国仪量子五周年:亮相离子阱量子计算原型机和场发射扫描电镜
本报记者 张晓梅 / 吴明 张骅

“科学家从未知中发现火种,而我们是传播火种的那群人。”2021年12月23~24日,国仪量子以“传播火种的那群人”为主题,举行五周年毅行活动和五周年发布会。
发布会上,国仪量子董事长贺羽回顾一路走来的发展成果,发布了量子精密测量发展路线图,首次亮相重量级新品,并官宣完成C轮融资。五年的产业化发展,成果斐然;擘画的发展蓝图,令人期待!

从星星之火到燎原之势
12月23日下午,国仪量子合肥总部同事组织了环蜀西湖五公里毅行,无锡、北京、上海、广州、重庆、武汉等地团队在当地同步进行,为国仪量子庆生。从成立之初的十余人,到成长为一支400多人的高水平团队,短短五年,国仪量子快速壮大。
团队茁壮成长的背后,是研发实力、产品竞争力和服务能力的不断提升。12月24日下午,“传播火种的那群人”五周年发布会于线下、线上同步进行,国仪量子董事长贺羽的主题演讲展示了丰硕的发展成果。回首成立之初,国仪量子以4件转让专利起家,通过不断加大研发投入,截至目前,已累计申请专利251件、PCT国际专利8件,登记软著56件,申请商标69件,并掌握高保真量子态调控技术、高灵敏度磁探测技术、微波收发技术、EPR探头技术、高精度扫描钻石探针技术、高速量子测控技术、电子光学技术、超高真空技术、精密运动控制技术、超高稳定高压电源技术等核心技术。
从2016年的一款工程样机,到如今已推出20多款高端科学仪器,国仪量子产品布局不断完善。成立伊始,国仪量子即承接中国科大原始创新成果并推动产业化发展,2018年,推出第一款产品——电子顺磁共振波谱仪EPR100,并于2020年推出EPR200-Plus、EPR200M、EPR-W900等多款电子顺磁共振波谱仪,形成全面的X波段产品系列,W波段高端波谱仪实现了亚洲首台签约。基于全球领先的NV色心量子自旋调控技术,国仪量子推出“人无我有”的量子钻石单自旋谱仪、量子钻石原子力显微镜、金刚石量子计算教学机,均在知名高校和科研单位实现交付,其中金刚石量子计算教学机全球出货已经超过100台。
国仪量子在先进科学仪器产业化的同时也自主研制了一系列关键部件,并且均取得了指标的突破,这些量子计算与测控产品不仅丰富了公司的产品线,作为“卡脖子”清单中的仪器设备,也将为公司带来了更广阔的市场空间。随着原始创新设备和关键部件仪器在市场的推广应用,国仪量子在科学仪器行业形成了集聚效应,吸引技术关联或市场相近的科学仪器团队不断聚拢,先后引入随钻核磁测井团队、扫描电子显微镜团队以及材料物理吸附分析仪器团队等,形成产业集聚效应,持续激活科学仪器行业的发展潜力。
秉持“以成就客户为中心”的经营理念,国仪量子致力于为全球范围内企业、政府、研究机构提供一流的服务,产品已经交付到海内外数百家客户。国内客户包括北京大学、清华大学、复旦大学、重庆大学、南方科技大学、江苏省锡山高级中学、中国科学院化学研究所、中国科学院电工研究所等学校和科研院所,以及中科芯(苏州)微电子、上海交大附属第九人民医院、苏州大学第二附属医院等企业、医院、政府机构。此外,国仪量子还向美国亚利桑那大学、加州大学伯克利分校、纽约州立大学石溪分校、德国美因茨大学、多特蒙德工业大学、澳大利亚昆士兰大学、麦考瑞大学、新加坡南洋理工大学等海外客户完成了产品交付,让中国的量子硬科技闪耀国际舞台。

