基于量子光源的引力波探测大型地基观测装置

摘要目前,我国尚无地基引力波探测大科学装置,山西省有量子科技和激光技术方面的优势和废弃矿井资源优势,建造基于量子光源的引力波探测大型地基观测装置,将填补我国地面直接探测引力波相关研究工作的空白,对我国光学、机械、电子、控制、云计算等学科及相关产业发展,对贯彻落实习近平总书记视察山西提出的“在转型发展上率先蹚出一条新路来”重要指示、实现山西省大科学装置零的突破,实现国家大科学装置的均衡布局等方面都具有深远的意义。

山西省在量子科技方面有近四十年的研究积累并且有废弃矿井资源,有开展地基引力波探测研究优势,建议支持山西建设基于量子光源的引力波探测大型地基观测装置。

案由

2020年10月16日,习近平总书记在主持中央政治局第24次集体学习时强调,要深刻认识推进量子科技发展的重大意义,加强量子科技发展战略谋划和系统布局,统筹基础研究、前沿技术、工程技术研发,抢占量子科技国际竞争制高点。科技创新成为实现国家全面高质量发展的主要驱动力,也是山西实现高质量转型发展的第一要素。

引力波探测是现代科学技术的前沿研究领域,它开辟了探究科学技术向宏观拓展的新途径,建造高灵敏的引力波大科学装置不但是推动宏观宇宙学研究向纵深发展的利器,更是彰显国家科技实力的重要标志,还能带动光、机、电等一系列相关产业的发展。

基于量子光源的地基引力波探测为量子压缩态光场提供了重要的应用场景,为量子技术的实际应用提供了需求牵引。引力波探测与量子科技的结合,为超高灵敏精密测量提供了广阔的舞台,地基引力波探测是量子前沿技术和宏观尺度的宇宙学研究的交汇点,将会成为探索宏观宇宙和微观量子现象的重要科研平台。

目前,山西省积极推动引力波探测大科学装置建设,已经列入省“十四五”规划重点建设项目,正在稳步推进大科学装置原型机项目,但在建设过程中需考虑以下几方面问题:

争取列入国家支持项目。第三代地基引力波探测大科学装置系统复杂庞大,该项目建设运行需长期稳定经费支持,山西省已将其列为省“十四五”规划重点建设项目,并希望得到国家立项支持,以更好支持地基引力波探测大科学装置的建设和运行。

引力波探测科研力量较为分散,需适当集中力量形成合力。第三代地基引力波探测大科学装置是集多学科领域最高水平、多种先进技术交叉融合的复杂系统,需要组织国内外的优势力量联合攻关。山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室虽然在激光技术和量子光源等方面有一定优势,但是真空技术、隔振技术、光学工程、控制技术等方面还需要包括国内外相关的高水平研究团队的支持,需要协调有关高校、研究所、公司的研发部门,形成强有力的大科学装置建设团队,支撑山西地基引力波探测大科学装置建设和运行。

需要进一步吸引优秀人才,营造鼓励科研人员干事创业的优秀环境。山西省地处我国中西部地区,与沿海发达地区相比,在吸引人才方面优势不足,希望国家协调人才力量,努力营造鼓励科研人员干事创业的环境,采取超常规的政策吸引鼓励相关方面优秀人才建设地基引力波探测大科学装置项目,提供有力人才保障。

建议

加强统筹协调力度,推动建设进程。建议国家从支持山西省转型发展蹚新路的角度出发,完善顶层设计,进一步从政策、管理、人才、资金等方面统筹谋划,支持山西省利用自身优势建设第三代地基引力波探测大科学装置,推动我国相关科技领域及山西转型跨越发展。

组织科研力量,形成大科学装置建设的人才队伍,营造筑巢引凤的优良环境。国家组织协调国内外优势人才力量,制订有利政策,激励科研人员投身大科学装置项目,解决关键科学和技术问题,凝聚一支强有力的科研和建设队伍,为引力波探测大科学装置建设提供人才保障。

|责编:贾云霞

编辑:孟峰

来源:山西日报

| 记者:李炼

2月25日,由山西大学牵头的引力波探测大型地基观测装置、量子技术与工程研究中心建设方案论证会在太原举行。会前,山西省副省长王一新会见参加论证会的院士专家一行。他指出,山西省聚焦国家重大战略需求,下决心建设引力波探测大科学装置,希望院士专家问诊把脉,献策支招,确保建设方案可行有效、投入经济合理,建成后装置得到科学利用。

省委省政府高度重视量子科技领域的科技创新,瞄准国际前沿领域,服务国家重大需求,着眼转型发展全局,敢于先行先试,落实创新驱动、科教兴省、人才强省战略,作出建设引力波探测大科学装置、量子技术与工程研究中心等项目的重大战略决策。

来自中山大学的罗俊院士、中科院理论物理研究所蔡荣根院士、中科院地球物理研究所朱日祥院士、中科院精密测量科学与技术创新研究院叶朝辉院士、南京大学祝世宁院士、浙江大学朱诗尧院士、中科院光电技术研究所罗先刚院士以及学校彭堃墀院士、中科院国家授时中心张首刚研究员、北京师范大学朱宗宏教授、清华大学尤力教授、上海交通大学张卫平教授、同济大学王占山教授、华南师范大学杨中民教授、华中科技大学杨山清教授、中科院力学所靳刚研究员、北京航天航空大学全伟教授等17名专家学者参加了建设论证会。山西省科技厅厅长卫英慧、省发改委副主任王立刚、省科技厅副厅长张其光,山西大学领导王仰麟、黄桂田、张天才,项目建设工作组组长贾锁堂教授出席论证会。论证会由省科技厅组织召开,山西大学副校长马杰主持。

论证会上,卫英慧、黄桂田分别致辞,张天才、张靖教授分别就引力波探测大型地基观测装置、量子技术与工程研究中心的建设方案作汇报。与会专家经过深入论证,一致认为引力波探测是国际重大科学和技术前沿问题,地基引力波探测装置在我国尚属空白,建设引力波探测大型地基观测装置,不仅具有重大的科学意义,而且对带动相关领域工程技术的发展具有现实意义。山西废旧地下矿井资源丰富,山西大学国家重点实验室在高质量激光器、量子光源等方面科研积淀深厚,具备建设有关科学装置和研究中心的科研优势和资源优势。与会专家分别从规划方案、科学问题、技术路线、人员配置、财政支持、国际合作等方面,对建设方案提出了具有针对性的意见建议,并希望学校进一步细化建设方案,联合省内及国内外相关力量组织技术攻关,积极争取国家重大项目支持。

据介绍,山西大学作为项目牵头单位,坚决落实省委省政府决策部署,大力整合校内外科研资源,开展建设方案编制和有关前期筹备工作,取得了积极成效。下一阶段,学校将根据专家组论证意见,进一步完善建设方案,扎实有效推进有关建设工作,确保引力波探测大科学装置、量子技术与工程研究中心等项目的建设早日取得实质性突破,为促进科技创新、科教兴省,推动山西省转型发展蹚新路、出雏型作出新的更大的贡献。(通讯员:山西大学木杉)

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