江淮大地激荡创新奋进曲

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稳态强磁场实验装置。记者 徐旻昊/摄(资料图片)

2016年4月,习近平总书记视察安徽时指出,安徽作为科技大省,这些年抓科技创新动作快、力度大、成效明显,值得肯定。当今世界科技革命和产业变革方兴未艾,我们要增强使命感,把创新作为最大政策,奋起直追、迎头赶上。牢记习近平总书记殷殷嘱托,深入实施创新驱动发展战略,四年多来,安徽科技创新能力稳步提升,重大源头科技成果不断涌现,尖端产业创新成果加速落地,创新型省份建设取得新突破。

紧紧抓住科技创新这个“牛鼻子”,江淮大地涌现出一个又一个“最多”“首次”和“第一”,区域创新能力稳居全国第一方阵。把创新作为引领发展的“第一动力”,科学统筹疫情防控和经济社会发展,扎实做好“六稳”工作,全面落实“六保”任务,安徽着力培育壮大新的增长点增长极,牢牢把握发展主动权。构建“政产学研用金”深度融合的科技大市场,打通科技成果转化“最后一公里”,安徽营造良好创新生态,倾力打造创新高地。

抓创新就是抓发展,谋创新就是谋未来。安徽必将在推动高质量发展的征程中迎来更加美好的明天!

安徽科技护航“天问一号”

7月23日,“天问一号”火星探测器正式踏上太空之旅。中科院合肥物质科学研究院、中国科技大学、中电博微16所、38所、43所以及中电博微圣达科技都用自己的科研成果为“天问一号”的火星探测之旅贡献着安徽科技的力量。

“天问一号”火星探测器由着陆巡视器和环绕器组成,其中环绕器有效载荷火星磁强计由中国科技大学研制,其主要功能是获取火星空间磁场环境高精度数据,全面准确地测量火星空间边界层,探测火星南部局地岩层的剩磁及火星感应磁层等。中电博微38所负责研发了我国首款环绕器次表层探测雷达,是七个火星探测设备之一,可实现对火星次表层10米以下的分层精度探测,相当于为“天问一号”加装了一双“透视眼”。

在茫茫宇宙中,探测器发回的信号非常微弱,中电博微16所研发的低温接收机,采用低温制冷的方式使核心微波接收链路工作在-253℃真空低温环境中,通过物理极限大幅降低电子器件的热噪声,从而使接收系统获得“超级灵敏度”,可将信号接收、探测的距离实现量级式提升,好比为地面测控和通讯系统装上了“顺风耳”,能满足包括火星探测在内的星际探索任务要求。中电博微43所自主研制的厚膜抗辐射DC/DC变换器像“心脏”一样,为“天问一号”姿轨控系统提供稳定供电,确保火星探测器在历时7个月的时间里能够按预定姿态和轨道飞行、顺利进入火星轨道,并为后续的着陆任务提供保障。

着陆是整个火星探测任务中难度最大的过程之一。为了保障“天问一号”在火星表面成功实现软着陆,在它的着陆机构中采用了中科院合肥物质科学研究院固体所研制的特种高吸能合金,利用该合金突出的强韧性、轻质性和吸能性为“天问一号”保驾护航。中电博微圣达科技研发的系列铝硅封装外壳为探测器着陆系统的TR组件等核心关键元器件提供了轻质可靠的封装解决方案,为器件内部电路穿上了安全可靠的“保护衣”,有了这层“保护衣”,探测器在火星安全平稳着陆又多了一份保障。(记者 汪永安)

千公里级量子保密通信实现无中继

今年6月,“墨子号”量子科学实验卫星在国际上首次实现基于纠缠的无中继千公里级量子密钥分发,不仅将地面无中继量子保密通信的空间距离提高了一个数量级,而且确保了极端情况下的安全性。这是中国科学技术大学潘建伟院士团队联合中外相关科研团队在量子通信现实应用上取得的重要突破。

量子保密通信技术已经从实验室演示走向产业化。量子通信提供了一种原理上无条件安全的通信方式,但要从实验室走向广泛应用,需要解决现实条件下的安全性和远距离传输两大挑战。在城市,通过光纤建构的城域量子网络通信已经开始尝试实际应用,我国在城域光纤量子通信方面已处于国际领先地位。在现有技术水平下,使用可信中继可以有效拓展量子通信的距离。然而,中继节点的安全仍需得到人为保障,如果卫星被他方控制,就存在信息泄漏风险。自全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”在2017年首次实现基于中继的千公里级量子纠缠分发后,实现无中继远距离量子密钥分发就成为国际学术界热切期盼的目标。

