零磁科学谷 量子传感科学城（国家实验室）规划

逸雪霁蓝

       零磁科学谷、量子传感科学城（国家实验室）位于杭州国家高新技术产业开发区（滨江区），规划由杭州极弱磁场重大科技基础设施研究院、极弱磁场和惯性测量装置国家重大科技基础设施、国际零磁科学中心、国家技术创新中心等重大基础科学平台组成。目标汇聚和培养高层次、国际化创新人才，开展重大科学研究、技术创新、成果转化应用，10年内建成具有国际影响力的国家级重大科技创新平台、科技创新高地和产学研用合作基地；远期建成具有重要国际影响的极弱磁场国家实验室和国际零磁科学中心。   依托大设施开展重大科学问题研究和重大科技创新，进行科研成果转化和应用，并持续汇聚和培养顶尖科技人才。

       经国家发改委批准，在北京航空航天大学和浙江省及杭州市的支持下，杭州极弱磁场重大科技基础设施研究院与北京航空航天大学大科学装置研究院共同承担极弱磁场重大科技基础设施的培育、建设、运行维护和技术升级任务。规划五年左右时间，建成具有国际影响力的国家级重大科技创新平台、高水平专业人才培养基地和产学研合作基地。2035年左右，将建成具有重要国际影响的极弱磁场国家实验室和国际零磁科学中心，成为重要的国家战略科技力量。

       承担国家重大科技基础设施建设任务同时，依托大设施开展重大科学问题研究和重大科技创新，重要核心技术攻关和成果转化应用，并持续汇聚和培养顶尖科技人才。研究面向世界科技前沿，开辟零磁科学研究新方向，构建认知“零磁世界”系统理论，开展零磁科学前沿基础研究，发起国际零磁大科学计划。研究面向国家重大战略需求，开展超高灵敏极弱磁场与惯性测量装置的研制，为神经科学与脑科学、基础物理学等前沿研究提供有效手段，同时服务空间探测和计量测试。研究面向人民生命健康和经济主战场，开展芯片级量子传感器技术和高分辨率极弱磁场人体功能成像技术研究，推动高精度量子传感器的产业化，实现高端医疗装备的原始创新。




零磁科学谷、量子传感科学城（国家实验室）初步规划图、实景图
      

逸雪霁蓝

       杭州极弱磁场重大科技基础设施研究院由中国科学院院士房建成教授担任理事长和首席科学家，依托北京航空航天大学大科学装置研究院和“仪器科学与技术”一级学科开展建设。研究院将以此为基础，持续大力汇聚人才，中远期在院科研人员及研究生预计将达到2000人左右。

       北京航空航天大学大科学装置研究院于2022年3月正式成立。其前身是1956年为满足“两弹一星”惯性制导的急需，由钱学森先生提议我国惯性技术的奠基人林士谔先生创建的国内第一个“航空陀螺及惯性导航”研究室。2003年成立仪器科学与光电工程学院，重点开展陀螺仪及其惯性导航等相关研究。2008年在房建成院士带领下开始开展原子陀螺仪与原子磁强计等量子精密测量与传感技术相关前沿研究，并且精密仪器与量子传感研究团队逐步壮大，成为北航“四大模式”（“大团队”、“大平台”、“大项目”、“大成果”）团队典型代表之一。2019年，精密仪器与量子传感研究团队，率先加入面向国 家重大需求而新成立的前沿科学技术创新研究院，成为其下属的精密仪器与量子传感研究院。2022年3月，北航正式成立大科学装置研究院，以便推动房建成院士牵头申请并获批立项的国 家重大科技基础设施的建设和人才培养，获教 育部每年博硕士各50个招生专项指标。

       极弱磁场重大科技基础设施研究院目前拥有两个院区，分别位于滨江区滨安路465号和天马路999号。研究院现有芯片化量子传感与系统技术、新一代医疗影像装备、新一代磁科技装备、量子精密测量装置与仪器四个技术创新中心和国际零磁科学中心、超大型磁屏蔽与磁补偿技术研究所等科研单元，另有可靠性测试中心和大设施建设工程部。

       目前，研究院已经在杭州招聘专职科研人员近100人。另外，北航大科学装置研究院常驻杭州的科研人员106名、博士研究生200余名、硕士研究生200余名。其中两院院士（含兼职）6人，CJXZ或“杰青”基金获得者5人，“四青”人才8人，博士生导师44人。杭州极弱磁场大科学设施研究院将引进各类专职高层次工程技术和科学研究人才1000名左右，成为大设施建设、运行以及技术创新和成果转化的主要力量。



