武漢光谷。? ? ?視覺中國?圖

因為有光谷，武漢爭創(chuàng)綜合性國家科學中心、打造創(chuàng)新涌動之城，有了堅實的基礎。

(資料圖)

1976年3月，武漢郵科院趙梓森院士在單位一間廁所改造的簡易實驗室里，抻出了中國第一根石英光纖，為光谷日后成為國家光電子信息產(chǎn)業(yè)基地發(fā)射了“第一束光”。40余年過去，光谷已然成為全國科技創(chuàng)新高地。

從35年前不到24平方公里的武漢“鄉(xiāng)里”，到如今518平方公里的國家自主創(chuàng)新示范區(qū)，再到“世界一流高科技園區(qū)”。從一束光到一座城，日均每天300多名大學畢業(yè)生投身光谷，每年千余家科技企業(yè)新認定為高新技術企業(yè)；從科學皇冠上的凝聚態(tài)物理、高溫超導體、光學量子材料，到人生中離不開的核磁共振、存儲、通信等技術的研究，國內(nèi)外很多知名機構和企業(yè)都離不開光谷......光谷如何占領了創(chuàng)新的制高點？

6月15日，“奮進中國 大江澎湃”全網(wǎng)重大主題宣傳活動媒體團走進武漢光谷，采訪國家脈沖強磁場科學中心、光谷實驗室兩個前沿科創(chuàng)高地，感受這片創(chuàng)新沃土上的“追光”傳奇，試圖解碼將新發(fā)展科技創(chuàng)新關鍵變量轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量發(fā)展最大增量的“光谷實踐”。

從受制于人到超越，光谷“磁場”閃耀世界

進入武漢東湖湖畔華中科技大學東大門不久，即是一片郁郁蔥蔥的樹林，幾棟已有十年歷史的灰色建筑掩映其中。偌大的華中科技大學校園內(nèi)，它們看起來頗為“低調(diào)”。不過，不起眼的建筑群內(nèi)，卻有著一塊能夠吸引全世界科研精英的“磁鐵”——國家脈沖強磁場科學中心。

位于華中科技大學的國家脈沖強磁場科學中心。? ? 本文攝影除署名外均為 澎湃新聞記者?王玨瑋

6月15日，“奮進中國 大江澎湃”全網(wǎng)重大主題宣傳媒體團來到這里，衣著簡單、樸實的國家脈沖強磁場科學中心主任李亮接受澎湃新聞（www.thepaper.cn）等媒體采訪，講述了中國脈沖強磁場從無到有、從弱到強的歷程。

“強磁場是物質(zhì)微觀世界的放大鏡，對提升我國前沿基礎科學研究、推動關鍵技術變革意義重大。”李亮說，通俗來講，實際上是為全球科學家尤其是國內(nèi)科學家做基礎研究提供“極端條件的實驗平臺”，它能夠產(chǎn)生極強的磁場，極低的溫度，極高的壓力。而在這樣一種極端條件下，材料可以反映出一些常態(tài)下觀測不到的物理效應、現(xiàn)象，這有助于科研人員實現(xiàn)新的前沿研究突破，發(fā)現(xiàn)新的物理原理和材料。

不過，用上這樣的實驗平臺，對國內(nèi)科學家來說曾是“奢望”。上世紀80年代，國外利用建成的30多個脈沖強磁場實驗裝置，開展各領域前沿科學研究，獲得多項諾貝爾獎。而我國由于長期缺乏這類裝置，想在強磁場環(huán)境下做實驗，只能借用國外的實驗室。這意味著，要想做實驗，就得干等著別人做完，而這往往導致喪失科研先機。“有時候我們整個國家在美歐的強磁場實驗室一年都做不上一次實驗。”李亮說。

建設屬于中國自己的強磁場實驗室，顯得迫在眉睫。

6月15日，國家脈沖強磁場科學中心主任李亮（右）向媒體團介紹脈沖強磁場裝置工作原理。

2007年1月，國家發(fā)改委批復，由華中科技大學建設脈沖強磁場裝置。這也是教育部所屬高校承建的第一個國家重大科技基礎設施項目。時任華中科技大學校長李培根，三次親自邀請已在強磁場領域嶄露頭角，并就職于歐美一家知名強磁場實驗室的校友李亮，希望他回國牽頭該項目建設。

