重力仪捕捉“地心引力” 硅基芯片上“种”出光源

湖南组建10余个量子科研平台

12月26日，长沙量子测量产业技术研究院内，一台名为量子绝对重力仪的精密设备正静静“聆听”地球的脉动。

这台“大地CT机”由该研究院自主研发，能精准测量地球表面重力加速度，精度可达到小数点后第八位，居国际领先水平。

“小数点越往后精度越高，能够提取到的信息量就越大。”该研究院研发中心主任赵伟靖介绍，除了进行地球科学研究外，量子绝对重力仪还能通过探测重力信息变化，为资源勘探、灾害预警、辅助导航、国防安全保障等众多领域提供全新的技术手段。

眼下，该研究院正全力推进2025年省“十大技术攻关项目”之一的低空空域量子绝对重力测量关键技术研发。

“湖南是矿产资源大省，该项目旨在将量子测量与物理勘探深度融合，提升勘探效率与精度。”赵伟靖解释道，传统地质勘探多依赖人力跋山涉水，而低空量子探测技术将为地质学家装上“透视眼”，能够通过飞行平台快速、敏锐地捕捉地下矿产、地热等资源引起的局部重力场异常。

项目中，一套智能重力解释反演处理软件也在加速攻关。运用先进的算法和模型，该软件能将低空量子绝对重力仪采集到的复杂数据进行分析和处理，还原出地下真实的地质结构，为资源勘探等工作提供科学依据。

技术用到的量子，是能表现出某物质或物理量特性的最小单元。它不仅使人类对物质结构和相互作用的认识深入到微观层面，更催生出一系列改变人类生活的技术。

今年是量子力学诞生的100周年，被联合国定为“国际量子科学与技术年”。湖南，将量子科技布局为未来产业。湖南汇思光电科技有限公司、湖南大学联合攻关的硅基量子点激光器在2021年入选首批省“十大技术攻关项目”。

在全球科技舞台上，硅基光源难题一直困扰着众多科研人员：传统硅基芯片擅长处理电子信号，却很难高效发光，可光通信、光集成离不开稳定的“硅基光源”。

团队采用的破局思路，是在硅基芯片上“种植”一种名为量子点的半导体材料。团队通过特殊工艺，让具备优异发光特性的量子点在硅衬底上直接外延生长，为“硅基光源”开辟了一条全新的发展路径。

“让量子点在硅衬底上直接外延生长，使激光器的体积变得更小，能耗也大大降低。”汇思光电副总经理杨骏捷介绍，目前，该项目已在研发与市场上实现关键突破。未来，数据中心在获得更高算力的同时，将大幅度降低能耗；观众在使用虚拟现实设备时，将因为更低的延时，得到更沉浸、真实的体验。

记者也从省科技厅获悉，为助推全省量子科技创新与产业发展，“十四五”以来，我省已组建10余个量子科研平台（产业创新联合体）。未来5年，湖南还将构建覆盖部件、设备到服务的全产业链，推动量子技术与传统产业深度融合，打造具有全球影响力的量子科技名片。