建設(shè)中的量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院項目 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”。它的升空,不僅將中國人的名字寫進了量子物理學(xué)歷史,同時讓我國在量子通信等領(lǐng)域成功實現(xiàn)“彎道超車”。

  “墨子號”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)破土動工。眼下,春回大地,工地上熱火朝天,項目的1號科研樓正在進行幕墻和外立面施工,將于2020年底竣工。這個全球目前最大的量子信息實驗室項目,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!這個全球最大的量子實驗室呼之欲出→》。

 

  《工地上的春天》第七集

 

  來自中央廣電總臺中國之聲

  每天2萬多步走出來的

  世界頂尖量子實驗室

  語音:“您好!您已進入施工現(xiàn)場,請正確戴好安全帽、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,郭志強刷卡進入項目工地。

  遠處俯瞰1號科研樓 王世保攝

  郭志強:“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。對結(jié)構(gòu)安全沒有什么影響,主要影響裝飾效果!

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

  郭志強對進場材料進行檢查 王世保攝

  2018年,中科院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院項目破土動工,這是郭志強回安徽后接手的第一個項目,沒想到碰到的就是世界頂尖的量子實驗室。

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

  項目工地在緊張作業(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,將來肯定會推動產(chǎn)業(yè)得到一個非常大的、跨越式的,甚至有可能是顛覆性的發(fā)展。通過對量子的研究,就會很大方面推動我們這個對世界的認識,包括研究中對技術(shù)的一些創(chuàng)新、發(fā)明,進而形成新的產(chǎn)業(yè)!

  毫米級的誤差精度

  作為目前在建的全球最大量子信息實驗室項目,重要的實驗室都是在地下。這樣的設(shè)計是考慮到地下建筑物日常的震動系數(shù)比較小,能夠減少未來量子實驗中的外在干擾。而對于建設(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:“最重要的實驗室主要集中在地下,比較穩(wěn),算是嵌入地下了。因為實驗室要求高大空間,所以造成整個項目的高支模區(qū)域比較多,地下室基本上全都是高支模!

  從實驗樓內(nèi)拍攝的玻璃幕墻 王世保攝

  地下實驗室,除了空間要大,實驗室地面的澆筑也必須精準(zhǔn)。

  郭志強:“地下室就是混凝土的結(jié)構(gòu),地坪澆筑的時候全都采用了激光整平機,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,項目中部數(shù)千塊直面玻璃拼出糾纏扭曲的效果,其設(shè)計靈感來自量子糾纏。

  郭志強:“這個幕墻不是平面的,上面是一個扭得漸變的造型,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縫,通過調(diào)節(jié)縫,來拼湊出來扭曲的樣子!

  正在進行玻璃幕墻施工作業(yè) 王世保攝

  為了保證效果,項目技術(shù)人員要先對扭曲面進行建模,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信息。項目建筑信息模型技術(shù)負責(zé)人王傳薪說,在采集數(shù)據(jù)時他們使用了放樣機器人,減少誤差。

  王傳薪:“通過放樣機器人在現(xiàn)場的一個點云掃射以及點云數(shù)據(jù)的傳輸,就能把現(xiàn)場實際要放的包括一些支模板、點位的軸網(wǎng)軸號,都可以在現(xiàn)場進行機器人實時的定位。誤差達到了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,1號實驗樓的工程進度讓郭志強揪著心。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。

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

  中科院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院效果圖

  陽春三月,在含苞的花紅中,在抽芽的柳絲中,中科院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院拔地而起,向著神秘的量子世界,出發(fā)。

  主創(chuàng)人員

  策劃:高巖

  編審:任捷、謝磊

  記者:王利、劉軍、雷明劍

  新媒體:高丹丹、夏文