极弱磁场重大科技基础设施夜景效果图

逸雪霁蓝

       极弱磁场和惯性测量装置、国际零磁科学中心研究方向：

       01零磁科学

       原创基础研究是国家科技发展的基石，新一轮科技革命和产业变革蓬勃兴起，国际竞争向基础研究竞争前移，加强“从0到1”的基础研究，是国际科技竞争的制高点。多学科交叉已经成为产生原始创新成果的重要途径，依托研究院在量子精密测量领域取得的国际领先的技术成果，基于零磁与近零磁极端环境条件，依托超高灵敏磁场/惯性测量极限表征手段，利用超高精度弱磁精密调控方法，开展零磁医学、生物学、化学、基础物理和材料学等领域基础科学研究，是多学科交叉研究的典型，有望产生一系列从“0”到“1”的原创性科学新发现，为科技发展和认识自然提供原始动能。

       1零磁医学

       零磁医学围绕基础、临床、干预三个方面开展研究。基础研究，聚焦研究零磁环境下细胞、组织、器官、系统等的机能变化，探索生命活动中磁现象的本质以及磁场对生物体作用的内在机理；临床研究，聚焦零磁环境下人体极弱磁场成像研究，实现对人体功能信息的成像检测，为心、脑、肿瘤等功能性疾病的诊断和治疗提供参考，提供定量的功能信息指标，服务疾病的预防、诊断、治疗、评估全流程；干预研究，探究零磁环境下主动施加极弱磁场干预对人体功能的影响，融合极弱磁场精准调控和极弱磁场成像引导技术，实现对人体功能的精准调节以及对疾病的无创治疗。

       2零磁生物学

       零磁生物学聚焦利用极弱磁测量技术，揭示细胞表面离子通道、遗传物质损伤、基因转录、增殖分化和酶活性，植物幼苗生长发育和开花过渡，动物神经传导、行为认知和发育衰老等的基本机理和规律；进一步利用精密磁操控技术，实现相应生物现象和过程的精密调控。

       3零磁化学

       零磁化学，研究化学反应中离子、极性分子、原子分子自旋在极弱磁环境和精密电磁操控下的动力学特性对化学反应速率、化学反应产率、反应产物类型、大分子表面构型等的影响，揭示长期零磁和近零磁环境条件下，物质的分解、腐蚀和老化等化学变化过程的机理规律。

       4零磁基础物理和材料学

       零磁基础物理和材料学，利用超高灵敏极弱磁场和惯性测量技术，开展暗物质、CPT对称性破缺、第五种力、EDM等基础物理领域核心命题研究；同时开展近零磁条件下特殊的阻挫态和奈尔态等物性研究，服务信息存储、高温超导以及高速电子器件等领域。

       相关专业：临床医学、基础医学、神经生物学、生理学、发育生物学、细胞生物学、生物物理、粒子物理、凝聚态物理、原子物理、材料化学、材料物理学、分子科学与工程、物理化学、化学工程等。


       02量子精密测量交叉科学

       量子精密测量交叉科学是基于原子自旋效应，利用磁、光与原子的相互作用来实现超高灵敏的磁场与惯性测量，可以大幅超越现有测量手段所实现的灵敏度，使得人类获取新的实验数据、揭示新的自然现象、发现新的科学规律，从而获得认识世界的新工具。量子精密测量交叉学科涉及原子物理、磁、光、热、测控、结构、算法、生物医学等多学科领域。包含基于超高灵敏原子自旋磁场测量方向、超高灵敏原子自旋惯性测量方向、超低漂移惯性测量原理验证样机方向、地磁环境高精度磁强计方向、超高灵敏计量磁强计方向、极弱人体磁源成像等方向。

       1超高灵敏原子自旋磁场测量和超高灵敏原子自旋惯性测量方向

       超高灵敏原子自旋磁场测量和超高灵敏原子自旋惯性测量方向，重点研究自旋系综弛豫机制与抑制、自旋系综精密操控、光与原子相互作用、自旋系综高效极化与超极化、量子非破坏精密检测、极低磁噪声软磁和超导磁屏蔽材料、极低噪声信号源和采集系统、微弱低频振动高效抑制，聚焦研究量子精密测量领域前沿机理方法和低噪声高性能核心量子器部件，实现超高灵敏原子自旋磁场和惯性测量灵敏度指标国际持续引领，支撑磁场和惯性测量技术工程化应用，同时开展前沿基础物理学研究。

       2超低漂移惯性测量原理验证样机、地磁环境高精度磁强计和超高灵敏计量磁强计方向

       超低漂移惯性测量原理验证样机、地磁环境高精度磁强计和超高灵敏计量磁强计方向，重点研究自旋系综闭环操控、磁场闭环控制、系统热场分析与控制、多物理场建模分析、尺寸约束下高精度自旋进动检测、可靠性分析、高性能小型化磁屏蔽与磁线圈，服务高精度惯性导航、磁异常探测和磁场计量等国家重大战略需求。

