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这个80后为主的团队,造出了“墨子号”关键设备

发布时间:2019-08-12 08:36:37   编辑:it技术教程网   阅读次数:

  2016年8月16日凌晨,世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”在酒泉成功升天。中国由此成为世界上第一个在卫星和地面之间实现量子通信的国家。

  迄今的两年间,“墨子号”圆满完成了三大实验任务。它取得的成就举世瞩目,相继登上了国际学术期刊《科学》和《自然》。

  《科学》杂志封面上的“墨子号”。

  “如果没有相互之间的充分信任与配合,如此高难度的工程很难这么快取得成功。”中科院上海分院副院长、卫星工程常务副总设计师兼卫星总指挥王建宇说。

  “墨子号”的成就,来自于科学与技术的完美配合。而这背后,离不开“上海科创”多年提前布局和潜心钻研的成果。

  事实上,“墨子号”搭载的4个主载荷,一半是由王建宇带领的上海技术物理研究所(以下称“上海技物所”)团队研发的。这支平均年纪仅33岁的队伍,助力敲开了全球化量子通信的大门。

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  光学工艺师王天洪。 澎湃新闻记者 周航 摄

迎难而上

  在物理学中,量子是不可分割的基本单位,因其事先状态不可知,无法被克隆,应用于通信技术便具有的安全性。

  如果把光量子比作硬币,“墨子号”上重量体积的载荷量子密钥通信机,就是从万米高空中,不断地把一个个硬币准确投到地面的储蓄罐上。这个储蓄罐的开口还在不停旋转。

  在最初,当中国科学院院士潘建伟提出这个设想的时候,很多人都认为是天方夜谭。他找到了时任上海技物所所长王建宇。

  理论确实可行,但落到技术层面,远远超出了现有的水平。尽管如此,王建宇率领的上海技物所量子卫星载荷研制团队,还是承担起了重任。

  上海技物所研究员贾建军参与了2011年项目启动仪式,他至今记得自己当时内心的忐忑。但他说,自己当时也相信,“虽然难,但只要做了,肯定是有结果的。”

  和贾建军一样,上海技物所科研团队的成员们都信奉汗水会带来的成就,更重要的是,他们有着舍我其谁的责任感,都真切地相信,自己身上承担了国家的使命。

韧性和努力

  科研的突破总离不开过往的积累,研发“墨子号”,上海技物所团队也不是完全从零开始的。

  事实上,自2003年以来,上海市科委已累计投入近1.2亿元支持量子方向相关项目。而早在2008年,高原上的青海湖就见证了这支队伍的韧性和努力。

  科学实验面临的困难超乎一般人想象。对团队成员而言,青海湖三年的外场试验,显得那么漫长又难忘。

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  量子密钥通信机载荷主任设计师张亮当时还是研究生,2010年中秋,作为“试验队长的他和同事吴金才等人租了车,想把设备运到山顶。但在一个路口,猛得一拐弯,坐在后车的同事连带着设备,滚下了山坡。

  人无大碍,但设备断成了三截。王建宇接到张亮的电话时,听声音小伙子都快要哭出来了,他赶紧安慰,大不了明年再来做。但这群年轻人不愿意前功尽弃,把设备带回了宾馆,不眠不休两星期,修好了设备。

  很多人看来最的科学试验,往往都是艰苦条件中,基于现实条件的非凡创造。

  为了模仿天地通信条件,张亮和团队“异想天开”使用了热气球和直升飞机,这些实验从未有人做过。每次吊车试验,张亮都要吊在半空,但他说,“虽然苦,但却很开心。”

  在青海湖的两年时间里,张亮和同事跑遍了地图里面的每个地点。他们不仅要克服高原反应,还要自己搭帐篷、生火取暖、做饭。直到现在,张亮一看到土豆就想吐。

  最终,上海技物所团队完成了世界上第一次基于热气球的量子通信实验,成果发表在国外学术杂志上,被国际同行评价为“人类向星地量子保密通信迈出的重要一步”。

  光学设计师吴金才。 澎湃新闻记者 周航 摄

年轻的队伍

  整个“墨子号”的研发,始终保持着紧张的节奏。

  五年间,团队成员们放弃了双休日,一个月只休息,最忙的时候,需要连续10天24小时不间断测试。大家便轮番上阵,保证进度不受影响。

  “90后”王天洪2014年本科毕业,加入量子团队负责光学工艺。他回忆,加入的第一年,自己就没怎么休息,忙的时候没日没夜,“大家就轮着在实验室地上铺个海绵睡觉。”

  结构工程师罗家俊需要同时配合光学和电子设计师的工作,他回忆,自己总是处于随叫随到的状态,“吃饭都是随便弄两口。”

  事实上,上海技物所的这支研发团队,平均年龄仅33岁。团队成员大多是“80后”,在最初加入项目时,大多甚至还不满30岁。

  如果说科学家的构想是天才的高度,那么技术团队的任务,就是要保证最终的设备万无一失。

  随着研制的进展,遇到的新问题越来越多。进度停滞不前时,张亮也有过犹豫,但心里斗争过很多次后,他发现自己已经与这个项目产生了感情,舍不得了。

  “不仅仅是责任,还有内心对最初梦想的期待。”他这样剖析自己的动力。

  科技探索的进步从不停歇。在“墨子号”后,这支年轻的团队,又很快踏上了新的征程。

  目前,上海已将“量子通信”列入科创中心“22条”意见的重大战略项目。上海技术物理研究所“光电联合调控的量子操控材料与器件研究”项目已获上海市科委重大专项支持。

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  “做科研的过程,就像在深水井中摸石头,摸着一个,你觉得好像问题已经解决了,再往下看,还有一块石头,“上海技术物理研究所光学薄膜与材料研究室主任刘定权说,“我会一直摸下去。”

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