物理电子工程学院｜ 贺玉玲：自强自立 追梦“中国心”

近日，中国科学技术协会公示第十八届中国青年女科学家奖、2021年度未来女科学家计划拟获奖名单。经第十八届中国青年女科学家奖评审委员会评审，共产生20名拟获奖人选、5个拟获奖团队、10名2021年度未来女科学家计划拟入选者。

我院优秀校友贺玉玲教授“星载高精度时频技术团队”入围第十八届“中国青年女科学家奖团队奖”拟获奖团队。百廿山大，桃李天下。作为物电的优秀校友代表，我们特别采访了贺教授。

贺玉玲，中国航天科技集团五院西安分院星载铷钟产品首席专家，1995年入读山西大学理科基础研究及教学培养基地，1999年考入北京大学电子学系量子电子学研究所，获得博士学位，2004年毕业后加入航天五院西安分院，开始星载时频技术的研制工作。围绕国家重大型号任务需求，贺玉玲及其团队打破国外长期垄断，成功研制了我国第一台星载原子钟，实现了从无到有的历史性跨越；在此后十余年研究工作中，持续攻关，不断突破，从有到优，研发了多种星载高精度时频产品，部分关键技术达到世界先进水平，服务于北斗二号、北斗三号导航卫星的建设。

在回忆自己青少年时期的求学经历时，贺玉玲深情地说道：“我是1995年被保送进入山西大学物理系理科基础科学研究和教学人才培养基地的，是“基地班”的第一届学生。学校和系里非常重视基地班的培养，给我们配备了最好的老师，单独制定教学培养方案。还记得当时其他同学都是上大课，只有我们班是小班教学。当时的授课老师都是选山大最好的老师来给我们讲课，谢常德老师、梁九卿老师都给我们上过课。”

对于山西大学的教学，贺玉玲对这些往事记忆深刻。“山大基地班对学生的严格要求是出了名的。还记得当时教我们高等数学的是李禄老师，每次的课后作业，李老师都认真批改，不仅仅是判对错，我们过程中到底是哪个步骤出错了，他都会仔细在旁边批注，搞得我们不认真做作业都觉得不好意思。大家都说这比高中做作业还要认真。我们班有7个女生，在一个宿舍。我们宿舍永远是那栋楼里晚自习回去最晚的，宿舍熄灯了大家还得挑灯夜战或者在楼道里借光，也不是大家觉悟有多高，实在是不这样就跟不上班级的节奏。四年扎实的学习为我们后续能走的更远打下了坚实的基础。

我们的老师不但课讲得好，认真负责，而且给我们带来了当时国际上最前沿的研究成果。还记得大四有一天上谢常德老师的课，她非常兴奋的给我们讲，光频测量取得了重大突破，详细给我们讲了关于光频梳的最新报道。当时还没有很深的认识，只是从老师深入浅出的讲授中感觉到这一定是一个非常重要的突破。又过了几年，在后续的研究深造过程中，才意识到，这可是在这个重要成果发布的第一时间就有老师给我们讲解，何其幸运啊。正是有这么多奋斗在科研一线的好老师给我们授课，逐渐培养了我们对学术研究的兴趣，也牵引了我们后续的发展方向。”言语间，是贺玉玲在山大读书经历的深深怀念。

从在山大基地班读书到逐渐能在工作岗位上胜任某一方面的研究工作，一路走来，贺玉玲认为自己幸运地碰到了许多值得敬佩的老师。从读书到学术研究的过程，贺玉玲说“山大的学习给我打下了坚实的基础，为我以后能更深入的开展研究工作奠定了很好的基础。有了在山大的扎实功底，我后来逐步转向铷原子钟的研究。我国原子钟研究的起步并不比国外晚多少，但中间由于各种原因停滞了很多年，这其中只有少数几只队伍一直在坚持，其中就有我的博士导师。中国的北斗导航系统立项论证的时候，我们没有可以使用的星载原子钟，对星载铷钟的研制要求提到了前所未有的高度，必须要研制出稳定可靠高性能的星载铷钟以保障系统的建设运行。本着学有所用，同时也能契合国家需要，毕业的时候也没多想，就加入了航天系统，成为星载原子钟研制队伍中的一员。加入航天队伍，是对我的再一次锤炼，我深深地体会到，要想做出国际一流的产品，离不开扎实的理论研究、精细的工艺技术、严慎细实的工作作风和持续不断的改进，在这个过程中我个人也在不断成长，取得了一点成绩。”