潘建伟及其同事彭承志、印娟等组成的团队联合中外相关团队,实现了地面望远镜相关接收效率的提升。“墨子号”过境时,同时与新疆乌鲁木齐南山站和青海德令哈站两个地面站建立光链路,以每秒2对的速度在地面超过1120公里的两个站之间建立量子纠缠,进而在有限码长下以每秒0.12比特的最终码速率产生密钥。实验中,通过对地面接收光路和单光子探测器等方面进行精心设计和防护,保证了公平采样和对所有已知侧信道的免疫,所生成的密钥不依赖可信中继,并确保了现实安全性。

该项成果在国际著名学术期刊《自然》上在线发表,《自然》杂志审稿人称赞该工作“展示了一项开创性实验的结果”“这是朝向构建全球化量子密钥分发网络甚至量子互联网的重要一步”“不依赖可信中继的长距离纠缠量子密钥分发协议实验的实现是一个里程碑”。

此外,基于该研究成果发展起来的高效星地链路收集技术,可以将量子卫星载荷重量由现有的几百公斤降低到几十公斤以下,同时将地面接收系统的重量由现有的10余吨大幅降低到100公斤左右,实现小型化、可搬运,为将来卫星量子通信的规模化、商业化应用奠定坚实基础。(记者 陈婉婉)

位于合肥的“中国声谷”体验中心。记者 李博/摄 (资料图片)

东方超环点亮核聚变希望之光

“近年来,我们依托自主研制的世界上第一个全超导托卡马克核聚变实验装置,创造了一个又一个世界纪录,让科学岛跻身国际一流磁约束核聚变研究中心。 ”日前,中科院合肥物质科学研究院等离子体所副所长徐国盛研究员告诉记者。

聚变能由于具有清洁、环保、安全、原材料储量极其丰富等优点,被认为是最终解决人类能源问题的战略能源。中科院合肥物质科学研究院等离子体所先后建成并运行了四代托卡马克核聚变实验装置,其中包括世界上第一个非圆截面全超导托卡马克EAST。EAST又被称为东方超环,是由我国科学家独立设计建造的世界首个全超导托克马克。2006年9月,东方超环首次等离子体放电成功。 2012年打破世界纪录,获得超过400秒的两千万度高参数偏滤器等离子体;获得稳定重复超过30秒的高约束等离子体放电。 2016年11月,获得超过60秒的完全非感应电流驱动(稳态)高约束模等离子体,成为世界首个实现稳态高约束模运行持续时间达到分钟量级的托卡马克核聚变实验装置。 2017年7月,实现稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行,创造了新的世界纪录。 2018年,在电子回旋与低杂波协同加热下,等离子体中心电子温度达到1亿度。

东方超环的建设和投入运行为世界稳态近堆芯聚变物理和工程研究搭建起一个重要的实验平台,使中国成为世界上第一个掌握新一代先进全超导托卡马克技术的国家。现在,选址合肥三十岗的聚变堆主机关键系统综合研究设施全面开工建设,这标志着从合肥启航的“中国聚变梦”迈出重要一步。 “从EAST实验装置到中国聚变工程试验堆,我们所做的每一件事都是人类没有做过的。我相信,假以时日,科研人员一定能逐步解决未来聚变堆核心科学和技术问题,让取之不尽、用之不竭的清洁聚变能造福人类。 ”徐国盛自豪地说。(记者 汪永安)

稳态强磁场跻身世界一流

“目前,我国稳态强磁场实验室产出远超欧洲的法国格勒诺布尔实验室、荷兰奈梅亨强磁场实验室,与美国国家强磁场实验室相比,产出成果还有一定距离,但优质成果比例与美国强磁场实验室相当。 ”在日前举行的大科学装置媒体开放日活动中,中科院合肥研究院强磁场中心学术主任匡光力研究员告诉记者。

强磁场与极低温、超高压一样,被列为现代科学实验最重要的极端条件之一,在发现新现象、催生新技术方面具有不可替代的作用,也被国际上视为21世纪科学、工程和技术的交叉联合体。稳态强磁场实验装置于2008年5月19日获批开工,2010年10月28日转入“边建设,边运行”模式,2017年9月27日通过国家验收。该装置的建成,使我国成为继美国、法国、荷兰、日本之后第五个拥有稳态强磁场的国家,稳态强磁场实验条件从无跃升至世界领先水平。目前该装置已建成3台场强创世界纪录的水冷磁体,建成场强排名全球第二的40万高斯级混合磁体,将向45万高斯的世界纪录发起冲击。

自投入试运行以来,稳态强磁场实验装置状态良好。强磁场下的实验测试系统包括输运、磁性、磁光、极低温、超高压和组合显微六大系统,为开展凝聚态物理、化学、材料科学、地学、生物学、生命科学等学科的前沿研究提供强磁场平台。截至2019年底,已累计运行408402小时、开展实验课题数2390个。特别是2015年之后随着自主研发的高场水冷磁体的逐台投入运行,改变了国内科研人员为做高场实验必须到国外开展从而受到很大限制的局面,为我国相关学科的发展开拓了很强的自由度,已为清华、北大、复旦、中科大、中科院物理所等国内一流科研院所和高校的近150家用户单位提供了实验条件,产出一大批具有国际影响力的高水平成果,支撑了我国多学科前沿科学探索。(记者 汪永安)

