暑假,杭州電子科技大學的校園里有些空曠,位于第四教學科研樓的量子精密測量實驗室里,人卻坐得滿滿當當。
這支平均年齡只有36歲的師生團隊,曾在量子精密測量領域取得重大突破:在熾熱、無序原子氣體中成功制備并觀測到了大尺度原子糾纏態,刷新當時世界上的最高記錄。如今,他們的工作仍在繼續,在量子傳感與精密測量(如磁場探測)等方面深入研究。
而聚焦于這項前沿科技的研究如何落地浙江,在杭電生根?實驗室負責人之一,杭州電子科技大學理學院特聘教授孔嘉告訴記者:“浙江是一片創新創業的熱土。”
孔嘉(左一)和學生在實驗室 受訪者供圖
量子精密測量,與日常生活息息相關
玻璃氣室內,原子氣體在高溫下劇烈運動,看似混亂卻暗藏玄機。
2020年,孔嘉和她的團隊首次在190°熾熱、無序原子氣體中成功制備并觀測到了前所未有的大尺度原子糾纏態,糾纏原子的數目高達1013個,一舉刷新了當時的世界紀錄。
此成果被發表在《Nature Communications》上,這也是量子精密測量領域取得的重要進展。
糾纏原子云的示意圖,其中黃藍線條表示一對原子間的糾纏。 圖源ICFO
量子精密測量,乍一聽,好像離我們普通人的生活很遠,其實不然。
特定環境下的原子糾纏態制備與觀測,與降低量子噪聲干擾、提升精密測量的靈敏度息息相關。“比如我們在做的磁場測量,量子精密測量能不斷提升原子磁力計的測量性能,其靈敏度越高,越能測量到微弱的磁場信號。”孔嘉介紹。
我們人體的大腦磁場就很微弱,和地球的磁場相比,低了將近9個數量級。測量到腦磁的變化,是很多病癥發現及干預的前提,如小兒弱視。
小兒弱視是一種需要早期干預的疾病,由于年齡小孩子無法表達,病癥往往拖到后期才能發現糾正,而現有的常用的腦電波監測,卻難以捕捉小兒弱視的信號。
孔嘉說:“小兒弱視在腦磁的反應上比較明顯,如果對大腦磁場的探測靈敏度足夠,就可以在早期通過腦磁探測做篩選,提前干預治療。同樣的,癲癇等疾病也可以通過腦磁探測進行無損診斷。”
如今,基于量子精密測量研究的磁場探測技術在航天、醫學等諸多領域都有著廣泛的應用, 甚至是某些領域技術水平的核心標志,孔嘉團隊正致力于此。
孔嘉與學生參加學術會議 受訪者供圖
科研組更像大家庭,充滿了年輕活力
孔嘉的工位,在實驗室旁大辦公室的最里面,看起來和普通碩博學生的工位無異。她說,自己在學院有獨立的辦公室,但不常去那里了,這里才是她科研、教學工作的“主陣地”,和所有團隊成員們距離更近。
目前,實驗室共有8名老師,均為80后,最年輕的只有28歲,平均年齡是36歲,加上眾多博士生、碩士生及參與課題的本科生,構成一支很有活力,朝氣蓬勃的隊伍。
量子精密測量實驗室的對聯是“數據分析好到爆,文章投哪那都要”,橫批“科研順利”。 記者邱伊娜攝
“我們組的理念是:Work hard,Play hard!工作的時候集中精力提高效率比,玩的時候也充分放松,兩者相互結合,相互促進。”孔嘉說,每周都會有一次大組會和一次小組會,學生們都會積極匯報,把上一周的問題和成果一一拿出來討論匯報,再計劃下一周工作。
除了嚴謹、快節奏的科研氛圍,實驗室里也藏著溫馨的小細節,進門處有一一大塊展示板,上面貼著科研大家庭的照片,還有每個人的速寫人像。采訪時,有學生特地拿來巨大的照片相框作為采訪拍攝時的背景,“我們和老師們的關系都很近,課余時間就像朋友一樣,經常聚餐、去燒烤、露營。”
科研組一起去露營 受訪者供圖
2022年,實驗室有了第一批畢業的研究生,師弟師妹們給學長學姐們制作紀念相冊,每次都是賽的滿滿當當,素材管夠。這個紀念傳統也延續到了現在。
走廊的墻上畫了一些墻繪,有科幻的星際穿越、吐舌頭的愛因斯坦,還有在黑夜中點亮燈泡的黑貓,孔嘉介紹,這些墻繪均出于實驗室學生之手。
科研起步、落戶安置,學校一路支持
孔嘉是河南人,博士畢業于華東師范大學,2018年入職杭州電子科技大學之前,她從沒有在浙江學習、生活過,可謂“人生地不熟”,但浙江對科研創新人才的重視和支持留住了她。
當時在杭電完成面試后,孔嘉趕回外地處理最后一些事務,“令我感到溫暖的是,各項手續幾乎不用我自己本人去跑動,就在學校各級部門和同事的關心幫助下完成了。”
入職杭電后,孔嘉參與到量子精密測量實驗室的籌建中,“我和老師們戴著安全帽,去現場考察后一點點定下的設計圖紙。實驗室需要超凈環境,裝修時要求很嚴格,學校給予了很大幫助,包括經費和人員。”
實驗室建成后,需要大量資金購置科研設備,孔嘉有些鄭重地提到這段經歷:“因為種種原因,采購國外研發設備的過程并不順利,讓我們清醒地認識到,關鍵技術必須掌握在自己手中。”
作為年輕的科研人員,一項事業要起步時往往是十分艱難的,但浙江和杭州電子科技大學的支持給了孔嘉很大底氣,“到現在,團隊申請科研項目,策劃校企合作等,學校都在為我們托底。”
提供科研啟動費、住房及購房補助……這些都成了保障。科研之外,她還是兩個孩子的媽媽,孩子落戶、上學等問題一一得到了相應的政策支持。
采訪中,孔嘉笑著說,自己來自北宋都城河南,如今到了南宋都城,這是一種冥冥中的淵源,讓她在這兒安心自在地扎根。
孔嘉在實驗室 受訪者供圖
從0到1,年輕人才的底氣從此而來
6月底,孔嘉牽頭承擔的“量子通信與量子計算機”國家科技重大專項(青年項目)“基于壓縮態的量子增強磁場測量研究”項目啟動會暨實施方案論證會在杭電舉行。
會議匯聚了我國量子科技領域的頂尖專家學者,杭州電子科技大學校長陳積明表示,學校將持續投入優質資源,加強高層次人才引育,打造高水平研究平臺,為前沿基礎研究和關鍵技術攻關提供堅實支撐。
不僅如此,學校也將大力支持構建“量子+”協同創新體系,推動“量子+人工智能”等學科的深度交叉融合,為服務國家重大戰略需求貢獻智慧和力量。
這不僅是杭電的態度,更是浙江的態度。
浙江堅持發展先進制造業的底色,同時大力發展數字經濟,人工智能等新興產業日新月異。這一切,猶如吸引人口流入的強有力磁石,吸引省外人口持續流入。同時,對人才的重視和浙江人才政策持續創新處于全國前列,成了年輕人創新創業的最大底氣。
“浙江會給年輕人‘第一桶金’,不管是科研創新,還是創業。”孔嘉說,“幫扶政策下,浙江卻不會給人才設限,這一點更為重要,因為創新往往來自天馬行空的想法。”她希望,能有更多年輕人在這片沃土上從0到1,實現夢想。
來源: 潮新聞
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