上天入地！這個(gè)全球最大的量子實(shí)驗(yàn)室呼之欲出→ | 工地上的春天

2020-03-29 18:24:00來源：中央廣電總臺(tái)中國之聲

　　建設(shè)中的量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院項(xiàng)目王世保攝

　　量子糾纏被愛因斯坦稱為“鬼魅般的超距作用”，吸引著一代又一代科學(xué)家探究奧秘。2016年，浩瀚的星空中多了一顆中國制造的“量子星”——“墨子號(hào)”。它的升空，不僅將中國人的名字寫進(jìn)了量子物理學(xué)歷史，同時(shí)讓我國在量子通信等領(lǐng)域成功實(shí)現(xiàn)“彎道超車”。

　　“墨子號(hào)”升空兩年后，作為合肥綜合性國家科學(xué)中心核心工程的中科院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院，在合肥高新區(qū)破土動(dòng)工。眼下，春回大地，工地上熱火朝天，項(xiàng)目的1號(hào)科研樓正在進(jìn)行幕墻和外立面施工，將于2020年底竣工。這個(gè)全球目前最大的量子信息實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目，建成后將成為國家量子科技發(fā)展的重要戰(zhàn)略部署，服務(wù)于國家信息安全保障。特別策劃《工地上的春天》今天推出第七集《上天入地！這個(gè)全球最大的量子實(shí)驗(yàn)室呼之欲出→》。

　　《工地上的春天》第七集

　　來自中央廣電總臺(tái)中國之聲

　　每天2萬多步走出來的

　　世界頂尖量子實(shí)驗(yàn)室

　　語音：“您好！您已進(jìn)入施工現(xiàn)場，請(qǐng)正確戴好安全帽、系好帽帶走安全通道。注意安全，謝謝合作。”

　　頭戴安全帽，手拿空鼓錘，測完體溫后，郭志強(qiáng)刷卡進(jìn)入項(xiàng)目工地。

　　遠(yuǎn)處俯瞰1號(hào)科研樓王世保攝

　　郭志強(qiáng)：“一天的步數(shù)一般都超過2萬步。測空鼓空了的話，一下就聽出來了。對(duì)結(jié)構(gòu)安全沒有什么影響，主要影響裝飾效果�！�

　　郭志強(qiáng)，中國建筑第八工程局中科院量子研究院1號(hào)科研樓項(xiàng)目工程部經(jīng)理，在項(xiàng)目工地上，大到工程進(jìn)度，小到空鼓檢測，都少不了郭志強(qiáng)。

　　郭志強(qiáng)對(duì)進(jìn)場材料進(jìn)行檢查王世保攝

　　2018年，中科院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院項(xiàng)目破土動(dòng)工，這是郭志強(qiáng)回安徽后接手的第一個(gè)項(xiàng)目，沒想到碰到的就是世界頂尖的量子實(shí)驗(yàn)室。

　　郭志強(qiáng)：“當(dāng)時(shí)只聽說這個(gè)項(xiàng)目很重要，是1號(hào)工程，具體是用于哪方面的不太清楚。之后通過一段時(shí)間的了解，明白這個(gè)項(xiàng)目是干什么的，算是國家大科學(xué)戰(zhàn)略的一部分�！�

　　項(xiàng)目工地在緊張作業(yè) 王世保攝

　　在過去的100年里，量子物理學(xué)的研究直接催生了現(xiàn)代信息技術(shù)，核能、半導(dǎo)體晶體管、激光、核磁共振、高溫超導(dǎo)材料等紛紛問世，改變了人類的生活。而在未來的100年里，研究更安全的量子通信、超快的量子計(jì)算，正引領(lǐng)著“第二次量子革命”的到來。合肥高新區(qū)管委會(huì)副主任方向民說，建設(shè)量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院，就是要在未來的科技發(fā)展進(jìn)程中拔得頭籌。

