理学历史,同时让我国在量子通信等领域成功实现“弯道超车”。

  “墨子号”升空两年后,作为合肥综合性国家科学中心核心工程的中科院量子信息与量子科技创新研究院,在合肥高新区破土动工。眼下,春回大地,工地上热火朝天,项目的1号科研楼正在进行幕墙和外立面施工,将于2020年底竣工。这个全球目前最大的量子信息实验室项目,建成后将成为国家量子科技发展的重要战略部署,服务于国家信息安全保障。特别策划《工地上的春天》今天推出第七集《上天入地!这个全球最大的量子实验室呼之欲出→》。

  每天2万多步走出来的

  世界顶尖量子实验室

  语音:“您好!您已进入施工现场,请正确戴好安全帽、系好帽带走安全通道。注意安全,谢谢合作。”

  头戴安全帽,手拿空鼓锤,测完体温后,郭志强刷卡进入项目工地。

远处俯瞰1号科研楼 王世保摄

  郭志强:“一天的步数一般都超过2万步。测空鼓空了的话,一下就听出来了。对结构安全没有什么影响,主要影响装饰效果。”

  郭志强,中国建筑第八工程局中科院量子研究院1号科研楼项目工程部经理,在项目工地上,大到工程进度,小到空鼓检测,都少不了郭志强。

 
郭志强对进场材料进行检查 王世保摄

  2018年,中科院量子信息与量子科技创新研究院项目破土动工,这是郭志强回安徽后接手的第一个项目,没想到碰到的就是世界顶尖的量子实验室。

  郭志强:“当时只听说这个项目很重要,是1号工程,具体是用于哪方面的不太清楚。之后通过一段时间的了解,明白这个项目是干什么的,算是国家大科学战略的一部分。”

项目工地在紧张作业 王世保摄

  在过去的100年里,量子物理学的研究直接催生了现代信息技术,核能、半导体晶体管、激光、核磁共振、高温超导材料等纷纷问世,改变了人类的生活。而在未来的100年里,研究更安全的量子通信、超快的量子计算,正引领着“第二次量子革命”的到来。合肥高新区管委会副主任方向民说,建设量子信息与量子科技创新研究院,就是要在未来的科技发展进程中拔得头筹。

工人们正在抓紧施工 王世保摄

  方向民:“这种基础产业的研究、基础科学的研究,将来肯定会推动产业得到一个非常大的、跨越式的,甚至有可能是颠覆性的发展。通过对量子的研究,就会很大方面推动我们这个对世界的认识,包括研究中对技术的一些创新、发明,进而形成新的产业。”

  毫米级的误差精度

  作为目前在建的全球最大量子信息实验室项目,重要的实验室都是在地下。这样的设计是考虑到地下建筑物日常的震动系数比较小,能够减少未来量子实验中的外在干扰。而对于建设者来说,这种特殊的“地下室”精度要求高,施工难度也就加大了。

  郭志强:“最重要的实验室主要集中在地下,比较稳,算是嵌入地下了。因为实验室要求高大空间,所以造成整个项目的高支模区域比较多,地下室基本上全都是高支模。”

从实验楼内拍摄的玻璃幕墙 王世保摄

  地下实验室,除了空间要大,实验室地面的浇筑也必须精准。

  郭志强:“地下室就是混凝土的结构,地坪浇筑的时候全都采用了激光整平机,能保证混凝土地面浇筑误差不超过5毫米。”

  从高空俯瞰,1号楼形状类似H型。这座东西长700多米的建筑外墙,大面积采用玻璃幕墙,项目中部数千块直面玻璃拼出纠缠扭曲的效果,其设计灵感来自量子纠缠。

  郭志强:“这个幕墙不是平面的,上面是一个扭得渐变的造型,反映量子纠缠的效应。靠拼缝的位置拼出来扭曲的效果,玻璃跟玻璃中间有个缝,通过调节缝,来拼凑出来扭曲的样子。”

  
正在进行玻璃幕墙施工作业 王世保摄

  为了保证效果,项目技术人员要先对扭曲面进行建模,然后结合施工的要求出具施工图纸。这么大面积的异形结构,给建模工作带来了不小的麻烦。为了确保施工的精确度,项目全过程使用了建筑信息模型技术,通过数据仿真模拟建筑物所具有的所有真实信息。项目建筑信息模型技术负责人王传薪说,在采集数据时他们使用了放样机器人,减少误差。

  王传薪:“通过放样机器人在现场的一个点云扫射以及点云数据的传输,就能把现场实际要放的包括一些支模板、点位的轴网轴号,都可以在现场进行机器人实时的定位。误差达到了0.01毫米,是精度比较高的。”

