中青报·中青网记者 张亚云
量子精密测量技术是运用量子力学原理，通过主动操控量子态来突破测量精度极限的综合性技术，相比传统高精度重力测量技术，量子精密测量技术能够极大提升测量精度。中国船舶集团有限公司第七一七研究所（以下简称“七一七所”）作为国内量子精密测量技术先行者，活跃着一批以清华大学博士沈楚洋为代表的青年科研工作者。1991年出生的沈楚洋作为技术负责人，带领着10名90后组成的团队，埋头攻坚，突破技术封锁，用5年时间完成量子重力梯度仪从实验室到应用场的破壁之旅，助力我国量子重力测量技术从“跟跑”跻身“领跑”行列，为深海、深地勘探提供核心技术支撑。
青春无惧，让量子重力测量走出实验室
高精度重力测量，被誉为地球的“CT扫描”，是深海、深地资源勘探，地质灾害预警等领域的核心技术支撑。但是，传统高精度重力测量核心技术长期被国外封锁，中国一直在追赶，仍难免受制于人。
沈楚洋2020年7月入职七一七所以来，一直从事量子重力精密测量领域技术研究。据他介绍，传统的高精度重力测量仪器由于易受环境、设备老化等因素干扰，精度难以提升。国际上正在朝量子重力精密测量技术方面发展，量子重力精密测量是一种集激光冷却原子、量子态调控等前沿技术于一体的精密测量技术。由于量子态非常脆弱，难以捕捉，目前，这一技术大多停留在实验室阶段，要使这一技术摆脱实验室环境走向应用面临极大挑战。
面对“硬骨头”，沈楚洋带领团队依托七一七所及周边高校在光量子器件和装备制造的深厚积累，开展全产业链关键技术联合攻关。他们发挥全链路自主研发优势，从核心激光器、光机组件到整机系统，层层突破环境适应性设计难题，成功研制出可在不同温度条件下稳定工作的量子重力梯度仪，不仅大幅缩小了设备体积，更将环境适应性提升至国内领先水平，突破了从实验室走向野外实用化的瓶颈。
心无旁骛，以冷原子破局，动态测量性能国际领先
在谈到量子测量与传统重力测量的区别时，沈楚洋打了一个形象的比喻，传统重力测量好比以弹簧为测量工具，因为弹簧本身会受到环境、老化等因素的影响而造成自身不稳定，拿这样的工具去测量必然会对测量精度产生影响，而量子测量则是拿原子的内禀能级结构作为测量工具，因其自身很稳定，就会极大提升测量精度。其灵敏度远超传统设备，对深地勘探、灾害预警等领域具有重要意义。
研制之路布满荆棘，量子重力精密测量设备实际应用会面临许多复杂情况，与实验室稳定的环境不同，实际应用中常常遇到极端温度，还会面对震动、潮湿和灰尘等复杂环境，解决量子测量在野外环境下的激光、结构等稳定度成为关键。
2022年的武汉盛夏时节，40摄氏度的高温让人感觉就像在蒸桑拿，此时，正是量子重力梯度仪外场测试的关键阶段，沈楚洋和团队成员顶着烈日，耐着酷热，衣服被汗水浸透，结下厚厚的盐渍，但是，这群90后没有一个人抱怨、退缩。
经过上百个状态的实验，上千个参数的反复调试与优化，沈楚洋团队仅用不到两年时间，就突破了动态条件下冷原子干涉仪参数主动反馈控制、动态测量噪声抑制等多项核心技术，研制出我国首台量子重力梯度仪样机，其动态测量性能达到国际领先水平。
“研”以致用，推动量子重力测量技术场景应用
“科研成果的价值最终在于应用”，这是沈楚洋坚守的理念。
船载量子重力仪作为高精度量子重力测量设备，在海洋科学、资源勘探、基础测绘等领域有着广泛的用途，也是我国急需的测量装备。2023年，他带领团队开始了研制船载量子重力仪的艰难之旅，在国内率先开展船载量子重力仪多信息融合水下地质构造反演实验，以重力视角高效探明水下地质，为深海资源勘探提供核心技术支撑。
为了获取更多复杂地域的数据，2023年年底，沈楚洋和他所在的团队一起来到浙江的一个水库，进行重力测绘实验，寒冬时节的湖面，风雨交加。在试验船的甲板上，队员们开始设备调试，他们在寒风中进行一次次试验，采集一个个数据。最终，设备成功经受住恶劣环境考验，试验取得圆满成功，为船载量子重力仪野外应用积累了宝贵经验。
2024年以来，面对战略性新兴产业对高端量子重力精密测量设备的迫切需求，这支年轻的团队联合高校、地调机构，有针对性开展基于地质勘探等多个场景应用方向的量子重力测量设备研制，在精准了解市场客户需求的基础上，研究不同应用场景的理论与工程痛点，推动量子重力精密测量技术多场景应用。
从实验室的冷原子操控到户外场景应用，从技术突破到推动产业落地，沈楚洋和他的团队用五年时光书写了量子科技报国的青春答卷。作为工信部2024年未来产业创新发展优秀典型案例的核心成员，他们的研究不仅响应了国家前瞻布局未来产业的号召，更助力量子重力精密测量技术成为新质生产力的重要增长点。
2025年，沈楚洋被共青团中央、全国青联授予新时代青年先锋奖。面对取得的成绩和获得的荣誉，沈楚洋告诉记者，这些成绩的取得依靠的是团队之力，更是七一七所多学科专业交叉融合催生的结果。
七一七所团委负责人介绍，七一七所以创新立所，特别重视青年人才培养，8个创新团队中35岁以下青年占了六成，对重大关键技术实行揭榜挂帅制度，目前5个揭榜挂帅的团队，均由入所3至5年的青年骨干组成，在推动应用基础研究方面取得积极成效。
“量子科技的征途是星辰大海，我们要只争朝夕，抢占量子领域科技创新高地。”沈楚洋说。
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