从万家灯火到“新”火相传
作为国内最早成立的以量子精密测量为核心技术的创新企业,国仪量子一直以自身的创新发展推动行业进步。在五周年主题演讲中,贺羽董事长阐述了金刚石NV色心、原子磁力计、冷原子干涉仪、里德堡原子等当前主流技术类别,详细分析了各条技术路线的原理、测量场景、优点与发展挑战,以及国仪量子当前的业务方向聚焦。
金刚石NV色心具有高分辨率、高灵敏度,以及室温下生物相容性好的特征,将在新材料、集成电路、生命科学及临床科研等领域落地量子增强型检测技术及解决方案;原子磁力计可实现弱磁检测的极限灵敏度,将开启对人体生物磁检测、锂电池等领域新的技术突破;冷原子干涉仪可实现对惯性场、引力场的超精确、稳定的远程传感和标定,将为石油勘探、航空航天等领域开发高附加值仪器设备;里德堡原子技术可以实现超大带宽、小型化量子天线,可应用于微波计量、极弱信号通信、电磁对抗以及太赫兹信号传感等专业领域。
贺羽表示,各条技术路线依据应用场景各显神通,未来将并存发展,国仪量子将围绕量子精密测量发展路线图,聚焦金刚石NV色心、原子磁力计这两大技术路线,在产业链上游工艺、整机设备研发及下游应用生态三个方面与全球相关领域专家共拓前沿技术,携手推动量子精密测量产业化发展。
量子技术产业化是一项十分伟大且艰巨的事业,为了让更多科学家的力量汇集,国仪量子以长相干时间、高保真度、多比特量子操控为核心目标,发展全球领先的量子精密测量技术、量子计算技术及相关衍生技术,现已布局NV色心、离子阱等多条技术路线,并以科学仪器为利基市场打造赛道龙头。发布会现场,离子阱量子计算原型机和场发射扫描电子显微镜等高端科学仪器首发亮相,进一步壮大以量子精密测量为核心的先进科学仪器产业集群。
离子阱量子计算机虽然拥有相干时间长、门操控保真度高以及量子比特全连接等优点,但难点在于比特数量的大规模扩展。对科研工作者而言,搭建一台离子阱量子计算原型机往往需要耗费数年时间,投入的经费和人力也会让人望而却步。为了降低科学家从事量子计算与量子模拟等研究的门槛,国仪量子启动了内部代号为“722工程”的离子阱量子计算机开发项目,将于2022年推出第一台商用离子阱量子计算机,向该领域科研工作者提供稳定可靠的低成本解决方案。
另一款新品场发射扫描电子显微镜SEM5000,是一款高分辨的多功能扫描电镜,分辨率优于1 nm,放大倍数超过一百万倍。SEM5000的新型镜筒,优化了电子光路设计,采用高压隧道技术,在高电压和低电压下均能实现高质量成像;系统配置了无漏磁物镜,实现了无漏磁高分辨成像,适用于磁性样品分析;可选配多种探测器及其它分析仪器,能够满足用户的各种需求。SEM5000将广泛应用于锂电池材料、新型纳米材料、半导体材料、矿物冶金、地质勘探、生物等领域。
作为一家以量子精密测量为核心技术、以高端科学仪器为主要产品的高新技术企业,国仪量子获得多家知名机构的社会资本投入。在本次发布会上,贺羽董事长正式公布国仪量子完成数亿元C轮融资,投资方包括国风投基金、中科院资本、IDG资本、合肥产投、松禾资本、前海母基金等,此外,讯飞创投、科大国创、高瓴创投、同创伟业、博时创新、火花创投等老股东也继续参与了本轮融资。
累计融资额近10亿元的国仪量子,已成为一家独角兽企业,将进一步夯实自身研发体系,持续提升技术、产品、服务和解决方案等核心竞争力,用量子精密测量技术赋能千行百业,点亮万家灯火。
贺羽在接受媒体采访时表示,各条技术路线依据应用场景各显神通,未来将并存发展,国仪量子将围绕量子精密测量发展路线图,聚焦金刚石NV色心、原子磁力计这两大技术路线,在产业链上游工艺、整机设备研发及下游应用生态三个方面与全球相关领域专家共拓前沿技术,携手推动量子精密测量产业化发展。

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【蚌埠:高平台起跳 跑出创新加速度】

创新,是刻进蚌埠发展基因的密码;而创新平台建设,则是创新发展的关键动力。目前,我市共有(重点)实验室、工程实验室、工程技术研究中心等省级以上创新平台200家,其中国家级平台11家,省级以上创新平台总数居全省第3,皖北第1。

有合芜蚌国家自主创新示范区的大平台,在“政府主导、联盟共建、校企合作、企业自建”等不同形式的运行模式下,创新资源不断向平台集聚,平台的科研能力、管理水平不断提升。走进创新平台,源源涌动的创新活力扑面而来。在这里,感受科技的魅力,与未来对话。