這次，母校的誠意深深地打動了他，同時出于對強磁場事業(yè)的熱愛，李亮選擇回國。

“祖國可以給我提供更高的事業(yè)發(fā)展平臺。”更長遠來講，李亮希望在中國建設一個能將脈沖強磁場科學、脈沖強磁場技術和脈沖強磁場應用結合起來的開放式公共科研平臺。

“2007年立項，2008年開工建設，到2013年建成，我們用了5年的時間，中國脈沖強磁場裝置從無到有。”李亮告訴記者，實驗室建成后，邀請了眾多國際磁場實驗室主任、首席科學家前來評估，最終結果是“中國裝置首秀成功”：中國的磁體和電源技術世界頂級，控制系統(tǒng)國際領先。

近10年來，李亮帶領團隊將設施面向全球開放共享，吸引國內(nèi)外科學家前來開展科學研究，已支撐北大、清華、哈佛、劍橋等123家國內(nèi)外科研機構開展實驗1728項，在Nature、Science、PRL等期刊發(fā)表論文1476篇，取得了包括發(fā)現(xiàn)第三種規(guī)律的對數(shù)周期量子振蕩等在內(nèi)的一大批原創(chuàng)成果，打造了強磁場國際學術高地，實現(xiàn)我國強磁場實驗條件從“受制于人”到“授之予人”的跨越。

“我們每年對外開放率是74%，那么其中的10%是對國外開放的，64%是對國內(nèi)科研院校開放，剩下的26%則是對學校自己。”說起這些，李亮不免流露出一絲自豪。

“我們的裝置，是為前沿技術人員服務，那么我們的科研水平究竟如何，不能我們自己說了算。”李亮回憶說，2018年，在脈沖強磁場裝置正式投用數(shù)年后，他和團隊又將前述國際同行請了回來，再次做了一次評估，結果仍然是“國際領先”，“時至今日，評估脈沖強磁場實驗裝置的五個指標，我們有四個是第一，還有一個并列第二。”

國家脈沖強磁場科學中心內(nèi)的實驗設施。

據(jù)李亮介紹，為進一步提升設施的整體性能和開放共享水平，“十四五”期間，國家脈沖強磁場科學中心將聚焦物質(zhì)科學、生命科學、強電磁工程科學等領域重大科學問題和國家戰(zhàn)略需求，從磁場參數(shù)提升、測量手段豐富和研究領域拓展三方面，對設施進行全方位提升，建設110T超強磁場、70T平頂脈沖磁場和9.5T超導脈沖復合磁場，10類實驗測試系統(tǒng)以及設施支撐基礎平臺，“打造全球規(guī)模最大、具有重要國際影響力的脈沖強磁場科學中心。”

目前，設施優(yōu)化提升項目已于2022年9月獲得國家發(fā)改委可行性研究報告批復，總投資暫定21.385億元，建設周期5年。

“強磁場裝置的磁場強度，就像看微觀世界的放大鏡倍數(shù)，磁場強度越高，那么看微觀事物就越清晰。設施優(yōu)化提升項目完成后，我們的裝置指標會更高，功能會更多，研究領域也會更廣，所有的指標將全面達到國際領先水平。”李亮如是說。

現(xiàn)在回想，國家脈沖強磁場科學中心為何會在武漢落地、生長？李亮認為，彼時建設脈沖強磁場裝置，“得到了湖北省的大力的支持”。而作為承建這一教育部重點實驗室、國家重大科技基礎設施的華中科技大學，也具有學科優(yōu)勢、人才優(yōu)勢。現(xiàn)在，在武漢成長起來的國家脈沖強磁場科學中心，展現(xiàn)了其吸引眾多科研要素和國內(nèi)外人才的“強磁場”，助力武漢打造“國家科技創(chuàng)新中心”，為長江經(jīng)濟帶發(fā)展貢獻力量。

從中國光谷到世界光谷，解決眾多“卡脖子”關鍵技術

同在華科大校園，在國家脈沖強磁場科學中心不遠處，還有一群特殊的“追光者”。

2021年2月，在湖北省科技創(chuàng)新大會上，首批7個湖北實驗室集中揭牌。7個湖北實驗室中，湖北光谷實驗室最令人矚目。依托華中科技大學，以武漢光電國家研究中心為核心的多個國家級研究平臺為支撐，聯(lián)合中科院精測院、中國信科等8家優(yōu)勢科研機構和企業(yè)共同建設。

光谷實驗室成立之初的定位便是以國家和湖北經(jīng)濟社會發(fā)展的重大戰(zhàn)略需求為導向，以光電子技術與裝備為主題，瞄準未來智能時代的高端芯片、光電融合、異質(zhì)異構集成、智能感知、激光微納加工等前沿科學與技術問題，解決“卡脖子”關鍵核心技術。

