山西省重点实验室巡礼：量子传感与精密测量山西省重点实验室

创新引领筑牢高质量发展之基

编者按

科技决定山西未来发展，创新引领三晋转型升级。作为科技创新体系的重要组成部分，重点实验室已成为孕育重大原始创新、助力高质量发展的重要科技力量。近年来，按照省委省政府战略部署，山西围绕传统产业转型升级和战略性新兴产业集群发展，不断加大扶持力度和建设水平，涌现出一批引领前沿、学科交叉、综合集成、国内外有影响的重点实验室，为我省2030年基本实现转型、2035年基本实现现代化目标发挥了有力的支撑作用。

为深入实施科教兴省、人才强省、创新驱动发展战略，展现山西发展的新领域、新动能、新优势，本报与省科技厅联合推出“山西省重点实验室巡礼”系列报道。“山西省重点实验室巡礼”将视角对准全省百余家重点实验室，用生动的笔墨、精彩的镜头，多角度、近距离记录实验室建设发展成效，多形式、立体化讲述富有成效的创新案例和鲜为人知的创新故事，多渠道、宽领域展示我省重点实验室近年来取得的丰硕成果。系列报道将努力把对科技创新的礼赞，以有高度、有深度、有温度的方式呈现出来，为奋力推进中国式现代化山西实践作出新的更大贡献。

量子传感与精密测量

山西省重点实验室

用量子感知世界  以科技点亮生活

会议现场

2018年，在两院院士大会上，习近平总书记强调“以人工智能、量子信息、移动通信、物联网、区块链为代表的新一代信息技术加速突破应用”，进一步肯定了量子科技的战略地位。为适应量子精密测量领域前沿和国家重大科技需求，2019年，量子传感与精密测量山西省重点实验室应运而生。实验室依托中北大学国防特色、仪器科学与技术重点学科等资源优势，积极承担国家自然科学基金重点项目、科技部重点研发项目、军科委基础加强计划等国家重大重点项目10余项，逐渐发展成为一个完整的量子传感器件和精密测量仪器的材料开发、系统设计、器部件加工、测试评价综合研发平台，为仪器仪表与传感测量科学技术发展提供前景策略，加快推动了我省及至全国信息技术产业、新材料产业、高端仪器装备制造业等新兴产业发展建设。

01

搭乘“量子”东风 突破测量极限

自旋系统测量调控装置测试现场

2019年世界计量日后，国际单位体系正式启用量子力学中普朗克常数为“千克”定义基准，开启了计量量子化时代，标志着量子技术成为目前精密测量的制高点，为局限应用空间的微纳机械系统测量精度提升带来了新的契机。量子传感与精密测量山西省重点实验室经过3年的建设发展，实验室目前拥有光量子传感与系统、量子精密测量仪器、量子功能材料与传感、仿生传感与惯性精密测量四个重点研究方向，已初步形成了完整的量子传感器件和精密测量仪器研发平台，可为国内外同行提供量子传感器件和精密测量仪器研发、加工、测试、标定等技术服务。

实验室经过在量子传感与精密测量领域的持续创新研究，积累了丰厚的基础技术，已取得系列研究成果。在传感器件方面研制了系列固态量子磁强计、陀螺、温度、电磁频谱、光量子陀螺、仿生偏振相机等器件，在仪器方面研制了超高真空原子精密测量仪器、量子心脑磁测量仪器、芯片热态参数量子成像测试仪器、超快时间分辨量子精密调控装置、量子精密磁成像系统等系列量子精密测量仪器。实验室研制的全球首款固态原子自旋陀螺仪原理样机，达到国际领先水平。国内首次搭建了金刚石单点切削晶体谐振腔制造系统，实现了原子级别表面粗糙度（<0.5nm)，Q值超过109，指标国内最优，国际先进；研制了全光集成谐振式陀螺仪样机，指标达到1°/h，借助超高Q值微光学谐振结构极大提升标度因数，并且将质量压缩至480g，达到了国内领先水平。实验室还研制了具有完全的自主知识产权的超高真空原子力探针系统，在量子态精密测量技术领域已达到国际领先，为我省抢占量子技术国际科技前沿制高点提供了支撑。

