蓄势未来 | 中北测试装备护航神舟飞船 博士逐梦量子科技前沿

01

中北大学极端测试装备护航神舟系列载人飞行

丹心铸天眼 硬核护苍穹

近5年承担国家级项目500余项

中北大学仪器与电子学院极端环境特种传感与测试创新研究团队40余年深耕极端环境特种测试领域，攻克超高过载传感、高温数据记录等关键技术，其自主研发的航天黑匣子，已全程服务神舟号历次载人飞行任务——只要神舟飞船升空，就有该团队研制的黑匣子保驾护航。成果在高温、高压、高冲击等极端工况下实现“测得准、活得稳、传得回”，支撑载人航天等国家重大工程，牵头建成全国重点实验室，以极限创新为大国重器铸强“感知中枢”。

大漠靶场惊雷乍响，火箭携烈焰直冲云霄。在高温、高压、高冲击的极端环境里，一枚枚微型传感器如同最敏锐的神经，实时捕捉、稳定回传着关乎成败的关键飞行数据。这背后，是中北大学仪器与电子学院极端环境特种传感与测试创新研究团队的数十年坚守。这支近百人科研团队，始终面向国家重大战略需求，在极限领域攻坚克难，以自主创新破解行业难题，成为我国极端环境测试技术领域的中坚力量。

中北大学仪器与电子学院极端环境特种传感与测试创新研究团队攻坚技术，拓宽数据通道。

从“测不全”到“测得透”　打通极端环境数据通道

“早年火箭测试系统只能采集2-3路数据，就像飞行员在漆黑夜里驾机却没有仪表盘。火箭在高温、高压、高冲击环境下飞行，级间分离、再入大气层这些最危险的时刻，数据一旦缺失，出了问题找不到原因，改进就没有方向，甚至可能导致型号研制失败或拖延。”张会新教授坦言。

面对这一技术堵点，团队用十几年时间，把测试通道从“单车道”一点点拓宽成“多车道”。一方面从硬件上改进总线架构，将点对点传输升级为网络化传输；另一方面在软件上优化数据压缩和抗干扰算法，让有限信道传输更多有效信息。团队还把一个个新传感器集成进原本空间有限的箭体，从温度、压力，拓展到振动、应变、热流，最终在国际上首次将无损压缩技术应用于飞行测试，把数据获取路数从2—3路提升至10余路，给火箭装上了更全面的“体检系统”。

航天质量无小事，他们始终坚守“归零精神”。一次某型号总装期间出现关键数据异常跳变，团队连续奋战数月，从器件、工艺、时序一路追查，最终锁定远距离差分传输中微秒级的波形畸变，并通过上百次模拟试验复现问题、彻底根治。正是这份对使命的敬畏，近十年圆满支撑数十次重大飞行任务。

耐高温抗强冲击锻造国之重器

极端环境，是传感器的“生死考场”。团队研发的传感器，要直面上千摄氏度高温、20万个重力加速度冲击。“20万g过载，相当于一辆轿车瞬间被压成铁饼，设备还要正常工作；上千度高温，如同把传感器扔进熔岩，仍要精准测量。”张会新教授说。

无先例可循，团队从3条路径突围。在陶瓷基、金属基、特种合金中反复筛选，找到耐高温、抗冲击的“硬核材料”；采用微系统集成与特种灌封工艺，给芯片穿上“盔甲”；用空气炮、冲击台、高温炉反复模拟，撞坏了重做、失效了再改。这项“炸出来的技术”，每一个指标提升，都凝聚着无数次试验与坚守。

在某重点型号首次飞行试验中，团队研制的“黑匣子”完整记录了飞行器出水全过程的冲击、压力与结构响应，首次捕捉到“出水瞬间空泡高压”这一地面仿真难以复现的关键现象。总师单位评价：“没有这些实测数据，我们可能还在黑暗中摸索。”如今，万余套装备已应用于四大领域50余种飞行器、100余次发射任务，成为经受过实战考验的“老兵”。

蓄势未来向更极限、更智能冲锋

团队以大平台支撑大创新，牵头建成极限环境光电动态测试技术与仪器全国重点实验室，依托仪器科学与技术国家A类学科，构建从基础研究、技术攻关到成果转化的完整创新体系。近5年承担国家级项目500余项，荣获国家科技奖励8项、国防科技奖励2项。同时，将军工技术向医疗健康、工业监测、冰雪运动等民生领域延伸，让尖端成果真正服务社会。

面向未来，中北大学仪器与电子学院党委书记郝晓剑表示，更高难度的挑战已经到来：高超音速飞行器温度或将超2000℃，环境更极端；参数从热学、力学向光学、电磁学拓展，需求更多元；传感器还要向“能感知、会思考”升级，实现智能判断与自主传输。

“未来10年，我们不仅要解决‘测得到’，更要实现‘测得准、传得快、用得活’。”团队将继续瞄准国家急需，在更极端、更前沿、更智能的测试技术道路上勇毅前行，以自主创新为航天强国、科技自立自强贡献坚实的中北力量。