  向神秘的量子世界出发

  受新冠肺炎疫情影响,施工人员缺口大,加上物流不畅,施工材料无法按期到达,1号实验楼的工程进度让郭志强揪着心。好在2月24日复工以来,1600多人陆续返岗,一切都在有序推进。

  郭志强:“看着建筑在自己手里一步步从图纸变成现实,特别是看航拍图的时候,还是觉得很有成就感,很自豪。”

中科院量子信息与量子科技创新研究院效果图

  阳春三月,在含苞的花红中,在抽芽的柳丝中,中科院量子信息与量子科技创新研究院拔地而起,向着神秘的量子世界,出发。

  记者:王利、刘军、雷明剑

合肥综合性国家科学中心重大项目加速复工

量子创新研究院1号科研楼计划年底交付,

大健康研究院正加速组建

防疫复工两手抓,干劲十足不负春。

记者近日从市发改委获悉,

当前,

我市在确保疫情防控到位的基础上,

正有序推进

合肥综合性国家科学中心重点项目相关工作。

中科院量子信息与量子科技创新研究院

正在进行幕墙安装等作业;

聚变堆主机关键系统综合研究设施、

中国科大高新园区、

合肥离子医学中心等

在建重点项目均已复工。

省科技创新“一号工程”加速推进

“各位工友,现在我们开始进行入场防疫培训,要注意勤洗手多通风,施工时不要聚集……”3月初,在位于望江西路与石莲南路交口的中科院量子信息与量子科技创新研究院项目的安全教育活动室内,施工人员正在接受防疫安全教育。今年春节,项目也未曾停工,200多名建设者放弃同家人团聚的机会,加班加点攻克工程建设的关键节点。

中科院量子信息与量子科技创新研究院项目现场。记者 苏晓琼 摄

“针对疫情防控工作,项目部采购了防疫物资,满足复工时的防疫需求。同时,还对工人食堂、宿舍、办公区等公共场所进行全面消毒。”中建八局项目负责人张登文介绍,对即将返岗的工人,先期进行摸排,结合实名制全面统计,登记在册。在施工过程中,组织工人分时段有序进场,分散作业,将佩戴口罩纳入安全防控体系中。

大批工人的返岗,推动工程建设全面提速。张登文表示,目前项目正在进行外立面幕墙、机电安装和室内粗装修施工,按照返岗情况,月底前施工人员可以全部到位。在建设者们加班加点的努力下,预计年底1号科研楼可以实现交付计划。

中科院量子信息与量子科技创新研究院项目正在进行幕墙安装等作业。记者 苏晓琼  摄

各项重点工作已全面开展

不仅是中科院量子信息与量子科技创新研究院,目前合肥综合性国家科学中心重点项目相关工作已全面开展,聚变堆主机关键系统综合研究设施、中国科大高新园区、合肥离子医学中心等在建重点项目已全部复工,合肥先进光源通过网络视频会议形式组织召开了用户需求与线站规划研讨会,能源研究院及人工智能研究院正在开展相关规章制度制定工作,大气环境立体探测实验研究设施预研等项目科研工作有序推进。

聚变堆主机关键系统综合研究设施园区变电站及外线工程(EPC)项目复工(图片来源:中能建安徽华电工程咨询设计有限公司)

此外,为大力提升生命健康领域科研水平及产业化能力,省市发改部门还组织召开了工作推进会,加快推进合肥综合性国家科学中心大健康研究院组建相关工作。

我省改革举措入选

全国推广的“全创改”经验

近日,国务院办公厅印发《关于推广第三批支持创新相关改革举措的通知》,决定在全国8个系统推进全面创新改革试验区域内推广第三批20项改革举措。其中,我省“地方深度参与国家基础研究和应用基础研究投入机制”改革举措将在全国推广。

地方深度参与国家基础研究和应用基础研究投入机制,主要是我省在建设合肥综合性国家科学中心过程中,从项目建设、科学研究、人才引进和土地保障4个方面,积极探索构建地方政府参与基础研究和应用基础研究的政策体系。

据介绍,我市建立了“领导小组→专设机构→专项工作推进组”的市级组织架构,成立量子创新院暨中科大高新园区建设公司、大科学装置集中区建设公司,以及量子创新院、离子医学中心等专项工作组,为科学中心建设提供有力抓手。同时,我市就科学中心重点项目建设已累计投入资金约120亿元,并为后续项目建设预留充足资金。

值得一提的是,我市探索院地合作新模式,大力集聚高水平高校院所,已合作共建一批高质量合作平台。通过市校合作共建、股份制公司运营、市校合作开发区承接等模式,与中国科大、清华、北航、哈工大等21家高校院所共建了26个创新平台,加速推进科技成果转移转化和新兴产业集聚发展。此外,我市还积极探索,形成“源头创新—技术开发—成果转化—创新创业—新兴产业”全链条式创新体系。

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