02

加强创新引领 深化产研融合

低温强磁量子扫描探针成像仪

实验室注重科技创新，并积极推动科技成果转化。依托中北大学的资源优势，促进量子精密测量前沿技术的发展，推进量子精密测量领域科技研发、产业集群化发展，打造和拓展新技术应用场景，推动量子精密测量技术产业化、规模化应用，深化量子精密测量领域产研融合，让科技创新成果惠及民生。

在国防装备服务方面，实验室建立了微纳惯性传感器完整产业推广体系，研制了微纳惯性传感器及集成系统的系列化产品，通过了国军标质量管理体系认证；近年来累计为“嫦娥四号”探月工程“、 “天问一号”火箭氢氧发动机、“天舟一号”货运飞船、长征五号和长征五号B重型火箭首飞、返回式火箭等用户单位提供了2000余套抗高过载惯性器件及集成系统，销售额累计9281万元，增收节支总额达2.15亿元。

在合作交流方面，实验室与北京航空航天大学等单位在创新特区重点专项的支持下，面向国防装备系统实际应用需求，开展了系列特种量子传感器件的研发及产业化应用转化。在科技部国家重大仪器研制项目和国家自然科学基金委国家重大科研仪器研制项目的资助下，实验室与日本大阪大学等单位研制了国际领先的量子精密测量仪器，目前已完成样机研制和初步的产业化推广，下一步将率先在国内进行小批量生产和应用推广。实验室还与山西中科潞安紫外光电科技有限公司等单位开展了量子功能材料核心芯片技术研究，已开发了完整的量子功能材料开发和核心芯片新型加工工艺技术，下一步将结合合作单位在大规模生产和批量化制造方面的技术优势，开展量子功能材料和核心芯片的工程化批量生产应用；与中国电子科技集团公司第二研究所等单位开展量子信息安全和核心装备的自主可控研究，目前已开发了系列量子信息调控技术和核心装备，将针对市场端需求，结合合作单位商业化开发运营优势，生产量子信息调控技术和核心装备，率先服务于我省信息安全亟需单位。

03

积聚天下英才  促进团队建设

自旋系统测量调控装置测试现场

人才是创新的根基，是实验室发展的第一驱动力。近年来，实验室在注重人才引进的基础上，依托中北大学强大的师资力量和特色的教育模式，制定了工程技能人才、研究型人才及行业领军人才等“三高人才培养”计划：实验室将大力实施高层次及后备人才培养工程，确立了“学科带头人+学科团队+科研平台”的“三位一体”人才队伍建设模式。瞄准国际尖端科技研究需求，承担国家重大研发计划，在重要任务中筛选培养领军人才；注重博士研究生和硕士研究生等研究性人才的培养，结合科学探索和国内国际前沿发展需求，强化知识学习能力和应用能力；依托学院各项科技创新平台、技能操作培养实验室以及校企合作实践平台，加强学生对专业知识的运用能力、技能操作和经验的积累能力，着重培养学生的实践操作能力。

目前实验室拥有国家杰出青年基金获得者1名、中组部“万人计划”入选者1名、国防卓越青年1名、国家优秀青年基金获得者2名、青年长江学者1名、科技部首席科学家1名，军科委首席科学家3名，山西省杰出青年1名，优秀青年1名，优秀青年学术带头人4名等，形成了一支具有持续发展和竞争力的科研队伍。

“我们必须认识到人才队伍建设对于学科创新以及实验室发展的重要性，统筹一切资源，以超常规手段积聚、培养量子精密测量领域的高端人才，打造一只有能力、有担当的量子精密测量一流科研团队，共创实验室美好未来。”实验室主任刘俊教授表示。

责      编 ▍王星星

编      辑 ▍李志刚

内容来源 ▍山西科技报

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