做玻璃行业领头羊
“世界第一”诞生在蚌埠

玻璃,不仅薄如蝉翼,还能卷成一束,在室内光线下也能发电……不止晶莹剔透,更能变化万千。从石英砂到硅基新材料,科技彰显巨大力量,创新造就无限可能。走进中建材蚌埠玻璃工业设计研究院建设的浮法玻璃新技术国家重点实验室,犹如置身玻璃的博物馆。

浮法玻璃新技术国家重点实验室是我国玻璃行业批准建设的首个国家重点实验室,在中国工程院院士、中国建材集团总工程师彭寿带领下,研发团队围绕高品质浮法玻璃、节能减排技术、玻璃功能膜材料设计和镀制技术、玻璃新材料、特种玻璃技术5个方向开展前沿、共性、重大关键技术的研究。站在行业前沿,推动浮法玻璃工业的技术升级和产品更新换代。“去年一年,实验室共承担科研任务64项,其中国家省部级科研项目26项;解决了多项技术难题,特别在电子信息显示用超薄玻璃、药用玻璃、特种粉体材料等方面取得了系列创新成果。”实验室薄膜技术所副所长李刚颇为自豪地介绍,“十三五”期间实验室承担国家级课题5项,包括高世代电子玻璃基板和盖板核心技术开发及产业化示范,玻璃熔窑烟气多污染物协同深度减排技术及工程示范等。

坚持创新驱动,加强技术攻关,世界最薄0.12毫米触控玻璃、世界领先30微米柔性可折叠玻璃、具有自主知识产权的8.5代浮法液晶玻璃基板等一系列“中国首创、世界第一”的创新成果先后在蚌埠落地。“看到这几个小药瓶吗,别看小,技术含量可不低。”李刚告诉记者,这是中性硼硅药用玻璃,疫苗专用。而过去,这种玻璃只能依靠进口。依托不断完善的科研与产业融合机制,技术成熟后直接走出实验室形成产业化,在“碳达峰、碳中和”的语境下成为名副其实的市场宠儿。

有实验室做坚强后盾,不久前,由中建材蚌埠玻璃工业设计研究院牵头建设的国家玻璃新材料创新中心获批组建,成为“十四五”期间首批国家制造业创新中心,也是全国唯一的玻璃新材料领域国家制造业创新中心。

如何将平台作用发挥到最大?“共享”是答案之一。“实验室几十台仪器设备全部开放共享。”李刚介绍,创新中心以“公司+联盟”形式运营管理,汇聚80家企业、高校院所等创新主体和生产企业,开展关键共性技术攻关、测试验证、中试孵化等,完成了玻璃新材料的全产业链和创新链覆盖,以期形成跨领域、小核心、大协作、高强度的创新基地。

“争取通过5到10年时间,打造世界一流的玻璃新材料协同创新平台,成为国家级创新中心的标杆,助力我国玻璃新材料产业创新发展。”作为“掌门人”的彭寿掷地有声。

小身材有大能量
微电子领域有大作为

10月16日0时23分,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭点火发射,随后成功对接于天和核心舱径向端口。

神舟飞天,万众瞩目。在绝大多数人注意不到的地方,兵器214所提供的3款关键核心器件——步进电机驱动电源电路、直流有刷电机驱动电路和舱内压力传感器正默默发挥着作用。“第一款电路负责调整飞船太阳能帆板的角度和充放电调节,是电力保障的关键;第二款电路类似于自动锁,在对接过程中自动捕捉、对准、锁紧闭合机构;第三款电路像人的神经末梢,精准测量和反映舱内压力,为航天员提供生命系统支持。”214所工艺二部主任臧子昂拿着比火柴盒还小的电路解释说,别看这么小的微电子器件,要经过千万次的试验检验,能抵抗太空环境的超强辐射、强压力、高真空,始终保持稳定的参数,才能以“万无一失”来回应“苍穹之问”。

这三款器件,都属于MEMS(微电子机械系统)传感器。作为多学科交叉技术,综合性、创新性强,一直以来是各个国家必争的科技高地,此前一直是被国外垄断的高新技术。

“这个像化妆镜一样的就是承载着芯片的‘硅晶圆’,里面含有几百个芯片,每个芯片都能成为一个系统的‘大脑’。”214所MEMS技术副总师张胜兵说起研究成果来,如数家珍。依托兵器214所建立的微电子机械系统(MEMS)国家地方联合工程实验室,奔着解决MEMS产业化过程中的技术瓶颈而去,意在打通MEMS核心芯片产业化最后一公里,打破国外的技术封锁,推动我国产业技术的不断向前发展。

