武汉光谷有多强：解决众多卡脖子技术，国家级磁场闪耀世界

武汉光谷广场大转盘。长江日报记者高勇 摄

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因为有光谷，武汉争创综合性国家科学中心、打造创新涌动之城，有了坚实的基础。

1976年3月，武汉邮科院赵梓森院士在单位一间厕所改造的简易实验室里，抻出了中国第一根石英光纤，为光谷日后成为国家光电子信息产业基地发射了“第一束光”。40余年过去，光谷已然成为全国科技创新高地。

从35年前不到24平方公里的武汉“乡里”，到如今518平方公里的国家自主创新示范区，再到“世界一流高科技园区”。从一束光到一座城，日均每天300多名大学毕业生投身光谷，每年千余家科技企业新认定为高新技术企业；从科学皇冠上的凝聚态物理、高温超导体、光学量子材料，到人生中离不开的核磁共振、存储、通信等技术的研究，国内外很多知名机构和企业都离不开光谷......光谷如何占领了创新的制高点？

6月15日，“奋进中国 大江澎湃”全网重大主题宣传活动媒体团走进武汉光谷，采访国家脉冲强磁场科学中心、光谷实验室两个前沿科创高地，感受这片创新沃土上的“追光”传奇，试图解码将新发展科技创新关键变量转化为高质量发展最大增量的“光谷实践”。

从受制于人到超越，光谷“磁场”闪耀世界

进入武汉东湖湖畔华中科技大学东大门不久，即是一片郁郁葱葱的树林，几栋已有十年历史的灰色建筑掩映其中。偌大的华中科技大学校园内，它们看起来颇为“低调”。不过，不起眼的建筑群内，却有着一块能够吸引全世界科研精英的“磁铁”——国家脉冲强磁场科学中心。

位于华中科技大学的国家脉冲强磁场科学中心。

6月15日，“奋进中国 大江澎湃”全网重大主题宣传媒体团来到这里，衣着简单、朴实的国家脉冲强磁场科学中心主任李亮接受澎湃新闻（www.thepaper.cn）等媒体采访，讲述了中国脉冲强磁场从无到有、从弱到强的历程。

“强磁场是物质微观世界的放大镜，对提升我国前沿基础科学研究、推动关键技术变革意义重大。”李亮说，通俗来讲，实际上是为全球科学家尤其是国内科学家做基础研究提供“极端条件的实验平台”，它能够产生极强的磁场，极低的温度，极高的压力。而在这样一种极端条件下，材料可以反映出一些常态下观测不到的物理效应、现象，这有助于科研人员实现新的前沿研究突破，发现新的物理原理和材料。

不过，用上这样的实验平台，对国内科学家来说曾是“奢望”。上世纪80年代，国外利用建成的30多个脉冲强磁场实验装置，开展各领域前沿科学研究，获得多项诺贝尔奖。而我国由于长期缺乏这类装置，想在强磁场环境下做实验，只能借用国外的实验室。这意味着，要想做实验，就得干等着别人做完，而这往往导致丧失科研先机。“有时候我们整个国家在美欧的强磁场实验室一年都做不上一次实验。”李亮说。

建设属于中国自己的强磁场实验室，显得迫在眉睫。

6月15日，国家脉冲强磁场科学中心主任李亮（右）向媒体团介绍脉冲强磁场装置工作原理。

2007年1月，国家发改委批复，由华中科技大学建设脉冲强磁场装置。这也是教育部所属高校承建的第一个国家重大科技基础设施项目。时任华中科技大学校长李培根，三次亲自邀请已在强磁场领域崭露头角，并就职于欧美一家知名强磁场实验室的校友李亮，希望他回国牵头该项目建设。

这次，母校的诚意深深地打动了他，同时出于对强磁场事业的热爱，李亮选择回国。

“祖国可以给我提供更高的事业发展平台。”更长远来讲，李亮希望在中国建设一个能将脉冲强磁场科学、脉冲强磁场技术和脉冲强磁场应用结合起来的开放式公共科研平台。

“2007年立项，2008年开工建设，到2013年建成，我们用了5年的时间，中国脉冲强磁场装置从无到有。”李亮告诉记者，实验室建成后，邀请了众多国际磁场实验室主任、首席科学家前来评估，最终结果是“中国装置首秀成功”：中国的磁体和电源技术世界顶级，控制系统国际领先。

近10年来，李亮带领团队将设施面向全球开放共享，吸引国内外科学家前来开展科学研究，已支撑北大、清华、哈佛、剑桥等123家国内外科研机构开展实验1728项，在Nature、Science、PRL等期刊发表论文1476篇，取得了包括发现第三种规律的对数周期量子振荡等在内的一大批原创成果，打造了强磁场国际学术高地，实现我国强磁场实验条件从“受制于人”到“授之予人”的跨越。

“我们每年对外开放率是74%，那么其中的10%是对国外开放的，64%是对国内科研院校开放，剩下的26%则是对学校自己。”说起这些，李亮不免流露出一丝自豪。

“我们的装置，是为前沿技术人员服务，那么我们的科研水平究竟如何，不能我们自己说了算。”李亮回忆说，2018年，在脉冲强磁场装置正式投用数年后，他和团队又将前述国际同行请了回来，再次做了一次评估，结果仍然是“国际领先”，“时至今日，评估脉冲强磁场实验装置的五个指标，我们有四个是第一，还有一个并列第二。”

