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量子精密測量技術(shù)是運用量子力學原理，通過主動操控量子態(tài)來突破測量精度極限的綜合性技術(shù)，相比傳統(tǒng)高精度重力測量技術(shù)，量子精密測量技術(shù)能夠極大提升測量精度。 中國船舶集團有限公司第七一七研究所（以下簡稱“七一七所”）作為國內(nèi)量子精密測量技術(shù)先行者，活躍著一批以清華大學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)負責人，帶領(lǐng)著10名90后組成的團隊，埋頭攻堅，突破技術(shù)封鎖，用5年時間完成量子重力梯度儀從實驗室到應用場的破壁之旅，助力我國量子重力測量技術(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。

青春無懼，讓量子重力測量走出實驗室

高精度重力測量，被譽為地球的“CT掃描”，是深海、深地資源勘探，地質(zhì)災害預警等領(lǐng)域的核心技術(shù)支撐。但是，傳統(tǒng)高精度重力測量核心技術(shù)長期被國外封鎖，中國一直在追趕，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，一直從事量子重力精密測量領(lǐng)域技術(shù)研究。據(jù)他介紹，傳統(tǒng)的高精度重力測量儀器由于易受環(huán)境、設備老化等因素干擾，精度難以提升。國際上正在朝量子重力精密測量技術(shù)方面發(fā)展，量子重力精密測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)大多停留在實驗室階段，要使這一技術(shù)擺脫實驗室環(huán)境走向應用面臨極大挑戰(zhàn)。

面對“硬骨頭”，沈楚洋帶領(lǐng)團隊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，從核心激光器、光機組件到整機系統(tǒng)，層層突破環(huán)境適應性設計難題，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，不僅大幅縮小了設備體積，更將環(huán)境適應性提升至國內(nèi)領(lǐng)先水平，突破了從實驗室走向野外實用化的瓶頸。

心無旁騖，以冷原子破局，動態(tài)測量性能國際領(lǐng)先

在談到量子測量與傳統(tǒng)重力測量的區(qū)別時，沈楚洋打了一個形象的比喻，傳統(tǒng)重力測量好比以彈簧為測量工具，因為彈簧本身會受到環(huán)境、老化等因素的影響而造成自身不穩(wěn)定，拿這樣的工具去測量必然會對測量精度產(chǎn)生影響，而量子測量則是拿原子的內(nèi)稟能級結(jié)構(gòu)作為測量工具，因其自身很穩(wěn)定，就會極大提升測量精度。其靈敏度遠超傳統(tǒng)設備，對深地勘探、災害預警等領(lǐng)域具有重要意義。

團隊成員冒著嚴寒在湖上調(diào)試設備。

研制之路布滿荊棘，量子重力精密測量設備實際應用會面臨許多復雜情況，與實驗室穩(wěn)定的環(huán)境不同，實際應用中常常遇到極端溫度，還會面對震動、潮濕和灰塵等復雜環(huán)境，解決量子測量在野外環(huán)境下的激光、結(jié)構(gòu)等穩(wěn)定度成為關(guān)鍵。

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

經(jīng)過上百個狀態(tài)的實驗，上千個參數(shù)的反復調(diào)試與優(yōu)化，沈楚洋團隊僅用不到兩年時間，就突破了動態(tài)條件下冷原子干涉儀參數(shù)主動反饋控制、動態(tài)測量噪聲抑制等多項核心技術(shù)，研制出我國首臺量子重力梯度儀樣機，其動態(tài)測量性能達到國際領(lǐng)先水平。

“研”以致用，推動量子重力測量技術(shù)場景應用

“科研成果的價值最終在于應用”，這是沈楚洋堅守的理念。

船載量子重力儀作為高精度量子重力測量設備，在海洋科學、資源勘探、基礎(chǔ)測繪等領(lǐng)域有著廣泛的用途，也是我國急需的測量裝備。2023年，他帶領(lǐng)團隊開始了研制船載量子重力儀的艱難之旅，在國內(nèi)率先開展船載量子重力儀多信息融合水下地質(zhì)構(gòu)造反演實驗，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。

為了獲取更多復雜地域的數(shù)據(jù)，2023年年底，沈楚洋和他所在的團隊一起來到浙江的一個水庫，進行重力測繪實驗，寒冬時節(jié)的湖面，風雨交加。在試驗船的甲板上，隊員們開始設備調(diào)試，他們在寒風中進行一次次試驗，采集一個個數(shù)據(jù)。最終，設備成功經(jīng)受住惡劣環(huán)境考驗，試驗取得圓滿成功，為船載量子重力儀野外應用積累了寶貴經(jīng)驗。

沈楚洋和項目組成員一起探討產(chǎn)品技術(shù)難點。

2024年以來，面對戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)對高端量子重力精密測量設備的迫切需求，這支年輕的團隊聯(lián)合高校、地調(diào)機構(gòu)，有針對性開展基于地質(zhì)勘探等多個場景應用方向的量子重力測量設備研制，在精準了解市場客戶需求的基礎(chǔ)上，研究不同應用場景的理論與工程痛點，推動量子重力精密測量技術(shù)多場景應用。

從實驗室的冷原子操控到戶外場景應用，從技術(shù)突破到推動產(chǎn)業(yè)落地，沈楚洋和他的團隊用五年時光書寫了量子科技報國的青春答卷。作為工信部2024年未來產(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了國家前瞻布局未來產(chǎn)業(yè)的號召，更助力量子重力精密測量技術(shù)成為新質(zhì)生產(chǎn)力的重要增長點。

2025年，沈楚洋被共青團中央、全國青聯(lián)授予新時代青年先鋒獎。面對取得的成績和獲得的榮譽，沈楚洋告訴記者，這些成績的取得依靠的是團隊之力，更是七一七所多學科專業(yè)交叉融合催生的結(jié)果。

七一七所團委負責人介紹，七一七所以創(chuàng)新立所，特別重視青年人才培養(yǎng)，8個創(chuàng)新團隊中35歲以下青年占了六成，對重大關(guān)鍵技術(shù)實行揭榜掛帥制度，目前5個揭榜掛帥的團隊，均由入所3至5年的青年骨干組成，在推動應用基礎(chǔ)研究方面取得積極成效。

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

中青報·中青網(wǎng)記者 張亞云