《 人民日報 》 2022年11月13日 ? 第 05 版 版面截圖

曾耀祥在工作。受訪者供圖

劉釗在機房查看“神威·太湖之光”的運行情況。吳冰清攝

雍海林在實驗室里等待數(shù)據(jù)結(jié)果。駱貝貝攝

黨的二十大報告提出，加快建設國家戰(zhàn)略人才力量，努力培養(yǎng)造就更多大師、戰(zhàn)略科學家、一流科技領軍人才和創(chuàng)新團隊、青年科技人才、卓越工程師、大國工匠、高技能人才。

新征程上，青年人有更為廣闊的奮斗天地，他們敢想敢拼、善作善為，努力成為國家事業(yè)發(fā)展的主力軍。本版推出“新征程上的青年工程師”系列，聚焦工程師隊伍中的年輕人。

——編 者

國之重器，承載著中華民族偉大復興的中國夢，彰顯著中國的實力和底氣。當前，新一輪科技革命浪潮奔涌，放眼中華大地，國之重器砥柱中流，核心技術加快攻關，創(chuàng)新活力競相迸發(fā)。

有這樣一群青年工程師，他們緊盯科技前沿，在國家重大項目中刻苦攻關、施展才華，以青春力量賦能國之重器。近日，記者走近3位青年工程師，一起來聽聽他們的故事。

曾耀祥：

勇做創(chuàng)新先鋒

曾耀祥從事科研工作11年了，這位青年工程師的成長軌跡幾乎完美契合了過去10年國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的歷程。

2018年，這位中國航天科技集團一院總體設計部十一室載荷與環(huán)境副主任設計師年滿30歲。“三十而立”這一年，他改變了半個多世紀的“火箭彈性載荷設計方法”，讓火箭更輕、運載能力更強，“如果沒有國家鼓勵科技創(chuàng)新的氛圍，沒有航天系統(tǒng)讓年輕人挑大梁的環(huán)境，我們就沒法挑戰(zhàn)現(xiàn)有的設計‘規(guī)則’，做出真正的創(chuàng)新。”曾耀祥說。

載荷參數(shù)是火箭設計的依據(jù)，通常情況下，先有載荷參數(shù)，再進行火箭設計。此前，曾耀祥所在團隊的“載荷設計”，一直是沿用20世紀60年代的方法。

近幾年，我國火箭發(fā)射密度大、新型號數(shù)量多，尤其是接連立項的長征七號甲、長征八號等新型火箭，若是采用原有的“載荷設計方法”，火箭的運載能力達不到預期目標，“這個問題不解決，新型火箭就得改結(jié)構?！痹檎f。火箭一旦改結(jié)構就意味著每個部段都得改，將增加很多試驗，研制經(jīng)費隨之增多，更重要的是研制周期必然受到影響。

如何在不更改火箭結(jié)構的基礎上，讓火箭“體重”更輕但運載能力更強，成為研制的難點。

在一次項目討論會上，型號總師再次提出這個問題，希望各個系統(tǒng)各自尋找突破口。

當時，現(xiàn)場陷入了片刻沉寂。畢竟火箭各個系統(tǒng)的設計已經(jīng)經(jīng)受了數(shù)十年的檢驗，不是說改就能改的。

“我可以對‘載荷設計方法’做些優(yōu)化?！痹榈囊痪湓挻蚱屏爽F(xiàn)場的沉寂。此后近半年的時間里，他每到周末，都紋絲不動坐在辦公桌前推導各種公式、算法，一張張草稿紙上寫滿了密密麻麻、別人一看就會覺得枯燥無味的公式。

有時候坐得太久，脖子和腰都有些僵硬了，曾耀祥就去外面跑步、散步，但身體在放松的同時，他的腦子里依然在想著各種公式與算法。有時候突然有了靈感，他會加快步伐，越跑越快，希望趕緊回去繼續(xù)算下去。