       3极弱人体磁源成像方向

       极弱人体磁源成像方向，围绕生物磁测量方法和机理、极弱磁医学信息处理技术开展研究，尤其是极弱磁医学信号的降噪分离和辨识方法、高精度磁源定位方法、多模态医学影像融合方法、基于极弱磁成像的疾病识别方法，服务于新一代功能信息成像高端医疗装备的研制。

       相关专业：原子物理学、凝聚态物理学、量子光学、光学、材料学、电子信息、机械工程、仪器科学与技术、自动化、生物医学、信号与信息处理、可靠性分析、控制科学与工程等。


       03芯片化量子传感器与微系统的相关工程学科

       仪器仪表与传感器技术经历了机电式、光电式的发展阶段，目前已进入量子传感时代，每一类新技术的出现都会带来传感器性能的大幅提升。传统的机电式传感器精度与体积成正比，难以在小体积下实现高精度；光电式传感器利用微电子、光电子技术可以实现高精度和小体积，但测量精度很难进一步提高。量子测量作为基本物理量标定基准先天具有高精度的潜力，利用微电子、光电子技术可以将具有超高测量精度的量子精密测量大科学装置小型化，可同时实现高精度、小体积和低成本。芯片化量子传感器应用需要极弱磁场环境，研究高性能磁屏蔽舱和大型零磁空间，将为量子精密测量打造极端磁场环境，支撑前沿交叉科学研究与技术应用。包括芯片化原子磁强计方向、芯片化原子陀螺仪方向、高性能磁屏蔽舱方向、大型零磁空间和磁补偿等方向。

       1芯片化原子磁强计和芯片化原子惯性器件方向

       芯片化原子磁强计和芯片化原子惯性器件方向，重点研究芯片化集成技术，磁光电多物理场耦合作用、精密的机械电子设计、及微型气室加工技术，最终在保证超高灵敏度和低漂移前提下，大幅缩小探头体积，形成阵列式的磁测量装备和惯性导航系统，在深空探测、深地探测、科学研究、医疗极弱心脑磁测量、无人智能驾驶、工业智能化等领域发挥关键作用。

       2高性能磁屏蔽舱方向

       高性能磁屏蔽舱方向，重点研究新型磁屏蔽材料研制、主动磁补偿系统设计与控制、低噪声磁屏蔽分析与抑制、可靠性分析、低成本新型磁屏蔽结构研制，服务于神经科学脑科学、极弱磁场计量和零磁医学研究等人民生命健康和经济主战场。

       3大型零磁空间与磁补偿方向

       大型零磁空间与磁补偿方向，重点研究多层复合式被动屏蔽、大型磁屏蔽材料成形与热处理、超大型三轴主动地磁补偿、大均匀区分布式消磁、高精度大功率电流源、大型磁屏蔽无磁结构与支撑材料、椭球形磁屏蔽材料错位拼接工艺等关键技术，支撑建设世界唯一、性能最高、空间最大的零磁空间，提供大型极限弱磁环境。

       相关专业：仪器科学与技术，光学工程，电子科学与技术，集成电路科学与工程，信号与信息处理，软件工程，控制科学与工程，机械工程，材料科学与工程、可靠性分析等。

绍兴长生

尽量多留出预留地，尽量少挖掘山谷，山地山谷是有风水的。

绍兴长生

据悉，北航杭州极弱磁场重大科技基础设施研究院已经部分成果正在转化，在滨江已经培育出高精度传感器科技的初步集群。

绍兴长生

这样看来。2035年之时，杭州将有独立的2-4家国家实验室，
第1个：之江智能计算国家实验室（2030年之前），
第2个：杭州极弱磁场国家实验室（2035年之前），
第3个：西湖实验室现在是北京昌平实验室浙江基地，能不能争取发展成独立的国家实验室还是待定；
第4个：潜在的国家实验室，要从杭州乾元科学研究院发展而来，根据布局，感觉希望挺大的。

vincentfanger

绍兴长生 发表于 2022-10-8 12:31
尽量多留出预留地，尽量少挖掘山谷，山地山谷是有风水的。

本身就是农民房和老厂房，拆出了空地

绍兴长生

杭州正在打造中国视谷、中国信息安全谷以及零磁科学谷，
有芜湖也在号称建设中国视谷。
中国信息安全谷也会有其他城市在谋划。
但，这个零磁科学谷应该是最没有竞争对手的。

逸雪霁蓝

绍兴长生 发表于 2022-10-8 13:23
这样看来。2035年之时，杭州将有独立的2-4家国家实验室，
第1个：之江智能计算国家实验室（2030年之前）， ...