国家脉冲强磁场科学中心内的实验设施。

据李亮介绍，为进一步提升设施的整体性能和开放共享水平，“十四五”期间，国家脉冲强磁场科学中心将聚焦物质科学、生命科学、强电磁工程科学等领域重大科学问题和国家战略需求，从磁场参数提升、测量手段丰富和研究领域拓展三方面，对设施进行全方位提升，建设110T超强磁场、70T平顶脉冲磁场和9.5T超导脉冲复合磁场，10类实验测试系统以及设施支撑基础平台，“打造全球规模最大、具有重要国际影响力的脉冲强磁场科学中心。”

目前，设施优化提升项目已于2022年9月获得国家发改委可行性研究报告批复，总投资暂定21.385亿元，建设周期5年。

“强磁场装置的磁场强度，就像看微观世界的放大镜倍数，磁场强度越高，那么看微观事物就越清晰。设施优化提升项目完成后，我们的装置指标会更高，功能会更多，研究领域也会更广，所有的指标将全面达到国际领先水平。”李亮如是说。

现在回想，国家脉冲强磁场科学中心为何会在武汉落地、生长？李亮认为，彼时建设脉冲强磁场装置，“得到了湖北省的大力的支持”。而作为承建这一教育部重点实验室、国家重大科技基础设施的华中科技大学，也具有学科优势、人才优势。现在，在武汉成长起来的国家脉冲强磁场科学中心，展现了其吸引众多科研要素和国内外人才的“强磁场”，助力武汉打造“国家科技创新中心”，为长江经济带发展贡献力量。

从中国光谷到世界光谷，解决众多“卡脖子”关键技术

同在华科大校园，在国家脉冲强磁场科学中心不远处，还有一群特殊的“追光者”。

2021年2月，在湖北省科技创新大会上，首批7个湖北实验室集中揭牌。7个湖北实验室中，湖北光谷实验室最令人瞩目。依托华中科技大学，以武汉光电国家研究中心为核心的多个国家级研究平台为支撑，联合中科院精测院、中国信科等8家优势科研机构和企业共同建设。

光谷实验室成立之初的定位便是以国家和湖北经济社会发展的重大战略需求为导向，以光电子技术与装备为主题，瞄准未来智能时代的高端芯片、光电融合、异质异构集成、智能感知、激光微纳加工等前沿科学与技术问题，解决“卡脖子”关键核心技术。

武汉光电国家研究中心（光谷实验室）大楼。

带着重大使命诞生，被寄予厚望的光谷实验室很快走出了自己的创新实践之路。

短短两年时间，光谷实验室聚焦面向智能感知领域的光电融合芯片和微系统、面向通信领域的化合物半导体器件及制造装备、面向高端制造业的先进激光器与制造装备三大方向组建了一支高水平科研攻关团队，开展长期稳定的基础与应用基础研究。

实验室很快在极紫外相干光源、量子点红外探测器、高速高精度飞秒激光微纳3D打印、激光雷达芯片、光电融合集成芯片等重点科研任务上均取得重要阶段性进展，一批原创性科研成果涌现。

6月15日下午，在光谷实验室的对外展厅的生命光电子、信息光电子、能源光电子等单元，记者看到，多个从实验室走出的科研成果得以落地生花。

光谷实验室的历史和发展目标。

“激光共聚焦内窥镜”是首个获批医用的国产共聚焦内窥镜，实现了光纤显微探头、微米精度三维光纤成像耦合器等关键技术创新，在武汉协和医院、山东齐鲁医院等权威医疗中心应用，实时提供与病理切片等效的信息。

IC光刻机一直是我们的空白，长期被“卡脖子”，我国从2000年开始战略布局，开展90nm至14nm相关研究。工作台是光刻机的三大核心之一，光谷实验室研发的IC光刻机机械设计系统，发明了纳米精度工作台，应用于首台国产IC光刻机和封装光刻机，实现历史性突破。

“光谷光电子信息产业进一步做强做大，必须提高原始创新能力。”对光谷实验室的定位，实验室副主任、华中科技大学光学与电子信息学院院长唐江认识清晰：解决“卡脖子”关键核心技术，开展“从0到1”的创新。

武汉光电国家研究中心对外展示的设备。

此外，实验室30多个项目、120多项知识产权转化，累计转化价格2.6亿元，实现两个全国突破：科技成果转让标底国内最大、个人及团队分配比例最高，教育部直属高校首个公开挂牌交易成果。“华中科技大学-华为技术有限公司下一代存储器件应用技术联合”、“华中科技大学-腾讯公司智能云存储技术联合研究中心”......光谷实验室与华为、腾讯、海康威视等企业共建了25个联合实验室。

光谷实验室办公室副主任施维轩向澎湃新闻等记者介绍，正是在光谷这片科创热土上，实验室的前沿成果得以不断涌现，推动了形成产学研用高效协同、深度融合的创新体系。

2022年4月，武汉获批建设具有全国影响力的科技创新中心，成为国家批准建设的第五个科技创新中心。作为原始创新策源新高地，光谷被寄予厚望，赋予新的时代内涵，加速追光的“中国光谷”，阔步迈向“世界光谷”。

武汉光电国家研究中心里“为国争光”的口号。

面对新使命，施维轩介绍，武汉正在力争把光谷实验室打造为国家实验室，面向世界科技前沿和面向国家重大需求加强原始创新，是国家实验室的重要使命。厚植于这片科创热土，实验室以产出世界级重大成果为目标，对标国家实验室，将建设国际一流的光电重大科技基础设施平台作为创建国家实验室的核心支撑，打造我国光电领域的战略科技力量，推动光电子信息产业从“独树一帜”到“国际引领”。

边说，施维轩向记者指了指展厅两侧的标语：“追求卓越 为国争光”。

（来源：澎湃新闻）

【编辑：张靖】