武漢光電國家研究中心（光谷實驗室）大樓。

帶著重大使命誕生，被寄予厚望的光谷實驗室很快走出了自己的創(chuàng)新實踐之路。

短短兩年時間，光谷實驗室聚焦面向智能感知領域的光電融合芯片和微系統(tǒng)、面向通信領域的化合物半導體器件及制造裝備、面向高端制造業(yè)的先進激光器與制造裝備三大方向組建了一支高水平科研攻關團隊，開展長期穩(wěn)定的基礎與應用基礎研究。

實驗室很快在極紫外相干光源、量子點紅外探測器、高速高精度飛秒激光微納3D打印、激光雷達芯片、光電融合集成芯片等重點科研任務上均取得重要階段性進展，一批原創(chuàng)性科研成果涌現(xiàn)。

6月15日下午，在光谷實驗室的對外展廳的生命光電子、信息光電子、能源光電子等單元，記者看到，多個從實驗室走出的科研成果得以落地生花。

光谷實驗室的歷史和發(fā)展目標。

“激光共聚焦內(nèi)窺鏡”是首個獲批醫(yī)用的國產(chǎn)共聚焦內(nèi)窺鏡，實現(xiàn)了光纖顯微探頭、微米精度三維光纖成像耦合器等關鍵技術創(chuàng)新，在武漢協(xié)和醫(yī)院、山東齊魯醫(yī)院等權威醫(yī)療中心應用，實時提供與病理切片等效的信息。

IC光刻機一直是我們的空白，長期被“卡脖子”，我國從2000年開始戰(zhàn)略布局，開展90nm至14nm相關研究。工作臺是光刻機的三大核心之一，光谷實驗室研發(fā)的IC光刻機機械設計系統(tǒng)，發(fā)明了納米精度工作臺，應用于首臺國產(chǎn)IC光刻機和封裝光刻機，實現(xiàn)歷史性突破。

“光谷光電子信息產(chǎn)業(yè)進一步做強做大，必須提高原始創(chuàng)新能力。”對光谷實驗室的定位，實驗室副主任、華中科技大學光學與電子信息學院院長唐江認識清晰：解決“卡脖子”關鍵核心技術，開展“從0到1”的創(chuàng)新。

武漢光電國家研究中心對外展示的設備。

此外，實驗室30多個項目、120多項知識產(chǎn)權轉(zhuǎn)化，累計轉(zhuǎn)化價格2.6億元，實現(xiàn)兩個全國突破：科技成果轉(zhuǎn)讓標底國內(nèi)最大、個人及團隊分配比例最高，教育部直屬高校首個公開掛牌交易成果。“華中科技大學-華為技術有限公司下一代存儲器件應用技術聯(lián)合”、“華中科技大學-騰訊公司智能云存儲技術聯(lián)合研究中心”......光谷實驗室與華為、騰訊、海康威視等企業(yè)共建了25個聯(lián)合實驗室。

光谷實驗室辦公室副主任施維軒向澎湃新聞等記者介紹，正是在光谷這片科創(chuàng)熱土上，實驗室的前沿成果得以不斷涌現(xiàn)，推動了形成產(chǎn)學研用高效協(xié)同、深度融合的創(chuàng)新體系。

2022年4月，武漢獲批建設具有全國影響力的科技創(chuàng)新中心，成為國家批準建設的第五個科技創(chuàng)新中心。作為原始創(chuàng)新策源新高地，光谷被寄予厚望，賦予新的時代內(nèi)涵，加速追光的“中國光谷”，闊步邁向“世界光谷”。

武漢光電國家研究中心里“為國爭光”的口號。

面對新使命，施維軒介紹，武漢正在力爭把光谷實驗室打造為國家實驗室，面向世界科技前沿和面向國家重大需求加強原始創(chuàng)新，是國家實驗室的重要使命。厚植于這片科創(chuàng)熱土，實驗室以產(chǎn)出世界級重大成果為目標，對標國家實驗室，將建設國際一流的光電重大科技基礎設施平臺作為創(chuàng)建國家實驗室的核心支撐，打造我國光電領域的戰(zhàn)略科技力量，推動光電子信息產(chǎn)業(yè)從“獨樹一幟”到“國際引領”。

邊說，施維軒向記者指了指展廳兩側(cè)的標語：“追求卓越 為國爭光”。

關鍵詞：