創新驅動發展，原始創新是源頭。敢為天下先，在獨創獨有上下功夫，安徽科技因原始創新而顯得分外耀眼。
近年來，我省加大基礎前沿研究支持力度，加快推進引領性重大創新平臺建設，紮實開展關鍵核心技術攻關等舉措，有效增加科技成果供給，聚焦量子科學、材料科學、空間科學等基礎前沿領域。
圍繞原始創新，我省加快推進合肥綜合性國家科學中心建設，充分發揮大科學裝置集中優勢，組織開展高水平研究，力求實現前瞻性基礎研究、引領性原創成果重大突破，支持實施了一批重大科技項目，取得了一批突破性原創成果。
這些原始創新成果既能“頂天”，面向世界科技前沿，致力於未來發展;又能“立地”，面向國家戰略需求，贏得戰略主動;還能“惠民”，面向經濟發展主戰場，為人民創造更多財富。
人造太陽 承載能源之冀
人類目前所用的化石燃料屬於不可再生資源，大約只能供人類再使用100年至200年左右。而核電站等採用核裂變原理提供的能源，需要放射性原料，以地球現有儲量大約也僅僅能夠再使用50年左右。尋找新的可靠能源是全人類繁衍發展的保障。而聚變能由於具有清潔、環保、安全、原材料儲量極其豐富等優點，被認為是最終解決人類能源問題的戰略能源。
有“人造太陽”之稱的全超導託卡馬克大科學裝置EAST，是中科院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所自主設計、研製並擁有完全知識產權的磁約束核聚變實驗裝置。它的科學目標，是讓海水中大量存在的氘和氚在高溫條件下，像太陽一樣發生核聚變，為人類提供源源不斷的清潔能源，所以也被稱為“人造太陽”。
這個坐落在合肥市科學島上的大科學裝置也是世界上第一個非圓截面全超導託卡馬克，它的成功建設和運行是我國核聚變研究的里程碑式突破。自2010年獲得高約束等離子體以來，EAST團隊一直致力於為聚變堆的高約束穩態運行提供解決方案。在過去的9年時間裡，EAST裝置不斷打破高約束等離子體運行時間的世界記錄，率先在國際上突破百秒量級高約束穩態運行。
近年來，瞄準未來聚變能商用目標的關鍵科學問題，EAST裝置在高性能、穩態、長脈衝等離子體研究方面取得了多項原創性成果，已經實現1億攝氏度、加熱功率超過10兆瓦、等離子體儲能300千焦等離子體運行等多項重大突破，獲得的實驗參數接近未來聚變堆穩態運行模式所需要的物理條件，朝著未來聚變堆實驗運行邁出了關鍵一步。(記者 陳婉婉)
量子通信 構築信息之盾
量子科技是21世紀最尖端的科技之一。以當下最熱門的量子通信為例子，它是以量子態作為信息單元以實現對信息的有效傳送，具有絕對保密、通信容量大、傳輸速度快等優點，可以完成經典通信所不能完成的特殊任務，如構建無法破譯的密鑰系統等。隨著5G時代到來，移動互聯網流量預計將會出現井噴式增長，目前量子通信的發展勢態強勁，相關配套設施與應用場景不斷落地，增長空間廣闊。
中國科學技術大學擁有名揚國際的量子科研頂尖團隊。近日，該校郭光燦院士團隊在量子通信實驗方面取得重要進展，首次實現公里級三維軌道角動量的糾纏分發。
具有糾纏態的兩個粒子無論相距多遠，只要一個狀態發生變化，另外一個也會瞬間發生變化——這就是神奇的量子糾纏。而量子糾纏作為量子通信、量子精密測量和量子計算等量子信息過程的重要資源，其長距離分發對於量子技術的實用化及量子物理基本問題的檢驗至關重要。
高維繫統擁有更高的信道容量，更強的抗竊聽能力以及更有效的量子計算能力。光子的軌道角動量是近年來被廣泛關注的高維繫統，在維度擴展性方面極具優勢。然而軌道角動量糾纏，易受大氣湍流或光纖中模式串擾及模式色散的影響，在此之前僅能傳輸幾米的距離，並且侷限於二維糾纏的分發。
針對高維軌道角動量糾纏分發中面臨的問題，中國科學技術大學團隊李傳鋒、黃運鋒研究組與其他學者合作，自主研發了適用於光子空分複用的少模光纖，設計了軌道角動量模式色散預補償裝置，首次在1公里光纖中實現了三維軌道角動量糾纏光子對的分發。分發後的量子態通過廣義貝爾不等式的驗證，得到3個標準偏差的不等式違背，驗證了量子態的高維非局域性。針對在光纖中的模式色散退相干特性，研究組還提出了進一步擴展其維度和傳輸距離的實現方案。該成果為未來利用空間模式複用技術實現長距離的高維量子信息任務提供了可能性。(記者 陳婉婉)