　　工人們正在抓緊施工王世保攝

　　方向民：“這種基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的研究、基礎(chǔ)科學(xué)的研究，將來肯定會(huì)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)得到一個(gè)非常大的、跨越式的，甚至有可能是顛覆性的發(fā)展。通過對(duì)量子的研究，就會(huì)很大方面推動(dòng)我們這個(gè)對(duì)世界的認(rèn)識(shí)，包括研究中對(duì)技術(shù)的一些創(chuàng)新、發(fā)明，進(jìn)而形成新的產(chǎn)業(yè)�！�

　　毫米級(jí)的誤差精度

　　作為目前在建的全球最大量子信息實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目，重要的實(shí)驗(yàn)室都是在地下。這樣的設(shè)計(jì)是考慮到地下建筑物日常的震動(dòng)系數(shù)比較小，能夠減少未來量子實(shí)驗(yàn)中的外在干擾。而對(duì)于建設(shè)者來說，這種特殊的“地下室”精度要求高，施工難度也就加大了。

　　郭志強(qiáng)：“最重要的實(shí)驗(yàn)室主要集中在地下，比較穩(wěn)，算是嵌入地下了。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室要求高大空間，所以造成整個(gè)項(xiàng)目的高支模區(qū)域比較多，地下室基本上全都是高支模。”

　　從實(shí)驗(yàn)樓內(nèi)拍攝的玻璃幕墻王世保攝

　　地下實(shí)驗(yàn)室，除了空間要大，實(shí)驗(yàn)室地面的澆筑也必須精準(zhǔn)。

　　郭志強(qiáng)：“地下室就是混凝土的結(jié)構(gòu)，地坪澆筑的時(shí)候全都采用了激光整平機(jī)，能保證混凝土地面澆筑誤差不超過5毫米。”

　　從高空俯瞰，1號(hào)樓形狀類似H型。這座東西長700多米的建筑外墻，大面積采用玻璃幕墻，項(xiàng)目中部數(shù)千塊直面玻璃拼出糾纏扭曲的效果，其設(shè)計(jì)靈感來自量子糾纏。

　　郭志強(qiáng)：“這個(gè)幕墻不是平面的，上面是一個(gè)扭得漸變的造型，反映量子糾纏的效應(yīng)�？科纯p的位置拼出來扭曲的效果，玻璃跟玻璃中間有個(gè)縫，通過調(diào)節(jié)縫，來拼湊出來扭曲的樣子�！�

　　正在進(jìn)行玻璃幕墻施工作業(yè) 王世保攝

　　為了保證效果，項(xiàng)目技術(shù)人員要先對(duì)扭曲面進(jìn)行建模，然后結(jié)合施工的要求出具施工圖紙。這么大面積的異形結(jié)構(gòu)，給建模工作帶來了不小的麻煩。為了確保施工的精確度，項(xiàng)目全過程使用了建筑信息模型技術(shù)，通過數(shù)據(jù)仿真模擬建筑物所具有的所有真實(shí)信息。項(xiàng)目建筑信息模型技術(shù)負(fù)責(zé)人王傳薪說，在采集數(shù)據(jù)時(shí)他們使用了放樣機(jī)器人，減少誤差。

　　王傳薪：“通過放樣機(jī)器人在現(xiàn)場的一個(gè)點(diǎn)云掃射以及點(diǎn)云數(shù)據(jù)的傳輸，就能把現(xiàn)場實(shí)際要放的包括一些支模板、點(diǎn)位的軸網(wǎng)軸號(hào)，都可以在現(xiàn)場進(jìn)行機(jī)器人實(shí)時(shí)的定位。誤差達(dá)到了0.01毫米，是精度比較高的�！�

　　向神秘的量子世界出發(fā)

　　受新冠肺炎疫情影響，施工人員缺口大，加上物流不暢，施工材料無法按期到達(dá)，1號(hào)實(shí)驗(yàn)樓的工程進(jìn)度讓郭志強(qiáng)揪著心。好在2月24日復(fù)工以來，1600多人陸續(xù)返崗，一切都在有序推進(jìn)。

　　郭志強(qiáng)：“看著建筑在自己手里一步步從圖紙變成現(xiàn)實(shí)，特別是看航拍圖的時(shí)候，還是覺得很有成就感，很自豪�！