“‘載荷設計方法’就像一個‘黑匣子’，沒辦法提前驗證，必須完全正確，萬一錯了，火箭就會在空中解體?！痹樘寡?，這項任務用“萬無一失、一失萬無”來形容毫不為過。

“要細化載荷設計規(guī)范，又要保證新的設計方法沒有問題，那就得弄清楚60多年前的設計思路、依據(jù)和原理?！痹橄氲搅恕拜d荷設計規(guī)范”的編寫者們。

曾經(jīng)的編寫者現(xiàn)如今都已經(jīng)七八十歲，退休在家，得知曾耀祥的想法后，他們都很支持，但也提出了質(zhì)疑。

施鈞昭是“載荷設計規(guī)范”的編寫者之一，他也曾對曾耀祥的設計方法提出過質(zhì)疑：“之前的方法很穩(wěn)妥，你用新的方法提出的參數(shù)準確嗎？”趁著施老來單位開會的機會，曾耀祥將自己的推導模式驗證給他看。最后，施老認同了曾耀祥的設計方法。

2018年8月24日，曾耀祥優(yōu)化完成的“載荷設計方法”迎來了“大考”?？傮w設計部的10余位相關專家組成的評審組，專題對曾耀祥的“載荷設計方法”進行評審。

“新的‘載荷設計方法’理論依據(jù)充分，參數(shù)翔實準確。”總體設計部副總師、評審組組長潘忠文說，“新的‘載荷設計方法’對火箭發(fā)展很有意義，按照這個方法計算，大型火箭載荷基本可降低15%左右，而且，我們一些新型火箭不用改結(jié)構也能提升性能?！?/p>

創(chuàng)新需要智慧，也需要勇氣?？筛煽刹桓傻氖虑?，曾耀祥主動承擔，在枯燥繁重的工作中，這位年輕人卻做起創(chuàng)新先鋒，享受著探索的快樂。

劉釗：

讓算力改變世界

一臺電腦、兩個顯示器，日復一日地設計和編寫代碼……乍一看，國家超級計算無錫中心研發(fā)部副主任、高級工程師劉釗的工作好像和普通程序員沒有區(qū)別，但實際上，他的工作電腦還連接著一個大家伙——“神威·太湖之光”超級計算機。借助“神威”的“威力”，他正帶領團隊進行著一項“風資源預測和風機選址”的應用項目，幫助一家能源龍頭企業(yè)解決關鍵難題：中國這么大，風機選在哪里合適？

說到這項工作，還要先從劉釗每天打交道的超級計算機說起。

2016年6月落戶于江蘇省無錫市濱湖區(qū)蠡園開發(fā)區(qū)的“神威·太湖之光”超級計算機，是國家超算布局的一個重要環(huán)節(jié)。和一臺只安裝一片CPU的家用計算機不同，“神威·太湖之光”非常龐大：由40個運算機柜和8個網(wǎng)絡機柜組成，內(nèi)部安裝了40960個中國自主研發(fā)的眾核處理器，在運行時，將近1100萬個計算核心齊心協(xié)力完成復雜任務，它1分鐘的計算能力，相當于72億人同時用計算器不間斷計算32年。

“跑”得這么快，“神威”能做什么？

劉釗舉例說，小到產(chǎn)品的設計研發(fā)、大到氣象災害的應對，人類在真實世界中試錯的成本比較高，甚至全無這樣的機會，而借助超級算力，就可以“跑”進未來看看，幫助我們做出最佳決策。

今年36歲的劉釗，2008年從北京理工大學計算機科學與技術系畢業(yè)。當時我國初步具備了研制高端超級計算機的能力，但放眼國際，我國的超算能力還處于中端水平，許多關鍵部件受制于人。攻讀計算機專業(yè)的劉釗逐漸明晰了自己的夢想：將知識和精力，投入中國的超級計算機事業(yè)中去。