有214所6英寸体硅工艺技术平台做“试验场”,目前已开发了具有自主知识产权的6套完整的MEMS工艺体系,成功研制了包括惯性传感、光执行、环境感知在内的10余款MEMS产品,达到国际先进、国内领先。其中,高性能惯性MEMS传感器已达战术级,性能领先行业3-5年;光MEMS微镜解决了卡脖子技术难题。还有去年年初,仅用20天就成功研发了MEMS红外温度传感器,一年之内批量生产了5000万只,为“抗疫”特别是复工复产争取了宝贵时间。

如今,该实验室已经成为了全省乃至全国的MEMS核心芯片研发、制造中心和人才聚集、培养基地,为企业源源不断输送新产品、新技术、新工艺。“实验室成立以来争取国家级项目30余项,省部级项目10余项,项目经费超过5亿元。特别是谋划争取到8英寸微系统工艺平台建设项目,总投资超过2亿元,为实验室建设再上新台阶奠定了基础。”张胜兵告诉记者,围绕MEMS技术的纵深发展,工程实验室紧跟行业发展前沿,积极开展对外合作,每年完成横向合作项目30余项,与业内知名高校、研究所以及龙头企业开展紧密协作,共同开发孵化产品。目前已孵化的产品包含MEMS惯性、光、气体、温度、压力等传感器,服务机构30余家,在国内处于前列。

电子测试测量“国家队”
重大工程显身手

仪器仪表被称为科学研究的先行者,工业生产的倍增器。而电子测试测量和元器件技术水平则是一个国家创新能力和科技水平的重要标志。

作为电子测试测量的“国家队”,中电科40、41所是我国国防科技工业系统唯一的电子测试技术和机电元器件专业研究所,从事微波/毫米波、光电、通信、基础通用类电子测试技术和互连技术的研究和开发。迄今为止,完成了1600多项纵向科研任务,创造了130多项“中国第一”,在电子测试测量和元器件研发中跻身国内领先、国际先进行列,载人航天、探月、北斗、大飞机制造等国家重大工程中都扮演了重要角色。

“‘十三五’期间,40、41所共有30多项技术成果填补国内空白。”40、41所副所长王健形容,只有不断提高关键核心技术创新能力,把科技发展主动权牢牢掌握在自己手里,才能成为支撑国家科技自立自强和产业基础高级化的重要力量。

为此,40、41所构建了“1+5+N”的研发体系——形成“技术、产品、标准、知识产权、项目”5大体系;紧跟前沿技术制订N个专项计划,围绕国家重大需求着力攻关。数字是最直观的说明:“十三五”期间,该所共取得科技成果200余项;获各类科技奖100多项,包括国家科技奖3项、国防科技奖18项、省部级科技奖30余项。尤其是“新一代宽带无线移动通信网国家科技重大专项”的11项目技术成果得到转化,在5G通信基站、终端、物联网和核心网四大产业链核心环节得到广泛应用。

事实上,这些研究成果距离我们的生活并不遥远,它们仿佛“千里眼”、“顺风耳”,为生产和生活提供更多便利与保障——未来的智慧家庭,就可能用上40、41所研发的可燃气体报警、红外探测防盗、漏水报警等各种装置。该所孵化养殖设备、火灾报警系统、新能源电子、医疗电子等产品,早已在国内打响了知名度,部分产品还打入了国际市场。仅智慧养殖系统,就覆盖了全国70%的大型禽类养殖场。

“比如这套设备,在架桥铺路的时候可以同步安装。一旦地质结构发生变化,像山体滑坡、地震,系统就能发出预警,比‘千里眼’都灵光。”采访中,王健指着一套模型告诉记者,这叫地质工程分布式光纤监测关键技术,曾获得国家科技进步一等奖,也是所里的“代表作”。

加快科技成果转化应用,以科技创新引领经济结构调整和产业转型升级,是提升实体经济发展质量和核心竞争力、深化供给侧结构性改革的“关键一招”。有平台助力,蚌埠的科创力量高位起跳,在高质量发展的关键时刻凸显关键力量。

来源:蚌埠日报


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