重力儀捕捉“地心引力” 硅基芯片上“種”出光源

湖南組建10余個(gè)量子科研平臺

　　編者按

　　今年是我省“十大技術(shù)攻關(guān)項目”實(shí)施的第5年。5年來(lái)，省政府工作報告連續對實(shí)施“十大技術(shù)攻關(guān)項目”進(jìn)行專(zhuān)題部署，集聚省內外優(yōu)勢產(chǎn)學(xué)研力量進(jìn)行協(xié)同攻關(guān)，目前已累計突破重大關(guān)鍵核心技術(shù)超190項。

　　湖南日報聯(lián)合省科技廳推出《“十大技術(shù)攻關(guān)項目”五周年》系列報道，直擊攻關(guān)現場(chǎng)，感受前沿科技的澎湃力量。敬請關(guān)注。

　　12月26日，長(cháng)沙量子測量產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院內，一臺名為量子絕對重力儀的精密設備正靜靜“聆聽(tīng)”地球的脈動(dòng)。

　　這臺“大地CT機”由該研究院自主研發(fā)，能精準測量地球表面重力加速度，精度可達到小數點(diǎn)后第八位，居國際領(lǐng)先水平。

　　“小數點(diǎn)越往后精度越高，能夠提取到的信息量就越大?！痹撗芯吭貉邪l(fā)中心主任趙偉靖介紹，除了進(jìn)行地球科學(xué)研究外，量子絕對重力儀還能通過(guò)探測重力信息變化，為資源勘探、災害預警、輔助導航、國防安全保障等眾多領(lǐng)域提供全新的技術(shù)手段。

　　眼下，該研究院正全力推進(jìn)2025年省“十大技術(shù)攻關(guān)項目”之一的低空空域量子絕對重力測量關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)。

　　“湖南是礦產(chǎn)資源大省，該項目旨在將量子測量與物理勘探深度融合，提升勘探效率與精度?！壁w偉靖解釋道，傳統地質(zhì)勘探多依賴(lài)人力跋山涉水，而低空量子探測技術(shù)將為地質(zhì)學(xué)家裝上“透視眼”，能夠通過(guò)飛行平臺快速、敏銳地捕捉地下礦產(chǎn)、地熱等資源引起的局部重力場(chǎng)異常。

　　項目中，一套智能重力解釋反演處理軟件也在加速攻關(guān)。運用先進(jìn)的算法和模型，該軟件能將低空量子絕對重力儀采集到的復雜數據進(jìn)行分析和處理，還原出地下真實(shí)的地質(zhì)結構，為資源勘探等工作提供科學(xué)依據。

　　技術(shù)用到的量子，是能表現出某物質(zhì)或物理量特性的最小單元。它不僅使人類(lèi)對物質(zhì)結構和相互作用的認識深入到微觀(guān)層面，更催生出一系列改變人類(lèi)生活的技術(shù)。

　　今年是量子力學(xué)誕生的100周年，被聯(lián)合國定為“國際量子科學(xué)與技術(shù)年”。湖南，將量子科技布局為未來(lái)產(chǎn)業(yè)。湖南匯思光電科技有限公司、湖南大學(xué)聯(lián)合攻關(guān)的硅基量子點(diǎn)激光器在2021年入選首批省“十大技術(shù)攻關(guān)項目”。

　　在全球科技舞臺上，硅基光源難題一直困擾著(zhù)眾多科研人員：傳統硅基芯片擅長(cháng)處理電子信號，卻很難高效發(fā)光，可光通信、光集成離不開(kāi)穩定的“硅基光源”。

　　團隊采用的破局思路，是在硅基芯片上“種植”一種名為量子點(diǎn)的半導體材料。團隊通過(guò)特殊工藝，讓具備優(yōu)異發(fā)光特性的量子點(diǎn)在硅襯底上直接外延生長(cháng)，為“硅基光源”開(kāi)辟了一條全新的發(fā)展路徑。

　　“讓量子點(diǎn)在硅襯底上直接外延生長(cháng)，使激光器的體積變得更小，能耗也大大降低?！眳R思光電副總經(jīng)理楊駿捷介紹，目前，該項目已在研發(fā)與市場(chǎng)上實(shí)現關(guān)鍵突破。未來(lái)，數據中心在獲得更高算力的同時(shí)，將大幅度降低能耗；觀(guān)眾在使用虛擬現實(shí)設備時(shí)，將因為更低的延時(shí)，得到更沉浸、真實(shí)的體驗。

　　記者也從省科技廳獲悉，為助推全省量子科技創(chuàng )新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展，“十四五”以來(lái)，我省已組建10余個(gè)量子科研平臺（產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新聯(lián)合體）。未來(lái)5年，湖南還將構建覆蓋部件、設備到服務(wù)的全產(chǎn)業(yè)鏈，推動(dòng)量子技術(shù)與傳統產(chǎn)業(yè)深度融合，打造具有全球影響力的量子科技名片。

　　(文/王銘俊)