2015年，在國家超算無錫中心剛剛建立之時，劉釗被選為第一批技術骨干加入其中。

“有了跑得快的硬件，還需要將硬核本領完全發(fā)揮出來的軟件?！眲⑨摻榻B，軟件開發(fā)初期面臨的最大難題，是這個系統(tǒng)已產(chǎn)生了超過200萬行代碼，而對于“神威”這樣的新型國產(chǎn)超算，國外經(jīng)驗和編程模式都無法匹配。要解決“水土不服”的問題，就要先對200多萬行代碼進行“翻譯”，重新設計和編寫，讓新代碼適用于國產(chǎn)超級計算機。

200多萬行代碼，是行業(yè)的“天花板”級別，也是“神威·太湖之光”實力的體現(xiàn)。劉釗回憶，“翻譯”的關鍵期，大樓內(nèi)部的軟硬件設施和應用設備開啟“機房優(yōu)先”，這群平均年齡只有28歲的青年工程師，夏天靠幾臺大型工業(yè)風扇降溫，早上8點后的樓面好像蒸籠一樣熱；到了寒冬，就靠著取暖器驅(qū)走嚴寒，燃燒起奮斗之火。

7年來，劉釗和他的團隊以多維度并行及系統(tǒng)性優(yōu)化的創(chuàng)新方法，高效支持了大氣模擬、海洋模擬、工業(yè)仿真等關鍵科學應用在國產(chǎn)超算系統(tǒng)上的運行，將“神威·太湖之光”超級計算機每秒十億億次的超強計算力，切實轉(zhuǎn)化成為基礎科研和工程創(chuàng)新的探索能力。

2017年，對于劉釗來說是極具紀念意義的一年。那一年，“神威·太湖之光”相關應用項目獲得國際高性能計算應用領域最高獎“戈登·貝爾獎”及一項提名獎。其中，便有他參與的“地球系統(tǒng)模式”項目。

“通過這個項目，可以‘前知五百年，后知五百年’！”劉釗介紹，將某地區(qū)氣象衛(wèi)星、氣象臺等的零星歷史數(shù)據(jù)下載并嵌入系統(tǒng)，超級計算機就能通過大量復雜的比對和運算，把空白年份“填空”、將錯誤數(shù)據(jù)“糾偏”，既能推演自工業(yè)革命開始地球氣候的巨大變化，也能向未來推演幾百年后大氣演變、海洋演變等自然生態(tài)趨向，從而細致地模擬出地球生態(tài)演變的過程。5年來，該項目的模擬精度已從一座城市的氣候變化，精確到了街道級的氣候模擬。

“風資源預測和風機選址”正是“地球系統(tǒng)模式”的一個重要應用方向?！斑^去沒有超級計算機的時候，只能依靠人力跋山涉水，運送設備到每一座山頭探測，不僅時間長、危險大，而且由于風力的不確定性，數(shù)據(jù)準確性還比較低?！眲⑨撟院赖卣f，他帶領團隊在中國地圖上劃分出10個網(wǎng)格，篩選出過去20年來年均風資源最為豐富的地區(qū)，再將這些網(wǎng)格進一步分解成一個個小網(wǎng)格，逐格比較、一一定位，經(jīng)過多次試驗調(diào)試后，最終在甘肅、福建、云南等地確定了多處風場建設地址，幫助龍頭企業(yè)實現(xiàn)了發(fā)電效能的最大化、助力國家雙碳戰(zhàn)略目標實現(xiàn)。

雍海林：

追著“星星”奔跑

上午10點，安徽合肥，中國科學院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院的一間辦公室中，討論聲一陣高過一陣?！靶l(wèi)星軌道高度增加，對地面站建設提出了一些新要求”“日光條件下，光學跟蹤的信噪比計算還得再復核一下”“目前，技術上還存在不少難點”……趁著大伙都在，難得沒有出差，雍海林和同事們你一言我一語，商量起中高軌量子衛(wèi)星地面站技術方案來。

作為科大國盾量子技術股份有限公司的系統(tǒng)工程師，今年36歲的雍海林，與量子結(jié)緣已有14年。從學生時代在青海湖湖心島上開展自由空間量子實驗，到遠赴西藏阿里參與“墨子號”地面站建設，這位年輕的工程師始終扎根一線。