柔性可折叠玻璃领跑世界

8月13日,中建材蚌埠玻璃工业设计研究院成功开发出30μm柔性可折叠玻璃,再创一项玻璃新材料领域中国第一、世界领先的成果。

作为新中国第一批综合性甲级科研院所,蚌埠院始终坚持“创新是引领发展的第一动力”理念,始终聚焦国家重大战略与国民经济发展需求,取得多项重大创新成果,引领了我国玻璃新材料从跟跑向并跑、领跑的战略性转变。

抢占先机,培育前沿技术领域竞争优势。随着5G、互联网+、AI等信息技术的快速进步,柔性显示成为引领显示产业新一轮变革的动力引擎,作为柔性显示的核心材料,柔性玻璃成为全球显示产业科技竞争和未来发展制高点。蚌埠院瞄准世界科技前沿,抓住大趋势,下好“先手棋”,在国内率先开发出30μm柔性可折叠玻璃,产品性能与德国肖特相当,实现了我国在前沿电子玻璃领域的世界领先,为我国柔性显示产业树立民族品牌优势提供了核心材料支撑。

创新驱动,保障关键领域产业链供应链稳定。作为信息显示产业的关键功能材料,我国显示玻璃长期被美、日等国少数企业垄断,严重影响了我国万亿元信息显示产业的产业链供应链安全。针对产业发展关键环节缺失,蚌埠院在关键领域、卡脖子的地方下大功夫,2018年4月稳定量产出世界最薄0.12mm超薄触控玻璃,2019年9月成功下线中国首片浮法8.5代TFT-LCD玻璃基板,实现我国信息显示产业的固链补链强链。

央企责任,维护国家公共卫生安全。中性硼硅药用玻璃是国际上用于注射剂包装的指定材料,我国全部依赖进口。蚌埠院发挥专业优势,在国内率先开发出中性硼硅药用玻璃,尤其是在新冠疫情期间,成功研发出国内首支疫苗玻璃瓶,为解放军军事医学科学院等疫苗研发生产机构免费提供1000万只疫苗玻璃瓶,为疫情防控斗争作出了贡献,为人民生命安全和身体健康提供了保障。(记者 汪永安)

中科院SC200超导质子治疗系统。记者 徐国康/摄(资料图片)

智医助理,防控一线显身手

“我是双岗街道的服务人员,正在收集居民的健康状况,请问您现在有没有发烧呢? ”合肥庐阳区双岗街道社区卫生服务中心所使用的这个系统是科大讯飞研发的智医助理电话机器人。利用这款智能语音外呼平台,社区工作人员可以在半小时完成辖区内发热人群的情况摸底,随后对重点人群进行随访。

“系统刚上线时,信息采集的完整度只有80%左右,一些地区地方口音重,完整度更低。 ”科大讯飞医疗首席科学家贺志阳介绍说,针对武汉话等方言本身的发音及语义特点,人工智能训练师不断调整算法和模型,机器通过深度学习提升语义理解、智能交互水平,如今完整度已达90%。 “智医助理1分钟可拨打900个电话,借助这个特别助理进行重点人群发热筛查和跟进随访,可将效率提升5倍以上,从而减轻基层医务工作者的随访负担,降低医务人员上门沟通交叉感染的风险。该系统还在韩国正式上线,服务韩国70%以上的城市。 ”贺志阳补充道。

作为人工智能“国家队”,科大讯飞在疫情发生后迅速行动,升级智医助理系统,打造新冠肺炎影像辅助诊断平台,努力为战“疫”贡献科技力量。

每诊断一个新冠肺炎病例,影像医生要花费大约10分钟至30分钟时间。而科大讯飞研发的人工智能新冠肺炎影像辅助诊断平台,通过4D对比分析+多模态辅诊精准识别,3秒即可完成一例新冠肺炎辅助诊断,大大提高了医生工作效率。目前,人工智能辅助诊断平台已为1200余家医疗机构提供医疗影像辅助诊断服务。依托该平台的智医助理已覆盖1.2万家基层医疗机构和3.6万名基层医生,为湖北、北京、上海、浙江、安徽等全国30个省(市)的指挥部、卫健委、医院等提供智能服务。

在7月9日举行的2020世界人工智能大会云端峰会上,科大讯飞董事长刘庆峰介绍说,新冠肺炎疫情发生以来,讯飞的“AI+医疗”技术已服务国内外居民7000余万人次。(记者 李跃波)

(责任编辑:支苗苗)

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