对于最关心、最关注的科学技术问题，贺玉玲说道：“独立自主的国家时间频率体系是保障经济建设和国防安全的重要基础设施，以卫星为依托的天基时频系统是其中的重要组成。随着越来越多的卫星需要组网协同运行，高精度的星载时频源和高精度的时频比对链路成为提升系统运行效能的重要手段。其中基于量子物理研究成果、充分利用电子学技术研发的星载原子钟成为很多星座系统的核心关键产品，近年来在国家重大工程的牵引下，技术水平有了快速提高。星间链路是空间信息网络的重要组成部分，是解决星间精密测量和时频同步的有效手段。从微波星间链路到激光星间链路，随着精度的逐步提高，一些最新的量子光学研究成果开始探索在工程项目的应用。

随着我国从航天大国向航天强国迈进，宇航工程中使用的技术也从过去的成熟技术逐步转变到最先进的科学研究成果，只有这样才能保证工程建设的先进性。科学指导技术、技术推动和支持科学发展是支撑航天工程不断进步的基础。

我希望能将最先进的量子物理、量子光学研究成果与工程技术相结合，从实验室走向工程应用，逐步服务于国家重大工程建设中，发挥更大的效能。”

谈起“星载原子钟”，贺玉玲介绍道：“伴随着科学技术的不断发展，为了支持更高精度的应用场景，时间频率的计量手段在不断提升。从古代观察日月星辰周期性运动规律以确定时间，到发明钟摆、石英钟，再到20世界50年代发明了以原子跃迁为基础的原子钟，人类计时从“天文时”发展到了“原子时”，依托于量子物理学的深入研究，时间频率计量精度得到了飞速提升。正是因为有了高精度的原子钟，全球卫星导航系统才成为可能，使我们可以方便的获得自己的时空信息。大家可以简单计算一下，1微秒的时间误差就会产生300米的距离误差，正所谓失之毫"秒"谬以千里，为了准确定位，用户测量时间的精度必须达到几纳秒。原子钟对于导航卫星，对于时频计量至关重要。

原子钟有许多不同的技术路线，产品形态也多种多样，历史上有13个诺贝尔物理学奖是授予与原子钟有关的研究的。星载原子钟需要综合考虑产品的性能指标、制造工艺成熟度、能否适应卫星发射及在轨的严苛环境以及在轨长期运行的可靠性。铷钟、氢钟、铯钟是目前各导航卫星普遍使用的星载钟，其中铷钟又以其体积小、重量轻、功耗低、优异的中短期频率稳定度成为星载应用最广泛的原子钟。我国在北斗导航系统建设论证之初，就确定了以铷钟作为星载钟的系统方案，经过国内多家单位联合攻关，铷钟上星后运行非常稳定，为北斗工程的圆满建设奠定了基础。后来，随着工艺技术的成熟，星载氢钟也应用到了咱们的北斗全球导航卫星上，在轨性能非常优异。

除了铷钟、氢钟、铯钟，天宫二号空间实验室搭载了冷原子钟，锶原子光晶格钟也将搭载于中国空间站，面向空间应用的汞离子钟、积分球钟也正在研发。我相信，随着技术和工艺的不断成熟，将来会有更多的原子钟能在空间任务中大显身手。”

大学是我们寻求知识、塑造自我的地方，贺玉玲结合自己的工作经历和社会阅历，为大学生提出了几点建议：大学是人生中最美好的时光，精力充沛、思维活跃，少了高中的考试压力，大学校园又提供了一个广阔的学习环境，无论是知识的广度还是研究的深度，在这里都可以找到导师去学习请教。这个时候应该抓紧时间，打牢基础、拓宽视野，在不断的学习探索中确定自已的兴趣和以后事业的方向。在大学学习过程中一定要注重自己能力的培养锻炼。当前中国正处于百年未有之大变局，中美博弈的一个重要方面就是科学技术水平的竞争，我们在很多方面还有不少的差距。在仰望星空，谈理想谈愿景的同时，更要脚踏实地，通过课堂学习和实验室研究，抓住每一次机会，不断提高自己分析问题、解决问题的能力，这些都不是纸上谈兵的，需要同学们勤学苦练。只有这样才能在以后干事创业的过程中、实现自己的价值。

现在正值山西大学一百二十周年校庆之际，贺玉玲充分表达了自己对母校的深切感谢与怀念：“首先，祝贺山西大学建校120周年。作为中国办学历史最悠久的高等学府之一。物理学又被评为国家“双一流”学科，我为身为其中一员而感到骄傲。祝愿母校在未来能够继续发挥学科优势，不断做出国际领先的研究成果、培养更多优秀学生，为祖国的科技进步做出更大的贡献！”