文丨《瞭望东方周刊》记者张静?编辑顾佳贇

在科研“无人区”砥砺前行的年轻人，他们的成长故事为青春与新质生产力的双向奔赴写下了生动注脚。

2024年4月10日，安徽省先进功能高分子薄膜工程实验室团队成员朱健和（左）在上海同步辐射光源实验线站向团队成员讲解实验设备运行情况。“光源”为先进功能材料等领域提供微观观测条件（方喆/摄）

大国重器逐梦苍穹、中国智造提质升级，每一个高光时刻背后都有这样一群甘坐“冷板凳”，啃下“硬骨头”，在科研“无人区”砥砺前行的年轻人。他们的成长故事为青春与新质生产力的双向奔赴写下了生动注脚。

专注于基础研究

新材料是新型工业化的重要支撑，是国家大力发展的战略性新兴产业之一，也是加快形成新质生产力、扎实推进高质量发展的重要产业方向。

中山大学深圳校区副教授、深圳市海外高层次人才孙擎擎是一名研究先进金属材料的“90后”青年科学家。从中南大学本科、保研直博，到中科院金属所从事博士后工作，再到深圳主攻金属材料使役行为及其延寿技术研究，孙擎擎一直深耕在金属新材料基础研究领域。

“我国是世界上金属产量最多的国家，但金属材料水平和国外比还有差距。比如高端钢材、铝材、钛合金等领域存在一些关键技术待突破，这给了青年学者非常广阔的研究空间。”孙擎擎说。

被问及研究金属新材料的驱动力来自哪儿？孙擎擎告诉《瞭望东方周刊》：“一方面高性能金属材料的开发是国家重大需求之一；另一方面我对这个领域有好奇心，这是我从事科研工作的初心。”

孙擎擎介绍，高性能金属材料在航空航天、海洋工程、新能源等领域有重要应用，由于金属材料存在典型的强度与塑性倒置关系，容易出现失效、腐蚀与断裂，我国每年要为金属材料腐蚀付出四五万亿元的巨大代价，而金属失效断裂更严重影响重大工程装备的服役安全。“开发更加强韧耐蚀的高性能金属材料、研究其断裂失效与腐蚀的机理、提出新的延寿技术与方案，保证管道、桥梁、核电站、飞机、新能源燃料电池以及海上风电装备的服役安全，我认为这些都是形成新质生产力的内在需求。”孙擎擎说。

近几年，孙擎擎主攻“氢脆”问题。

与天然气不同，氢可能进入到金属内部与金属基体发生交互作用，引起管道材料韧性下降进而发生毫无征兆的脆性断裂，即所谓“氢脆”现象，这是影响输氢管道安全运行的最大风险之一。在业内人士看来，氢脆问题的研究和预防是我国未来大规模推进管道输氢技术的前提条件。

“氢脆现象被发现已经有150年历史，但今天科学家对氢脆发生的机理仍然存在巨大争议。我们从关键问题入手，经历多次失败，不断排除其他干扰的影响因素，花了近两年时间，终于得到了全新的、严谨的、经得住推敲的氢与位错交互作用的物理图像，这一研究成果发表在了国际材料学顶刊《Acta Materialia》（《材料杂志》）上，获得了氢脆领域国际权威专家与同行的高度评价。”孙擎擎说。

基础研究的一小步，可能带来产业变革的一大步。对自己所研究领域未来市场化、产业化的前景，孙擎擎充满信心。

“前不久，在苏州的一次行业学术交流会上，各方代表谈论着核电厂一回路不锈钢管道的应力腐蚀问题，我惊喜地发现，自己研究了十年的技术，被行业专家认为将是主流解决方案之一。希望后续与相关单位进一步接洽，取得实质性合作，贡献自己的一份力量。静下心来做基础科研很难，但我想作为青年学者，还是要努力把基础研究做好，要坐得住，更多专注于‘从0到1’的过程。”孙擎擎说。

“两年没发论文 ”

近日，在湖北武汉市光谷实验室，一枚硬币大小的“视觉芯片”完成了中试。这是光谷实验室联合华中科技大学实验室、温州实验室共同研发的成果。利用新兴胶体量子点红外探测成像技术制备“视觉芯片”，作为传感器装载到手机和检测器上，可以“穿透”介质，看到肉眼无法辨别的“真相”。目前，这项技术已具备大面积加工能力，同时成本极低，有望形成颠覆市场的产品。

这是光谷实验室青年科学家、华中科技大学武汉光电国家研究中心教授高亮联合团队坐了12年冷板凳的成果。这样一枚“视觉芯片”有望卖到5000元至1万元。高亮的研究成果实现了“从1到10”的跨越。

在接受《瞭望东方周刊》采访时，高亮回忆个人成长路径，用的最多的表述是“没啥优势、普普通通”“一门心思干，受外界影响小”……本刊记者从他身上看到了“90后”青年科学家的诸多共性。

