自旋轨道耦合是量子物理学中基本的物理效应。它在多种基本物理现象和新奇量子物态中扮演了核心角色。这些现象导致产生了自旋电子学、拓扑绝缘体、拓扑超导体等当前凝聚态物理中最重要的前沿研究领域。然而，由于普遍存在难以控制的复杂因素，很多重要的新奇物理现象难以在固体材料中做精确研究。
“冷原子有环境干净、高度可控等重要特性。”潘建伟说，在超冷原子中实现人工自旋轨道耦合并研究新奇量子物态，已成该领域重大前沿课题之一。
刘雄军小组提出了拉曼光晶格量子系统。它可完好地实现二维人工自旋轨道耦合，并能得到如量子反常霍尔效应和拓扑超流等深刻的基本物理效应。
在刘雄军理论基础上，潘建伟、陈帅和邓友金等组成的实验小组，在超精密激光和磁场调控技术的基础上，成功地构造了拉曼光晶格量子系统，合成了二维的自旋轨道耦合的玻色－爱因斯坦凝聚体。这个自旋轨道耦合具有高度可调控性，将会对冷原子和凝聚态物理产生重大影响。
专家指出，此前我国在铁基超导、外尔费米子等研究虽已走在世界前列，但它们都是由外国科学家提出理论。这次超冷原子量子模拟的重大突破则是由中国科学家提出理论并在实验中实现的。
山东电力机器人研发缘何站在世界最前沿
经受过高温、狂风、暴雨、冰雪等恶劣环境的考验，在线路巡检、缺陷检测、应急救援上代替一线工人干着最苦最累的活儿，直至成为电力行业的“骨干”之后，国网山东省电力公司研发机器人的脚步并没有止步——他们瞄准的是下一项“国际首创”。10月11日，山东举行第四届国际电力机器人学术会议，届时，这些身怀绝技的电力机器人将纷纷亮相，向来自加拿大、德国、巴西、韩国等国专家们展示它们的拿手绝活。
国网山东省电力公司总经理蒋斌说：“我们用70项国家发明专利打造的包含自动化、机械、人工智能、计算机等20余款高新尖端电力机器人，已在国家智能电网的广阔市场中南征北战，服役十多年，覆盖了发、输、变、配、用等电力行业的‘全产业链’，智能，已成为中国电力机器人家族的显著特征。”
“智能卫士”靠什么独当一面？
这个国庆长假，“大白”一天也没有休息。
6日凌晨2时，我国首座500千伏智能变电站——浙江500千伏芝堰变电站内，这台通体白色的智能巡检机器人忽闪着大眼睛仔细巡逻，不放过任何“蛛丝马迹”。投运6年以来，兢兢业业的“大白”每天3次在站内巡检，将巡检数据及图片实时传输给后台。
机器人不是“花架子”。2014年4月15日，“大白”发现500千伏崂山变电站2号存在安全隐患并预警，及时抢修，挽回直接经济损失近百万元。
在我国电力系统，“大白”赫赫有名。它们因替代人工一次次出色完成变电站巡检中的急难险重和重复性工作，被誉为坚守电网安全的“智能卫士”。据国网山东电力科信部主任李红梅介绍，此类机器人已推广应用388台，遍布全国29个省市区，市场占有率达51％。
用机器人代替人是全球大势。2000年之前，当人们还质疑机器人有何用的时候，山东电力高层便敏锐地觉察到了这一趋势，并于1999年开始布局。6年后，中国第一台电力巡检机器人在山东电力问世，拉开了电力行业机器人时代的大幕。
坚强智能电网的快速发展，为电力机器人创造了“崭露头角”的机会，变电站智能巡检、无人机巡线、线路清障机器人、线路除冰机器人等相继登台亮相，3项国家863项目，先后获国家科技进步二等奖、中国优秀工业设计奖产品设计金奖、中国外观设计金奖等6项国家级奖项，30余项省部级奖项，代表着山东电力深耕机器人技术的高度和深度。
为什么他们的机器人“既高精尖，又接地气”？
在山东德州杨庄村银东直流输电系统1894号塔上，一架如“蜘蛛”般的机器人附着在绝缘子串上，在科研人员的遥控下往复移动，检测绝缘子的潜在故障。山东电力的这一小小动作，却开启了世界上首次利用机器人开展±660千伏绝缘子检测作业的先河。
在国网山东电力副总工程师兼山东电科院院长、鲁智公司总经理苏建军眼里，这样的世界纪录已见多不怪。因为在山东电力诞生的机器人家族中，还有很多“特种”型号，它们专注于不同的领域，各显神通，却担负着同样的职责——提升电网智能化水平和工作效率。
2011年9月27日，中国首次“无人直升机巡线系统”在500千伏光州—大泽输电线路进行可见光巡检，成功检测到了线路上预设的10余处故障点。这意味着无人旋翼直升机和固定翼直升机在平原、湖泊、高山等地形均可以出色完成飞行巡检任务。
2008年初，一场严重的冰雪灾害致使我国南方地区电力供应大面积受损。在国内尚未开始研究，国外也无实用化案例的前提下，山东电力毅然决定研发输电线路除冰机器人。仅用1年时间，我国第一台架空输电线路除冰检测机器人就成功应用于国网山东电力超高压公司和南方电网超高压输电公司柳州局的500千伏线路，除冰效果得到用户高度肯定。
“既高精尖，又接地气”，这几乎是电力行业对“山东电力”机器人一致的评价。为何这么说？苏建军提到一句话，“源于需求，高于需求”。
是什么在推动一项项“世界纪录”的诞生？
“研发电力机器人有多难？”鲁智公司变电站智能巡检机器人项目负责人李冬松最清楚科研过程的艰辛。“早在2001年，我们就承担了变电站智能巡检机器人项目。2002年，变电站智能巡检机器人被列为国家863计划项目。刚刚起步的时候，缺资金、缺设备、缺场地……”
探路是一件很不容易的活儿，但这种未知和探索也是艰辛与快乐并存。对李冬松们来说，幸运之处在于山东电力积淀起来的高水平平台——这里拥有国内最大的电力机器人及自动化设备研发、生产及测试基地，建成了行业内唯一的国家级工业设计中心，被国家电网公司授予“电力机器人重点实验室”……
“山东电力历来重视科技创新，并全力为科研人员搭建高端科研平台，使得科研人员能够围绕电网发展的关键技术需求，突出重点、协作攻关，解决了一大批生产运行和经营管理中的技术难题。”国网山东电力总工程师李荣如是说。
如果把各类人才和机器人的诞生比喻为春笋的话，那么这些春笋是在体制机制和先进制度之“雨”的润泽下蓬勃生长出来的。在山东电力，发展科研，打造机器人，这一逻辑会顺承下去。“对于电力机器人的未来，我们怀有美好的期待。”蒋斌告诉记者。
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