按之前顶层愿设计这一轮国 家实验室标准不光要重大领域精度高还要综合，精度高相对单一方向并不符合。但实际看标准可能有调整，武汉最新批的是马伟明主导的电磁综合电力领域汉江国 家实验室，之前合肥潘建伟主导量子通信领域量子国 家实验室，钟南山主导呼吸领域广州国 家实验室等明显都不综合。

除顶层亲自在青岛布局的海洋试点国 家实验室，上一轮国 家实验室筹像武汉光电、北京凝聚态物理合肥微尺度物质科学等都被降为国 家研究中心。顶层原来明显想以青岛海洋为新一轮国 家实验室门槛标准和示范，精度高+综合性。以青岛海洋为案例之江实验室能达到顶层原设计标准。

逸雪霁蓝

绍兴长生 发表于 2022-10-8 13:23
这样看来。2035年之时，杭州将有独立的2-4家国家实验室，
第1个：之江智能计算国家实验室（2030年之前）， ...

后面实际国 家实验室批复明显标准有变，估计顶层考虑除北上外全国其他地方能达到之前设计标准的很少，使国家实验室建设标准门槛太高。以青岛海洋试点国 家实验室为标准就是海洋大领域方面的综合实验室，但如果没不是顶层直接给资源布局，靠青岛自己很难建成现在标准。

如果按现在实际情况看，房建成在杭州布局主导的零磁科学量子传感国际中心和顶层直接在杭州布局的重大电磁空间领域乾元科学研究院基本建成熟完全符合现在实际获批那些国 家实验室标准，张江标准的北上最头部几家实验室除外。科学方向精度和战略意义都绝不会在马伟明汉江实验室、潘建伟量子实验室之下。

绍兴长生

逸雪霁蓝 发表于 2022-10-8 14:54
按之前顶层愿设计这一轮国 家实验室标准不光要重大领域精度高还要综合，精度高相对单一方向并不符合。但 ...

如果调整标准，放弃综合来，按单一方向标准，那么国家实验室的数量将明显增多，每一个重大领域都可以布局数家国家实验室，比如生命科学领域，学科过于庞大，可以细分多个子领域，上海临港，北京昌平都属于独立的生命科学领域的国家实验，上海的张江国家实验室也有生命科学领域。如量子科技领域，合肥是量子信息科学国家实验室，之江实验室也有量子科技相关的聚焦。

但单一标准也该考虑交叉学科，按相对单一的标准，浙江有机会得到更多的国家实验室。

绍兴长生

按相对单一标准，单单上海现有的国家实验室，每一个都可以细分成至少3个国家实验室。
北京、上海的国家实验室数量将达到10几家，
聚焦代谢与衰老疾病、肿瘤机制的西湖实验室，就完全可以发展成为独立的国家实验室。
依靠杭州的浙大优势、国科大杭高院比如引力波等，考虑到国家的布局，浙大、国科大杭高院还有希望为杭州各增加1个国家实验室。
即使杭州能达到6家国家实验室（单一标准的），杭州也可能只是在处于中上水平，武汉、西安等科教强市也许会有一堆国家实验室。

逸雪霁蓝

绍兴长生 发表于 2022-10-8 15:16
如果调整标准，放弃综合来，按单一方向标准，那么国家实验室的数量将明显增多，每一个重大领域都可以布局 ...

国 家实验室布局和国 家重大科技基础设施一样，完全偏向集中于国际科技创新中心、综合性国 家科学中心、国 家区域科技创新中心。要形成大设施群只可能拿到国科中和科技创新中心。没国科中、科技创新中心有可能批一两个大设施或几个，多到形成大设施集聚不可能。

目前为止获批的国 家实验室全是国科中或科技创新中心。所以国 家实验室一样不论标准如何都是科中和创新中心优先。不是科中和创新中心的地方达到标准顶层也可能给批一个国 家实验室以促进全国各地科学投入积极性体现一定公平竞争，一地要批多个必然只有国科中、科技创新中心才可能，所以杭州必须拿下国科中且十四五内。

黑山老妖怪

北航算是深度融入杭州了，这么多在杭合作项目，杭州能算北航第二个家么？

希望象北航这样的名校能再来几家深度合作的，比如北大清华中科大，比如上交复旦哈工大西交大，比如华科电科等等，嘻嘻

绍兴长生

黑山老妖怪 发表于 2022-10-8 22:59
北航算是深度融入杭州了，这么多在杭合作项目，杭州能算北航第二个家么？

希望象北航这样的名校能再来几 ...

袁 **的功劳啊，可惜可能会调走了