高亮本硕读的都是华中科技大学光电光学工程专业，在大学期间就建立了对光电的原始兴趣。从2014年读研期间开始，高亮跟随导师唐江教授专攻短波红外成像芯片技术。“那时这个产业还处于边缘地位，没有现在这么受关注。”选择了一个相对冷门的方向，高亮和科研伙伴们成为第一代短波红外成像芯片的“拓荒者”。

高亮说，量子点是一种小到几纳米的颗粒。实验过程中，这些极小颗粒对环境非常敏感，连水蒸气和氧气都“怕”，所以科研团队要把一些指标和实验细节做到极致。

“我们通过大量的实验设计与验证筛选，在芯片的制备上实现了性能和良率的相对可控。这一结果的取得离不开大量的人力精力投入，开发过程中也坐了两年多冷板凳。在其他课题组不停发论文的时候，我们一周工作6天，经常熬夜，做了很久的实验却经常失败了，过程对人很煎熬。”高亮说。

最终，团队先后突破了材料-器件-电路-集成-系统5个关键环节，研制出国内首款量子点红外成像样机，部分指标国际领先。

此后，在短波红外成像芯片可批量化生产的中试过程中，又实现了薄膜涂覆、真空沉积和封装测试等核心生产工艺设备的全面国产化。

“研究机构帮厂家做好品控，通过研发带动国产替代，从而在一个具体领域建立完整的国产可控生态。在这个过程中，新的生产工具、新的生产要素和新的知识产权都诞生了，而且带动了新的劳动力涌入，这是一个形成新质生产力的良性路径。”高亮说。

“做高精尖前沿科技研发，我认为青年科学家都要有‘扫厕所’的心态——不怕脏活累活，要把底层理论研究弄明白。”高亮说。

目前，短波红外成像芯片产品申请了15项发明专利，已获授权7项。订单遍布全国，南方科技大学、浙江大学、西北工业大学和国内消费级龙头模组企业均向光谷实验室“抛出橄榄枝”。“面向手机模组和车载相机等消费级应用场景即将实现，下一步是物质检测、半导体检测和安防监控等领域的应用。”高亮说。

4小时“超越”5万年

在合肥高新区，科大国盾量子技术股份有限公司（以下简称‘国盾量子’）科技园内，五代量子保密通信设备一字排开，从“大柜子”变成“小盒子”，体积越来越小，功能越来越强。它们还可以无缝融入现有传统通信光纤，实现共纤传输，极大降低使用成本。

“量子密钥分发设备经过十余年迭代，体积变小，相关核心组件也已实现国产化。” 国盾量子青年专家李东东告诉《瞭望东方周刊》。

2024年4月26日，国盾量子资深技术专家李东东博士正在检查噪声测试链路（杨雅淑/摄）

和经典通信相比，量子通信保密性更强。李东东在2017年加入国盾量子。彼时，量子通信产业经过了从实验室走向现实应用的过程，产业已具备先期探索的雏形。世界首条千公里级量子保密通信“京沪干线”开通，并和“墨子号”量子科学实验卫星成功对接，其中，国盾量子发挥了重要作用，其产品也由此逐渐走向世界前列。进入公司后，李东东主要负责量子通信相关工作，进行量子信息处理系统研发和实用化研究。

李东东与团队研发了频率更高、码率更高的量子通信设备，应用后通信效率更高、通信距离更远，可以支持百公里以上的通信距离。“最早的设备是采用多个激光器进行编码，我们改进后实现了单个激光器编码，整个系统成本降低，产品稳定性和一致性能更好。”李东东说。

随着技术及产业发展需要，李东东投入到更为前沿的量子计算领域。“在量子计算机上4个小时能够完成的计算任务，使用目前最快的超级计算机大概需要5万年的时间。”李东东介绍。

此前，李东东及团队参与研发的超导量子计算操控系统，在“祖冲之号”超导量子计算机上应用，实现了“量子计算优越性”里程碑。经过国产化、产业化迭代两代后，目前这台设备成本下降了一半，规模已经达到千比特。

走进国盾量子的实验室，可以看到，科研人员正在加紧调试即将发布的新一代千比特超导量子计算操控系统。“跟上一代产品相比，新一代设备的集成度提升了大概10倍，是目前国内体积最小、性能最优的操控系统。”李东东说。

“搞研究，求创新，不能朝九晚五上下班。所谓弯道超车，就是要付出比别人多的时间和努力。我不觉得这是内卷，因为我们工作的内容是非常新的、非常有趣的，可能是这个世界上从来没有人解决过的问题。问题解决了，科研又向前进了一步，有很大的成就感，同事们的自驱力都非常强。”李东东说。

一台量子计算机，涉及方方面面，从基础科研到加工制造，从电子元器件到芯片设计，是国家工业实力的体现、国家综合实力的比拼。“量子产业的发展会带动我国高精尖工业体系更加完善，能在这样一个前沿阵地建功立业，是我们这一代青年科技工作者的光荣。”李东东说。

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