光譜“天眼” 監測大氣環境
近日，中科院安光所為高分五號02衛星研製的載荷——大氣痕量氣體差分吸收光譜儀(EMI-II)正樣產品在合肥科學島通過出所評審，將搭載高分五號02星實現對全球大氣痕量成分分佈和變化的定量監測。
高分五號02星又名高光譜觀測02星，共裝載七臺遙感儀器。其中，大氣痕量氣體差分吸收光譜儀用於獲取紫外到可見波段的高光譜遙感產品，能實現對全球大氣痕量成分分佈和變化的定量監測，業務化運行後將用於國家汙染減排、環境質量監管、大氣成分與氣候變化監測，開展汙染氣體、區域環境空氣質量、大氣成分、氣候變化等高光譜遙感監測的應用示範。
近年來，安光所一直致力於為衛星研製監測載荷，對大氣主要汙染氣體、溫室氣體、雲和氣溶膠進行綜合探測。 2018年5月9日，高分五號01星成功發射升空，共搭載了六臺有效載荷，其中用於大氣環境探測的三臺主要載荷分別是大氣痕量氣體差分吸收光譜儀、大氣主要溫室氣體監測儀、大氣氣溶膠多角度偏振探測儀，均由安徽光機所研製。這三臺“天眼”在監測大氣環境中各展所長，已經精確地實現對大氣中臭氧、二氧化氮、二氧化硫等的遙感定量反演，為用戶單位獲取了大量有重要價值的數據，填補了國產衛星無法有效探測區域大氣汙染氣體的空白。
高分五號02星載荷大氣痕量氣體差分吸收光譜儀的空間分辨率指標，從高分五號01星載荷大氣痕量氣體差分吸收光譜儀的48公里提高到24公里，為了實現這一精度，科研人員在研製過程中針對載荷的光學系統進行了優化設計，在提高空間分辨的基礎上，保證信噪比等關鍵指標不變。據悉，高分五號02星發射後，將會與高分五號01星進行組網觀測，形成我國上、下午星組網的高光譜觀測衛星星座，用以全面提升我國大氣、水體、陸地的高光譜觀測能力，為我國大氣環境監測、水環境監測、生態環境監測以及環境監管等環境保護主體業務提供國產高光譜數據保障，並服務於國土資源、防災減災、農業、林業、氣象等行業應用。(記者 汪永安)
質子治療 實現精準打擊
癌症是威脅我國人民健康的主要危重疾病之一。據統計，僅我省每年就有約18萬名癌症患者。這些患者，目前絕大部分是通過放化療或者手術來醫治。治療過程副作用較多，病人也比較痛苦。目前新興的質子治療，是一種粒子療法，它是目前最先進的放射療法。在質子治療中，高能量質子束破壞癌細胞的同時，不會像傳統的放射療法那樣攻擊周圍的健康組織。在業內，大家形象地稱此為“質子刀”“重離子刀”。
中科院合肥物質研究院等離子體物理研究所在以大科學裝置做源頭創新的同時，攻克了一系列核心技術，特別是超導技術、離子源技術、微波技術等。在謀發展、謀創新的思想指導下，衍生孵化很多高技術的產品。科研人員把這些技術運用到民用健康上，研製出超導治療系統，用質子來對腫瘤病人進行治療。
目前，中科院合肥物質院已建成亞太地區最強磁場9.4T的磁共振成像系統，通過這套系統，可精準地對腫瘤位置進行定位。基於這項技術，合肥離子醫學中心於2016年啟動建設。它將採用超導緊湊迴旋加速器，建設國際一流水平的高端放射治療中心。
通過近幾年的努力，科研團隊在成像系統、超導加速器、旋轉室、磁體系統、探測系統等方面都實現了零的突破。現在整套系統已經全部加工組裝完成，正在進行調試。今年4月8日，在建的合肥離子醫學中心舉行主體設備吊裝儀式，標誌著質子治療系統進入全面安裝、調試和驗收階段，預計將在今年下半年開始進行臨床試驗，並有望在2021年正式開展臨床應用。
據瞭解，目前國內只在上海設立了全國唯一的質子重離子醫院。合肥離子醫學中心質子治療系統建成後，每年將可治療約2000名癌症患者，能夠較好地改善癌症患者生活質量。此外，該醫學中心還將加快質子治療設備產業化進程，降低成本，搶佔該領域的國際話語權，推進這一高端的放療技術在國內的推廣運用。(記者 陳婉婉)
來源：合肥網
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