2008年，還在中國科學技術大學讀研的雍海林，懷揣著對量子通信的好奇，成了學校量子物理與量子信息實驗部自由空間研究組的一員?！澳嵌螘r間，我們每年都往青海湖跑，短的有個把月，長則要待半年。在那兒研究量子糾纏分發(fā)和隱形傳態(tài)，得把‘墨子號’星地鏈路的科學實驗先在水平鏈路上做一遍?！庇汉Ａ只貞洝?/p>

湖心島山頂沒水，他就背著水桶，一點點從山下運上山；野外實驗遇到狂風暴雨，不顧豆大的雨點往臉上拍，雍海林和隊友牢牢扶住帳篷，避免里面的望遠鏡被雨淋壞；白天陽光強烈，光子信號容易淹沒在噪聲中，實驗總在晚上進行，他熬過一個又一個夜晚，全球首個上百公里的自由空間量子隱形傳態(tài)和量子糾纏分發(fā)也終于在2012年實現(xiàn)。

“技術實現(xiàn)是工程師的事，要把科學家星地量子通信的夢想一點點變成現(xiàn)實?！?016年，雍海林奔赴海拔5100米的“墨子號”阿里站，擔任隱形傳態(tài)實驗站副主任設計師，參與量子隱形傳態(tài)實驗平臺建設及后續(xù)實驗。在阿里站的一年多時間里，除了需要克服高原反應和冰天雪地帶來的困難，雍海林還得解決地面站的技術難題。

2016年8月16號，世界首顆量子科學實驗衛(wèi)星“墨子號”發(fā)射升空。星地量子通信實驗得在地面和太空間傳輸光子，信息加載在單光子的偏振態(tài)上，這不僅要求瞄準精度，還意味著要實現(xiàn)偏振保持。不承想，衛(wèi)星上天后，就遇到了偏振誤碼率超出預期的情況?！拔覀儙讉€站配合載荷團隊立即展開原因分析。針對偏振不佳，經(jīng)過研判，發(fā)現(xiàn)是衛(wèi)星進入太空后，受空間環(huán)境影響造成相位變化，必須通過聯(lián)合測試獲取變化規(guī)律，從而設法進行補償。”雍海林說。

緊接著，研發(fā)裝置，反復調(diào)試。終于，經(jīng)過半個月的努力，在零下20多攝氏度的一個夜晚，阿里站再次進行嘗試。在同事們的配合下，雍海林裹著厚棉襖，在室外手動調(diào)整補償裝置。天寒地凍里，他們抓住衛(wèi)星過境的10多分鐘，成功獲取全部所需數(shù)據(jù)。等到下次衛(wèi)星過境時，根據(jù)實測數(shù)據(jù)對地面設備進行補償，偏振誤碼率這才得以滿足科學實驗要求。

如今，全球首個星地量子通信網(wǎng)絡已通過衛(wèi)星地面站與“墨子號”量子科學實驗衛(wèi)星相連，現(xiàn)已接入金融、電力、政務等行業(yè)多家用戶。

熱衷于在廣袤大地上追逐“星星”，2018年，博士后出站后，雍海林加入了國盾量子衛(wèi)星地面站團隊?！耙荒甑筋^，能有100多天出差在外。”他掰著手指頭細數(shù)，從第一代便攜式地面站樣機研發(fā)到量子微納衛(wèi)星“濟南一號”的星地實驗，從漠河北極村到三亞天涯海角，團隊常在全國各地攻堅克難。

“對我來說，夜空中最美麗最值得追逐的‘星星’，就是‘墨子號’量子科學實驗衛(wèi)星?！庇汉Ａ指嬖V記者，“這些年，我總是天南海北奔走，披星戴月，追著‘星星’奔跑，把青春揮灑在祖國的大好河山之間，成就感滿滿！”

（閆琳琳參與采寫）

版式設計：沈亦伶

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