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  上天入地!这个全球最大的量子实验室呼之欲出→ | 工地上的春天

  建设中的量子信息与量子科技创新研究院项目 王世保摄

  量子纠缠被爱因斯坦称为“鬼魅般的超距作用”,吸引着一代又一代科学家探究奥秘。2016年,浩瀚的星空中多了一颗中国制造的“量子星”——“墨子号”。它的升空,不仅将中国人的名字写进了量子物理学历史,同时让我国在量子通信等领域成功实现“弯道超车”。

  “墨子号”升空两年后,作为合肥综合性国家科学中心核心工程的中科院量子信息与量子科技创新研究院,在合肥高新区破土动工。眼下,春回大地,工地上热火朝天,项目的1号科研楼正在进行幕墙和外立面施工,将于2020年底竣工。这个全球目前最大的量子信息实验室项目,建成后将成为国家量子科技发展的重要战略部署,服务于国家信息安全保障。特别策划《工地上的春天》今天推出第七集《上天入地!这个全球最大的量子实验室呼之欲出→》。

  每天2万多步走出来的

  世界顶尖量子实验室

  语音:“您好!您已进入施工现场,请正确戴好安全帽、系好帽带走安全通道。注意安全,谢谢合作。”

  头戴安全帽,手拿空鼓锤,测完体温后,郭志强刷卡进入项目工地。

  远处俯瞰1号科研楼 王世保摄

  郭志强:“一天的步数一般都超过2万步。测空鼓空了的话,一下就听出来了。对结构安全没有什么影响,主要影响装饰效果。”

  郭志强,中国建筑第八工程局中科院量子研究院1号科研楼项目工程部经理,在项目工地上,大到工程进度,小到空鼓检测,都少不了郭志强。

  郭志强对进场材料进行检查 王世保摄

  2018年,中科院量子信息与量子科技创新研究院项目破土动工,这是郭志强回安徽后接手的第一个项目,没想到碰到的就是世界顶尖的量子实验室。

  郭志强:“当时只听说这个项目很重要,是1号工程,具体是用于哪方面的不太清楚。之后通过一段时间的了解,明白这个项目是干什么的,算是国家大科学战略的一部分。”

  项目工地在紧张作业 王世保摄

  在过去的100年里,量子物理学的研究直接催生了现代信息技术,核能、半导体晶体管、激光、核磁共振、高温超导材料等纷纷问世,改变了人类的生活。而在未来的100年里,研究更安全的量子通信、超快的量子计算,正引领着“第二次量子革命”的到来。合肥高新区管委会副主任方向民说,建设量子信息与量子科技创新研究院,就是要在未来的科技发展进程中拔得头筹。

  工人们正在抓紧施工 王世保摄

  方向民:“这种基础产业的研究、基础科学的研究,将来肯定会推动产业得到一个非常大的、跨越式的,甚至有可能是颠覆性的发展。通过对量子的研究,就会很大方面推动我们这个对世界的认识,包括研究中对技术的一些创新、发明,进而形成新的产业。”

  毫米级的误差精度

  作为目前在建的全球最大量子信息实验室项目,重要的实验室都是在地下。这样的设计是考虑到地下建筑物日常的震动系数比较小,能够减少未来量子实验中的外在干扰。而对于建设者来说,这种特殊的“地下室”精度要求高,施工难度也就加大了。

  郭志强:“最重要的实验室主要集中在地下,比较稳,算是嵌入地下了。因为实验室要求高大空间,所以造成整个项目的高支模区域比较多,地下室基本上全都是高支模。”

  从实验楼内拍摄的玻璃幕墙 王世保摄

  地下实验室,除了空间要大,实验室地面的浇筑也必须精准。

  郭志强:“地下室就是混凝土的结构,地坪浇筑的时候全都采用了激光整平机,能保证混凝土地面浇筑误差不超过5毫米。”

  从高空俯瞰,1号楼形状类似H型。这座东西长700多米的建筑外墙,大面积采用玻璃幕墙,项目中部数千块直面玻璃拼出纠缠扭曲的效果,其设计灵感来自量子纠缠。

  郭志强:“这个幕墙不是平面的,上面是一个扭得渐变的造型,反映量子纠缠的效应。靠拼缝的位置拼出来扭曲的效果,玻璃跟玻璃中间有个缝,通过调节缝,来拼凑出来扭曲的样子。”

  正在进行玻璃幕墙施工作业 王世保摄

  为了保证效果,项目技术人员要先对扭曲面进行建模,然后结合施工的要求出具施工图纸。这么大面积的异形结构,给建模工作带来了不小的麻烦。为了确保施工的精确度,项目全过程使用了建筑信息模型技术,通过数据仿真模拟建筑物所具有的所有真实信息。项目建筑信息模型技术负责人王传薪说,在采集数据时他们使用了放样机器人,减少误差。

  王传薪:“通过放样机器人在现场的一个点云扫射以及点云数据的传输,就能把现场实际要放的包括一些支模板、点位的轴网轴号,都可以在现场进行机器人实时的定位。误差达到了0.01毫米,是精度比较高的。”

  向神秘的量子世界出发

  受新冠肺炎疫情影响,施工人员缺口大,加上物流不畅,施工材料无法按期到达,1号实验楼的工程进度让郭志强揪着心。好在2月24日复工以来,1600多人陆续返岗,一切都在有序推进。

  郭志强:“看着建筑在自己手里一步步从图纸变成现实,特别是看航拍图的时候,还是觉得很有成就感,很自豪。”

  中科院量子信息与量子科技创新研究院效果图

  阳春三月,在含苞的花红中,在抽芽的柳丝中,中科院量子信息与量子科技创新研究院拔地而起,向着神秘的量子世界,出发。

  主创人员

  策划:高岩

  编审:任捷、谢磊

  记者:王利、刘军、雷明剑

  新媒体:高丹丹、夏文

【编辑:田博群】

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