02

身残志坚深耕量子信息领域屡创佳绩

赤心探量子 笃行绽锋芒

SCI论文4篇

2025年6月，王海港博士期间第一份研究成果被美国物理学会旗下期刊《物理评论A》接受发表。2025年12月，他以第一作者身份撰写的研究论文被《自然》旗下系列期刊《通讯-物理》录用。目前，他已作为第一作者发表4篇SCI论文，展现出卓越的科研潜力。

凌晨3点多，太原理工大学的校园早已沉入寂静，邮件提示音刺破了宿舍的静谧。王海港猛地从睡梦中惊醒，摸索着打开手机，当看到国际期刊审稿意见中“两位审稿人一致正面肯定”的字样时，紧绷近一年的心弦终于彻底放松。这位8岁便失去双臂、以脚代手逐梦科研的青年，用常人难以想象的坚守与执着，在量子信息的世界里，闯出了一条属于自己的突破之路。

王海港用脚趾夹着笔在平板上写字，为研究的课题做准备。

逐梦前行　在量子世界里逆风起跑

2020年，王海港在太原理工大学攻读硕士学位。硕士阶段，他在量子信息领域深耕不辍，凭借扎实积累与浓厚兴趣顺利师从贺衎教授攻读博士学位，正式踏上量子信息前沿课题的攻坚之路。2023年，进入博士阶段，他始终聚焦量子网络、量子影子层析两大科研主线，将全部精力投入理论推导、模型构建与学术攻关之中。

量子信息科学理论抽象、推导复杂、容错率极低，对失去双臂的王海港来说，更是一场生理与意志的双重考验。读博期间，他主动双线并行攻坚，两大研究方向均无成熟经验可借鉴、需突破原有技术瓶颈，难度与压力成倍增加，可他从未退缩。

极致坚守　以双脚书写科研担当

科研攻关的日子里，王海港常常坚守到深夜。实验室熄灯后，他借着笔记本电脑的微光继续推演公式，脚趾夹着特制触控笔，在数位板上画出复杂的量子态演化图。为验证一个算法，他需要连续调试几十个小时的代码，双脚因长时间保持同一姿势而抽筋。查阅文献时，别人用鼠标滚轮轻松翻页，他需要用左脚精准控制力度；编写代码时，右脚5个脚趾在键盘上跳跃，速度虽慢但准确率惊人。长期高强度伏案让他颈椎、腰椎疼痛难忍，身体不堪重负，他就依靠中医按摩调理，稍有好转便立刻回到科研岗位。

读博前的暑假，当其他同学还在休息时，王海港便提前进入科研状态，一头扎进文献与公式推导之中。凭借超乎常人的专注与毅力，他仅用半年时间就完成论文选题、核心定理推导与初稿撰写。本以为顺利投稿就能迎来收获，却因关键步骤论证逻辑存在漏洞被直接拒稿。这次打击让他一度陷入自我怀疑，无数个日夜的付出仿佛瞬间归零，巨大的压力让他彻夜难眠，只能间断性借助药物缓解焦虑，这样的状态持续了三四个月。

破茧成蝶　以创新成果献礼国家战略

在研究陷入关键节点停滞不前时，他系统梳理难点，主动向美国伦斯勒理工学院孟祥一教授求教。在国际权威专家的启发下，王海港查阅海量国内外文献，不断尝试新的研究思路，围绕量子影子层析课题完成体系化研究；同时在量子网络方向实现关键突破，创新性将概率性通信协议的不确定性问题，转化为网络分支剪枝问题，再结合数学期望计算方法，构建起完整、严谨、自洽的研究体系。这一系列关键破局耗时近一年，背后是10余次核心推导推倒重来、不计其数的细节打磨，也让他成功打通了科研路上最艰难的关卡。

2025年6月，量子影子层析研究成果被《物理评论A》录用；同年国庆凌晨，量子网络课题迎来《通讯-物理》正面审稿意见；2025年12月，该项成果在《自然》旗下系列期刊《通讯-物理》正式发表。截至目前，他已以第一作者发表4篇SCI论文，研究方向前沿、理论体系扎实，在量子网络、量子影子层析等领域形成系统性创新成果，获得国际学界高度认可。

王海港始终将个人科研与国家战略紧密结合，在量子科技前沿书写着青年科研者的担当。他深知量子科技是国家重点布局的核心产业，为此心无旁骛、全力以赴，在前沿阵地持续深耕。导师贺衎教授评价：“他完成了从优秀学生到独立研究者的质变。”他以双脚为笔、以信念为翼，在量子信息的世界里不断攀登，用坚守与热爱跨越障碍，以高水平创新成果服务国家战略，在科技创新的征途上蓄势前行、绽放锋芒。

来 源：山西晚报·山河+记者 李婕

责任编辑：秦小茜

校 对：辛 云

值班主任：费 煜

值班编审：张临山