三次“接通”，济南前沿科技跨过了什么

　　偏瘫患者依托脑机接口技术，在电子琴上弹出《小星星》。

　　前沿科技的进展，常常不是某台机器更强了，而是某个长期接不上的地方，终于接上了。

　　今年下半年以来，济南前沿科技在三个方向上各出现了一次这样的“接通”：一只手绕过了断掉的神经通路，重新弹出了音符；一束紫外光第一次被干净地“翻译”成光纤听得懂的语言，终于能把信息送进光纤、送到远方；一颗卫星不再需要等地面“算完再告诉它在哪儿”，自己就能在轨算出厘米级的轨道信息。

　　科技关键词

　　●非侵入式脑机接口

　　不需要开颅，通过在头皮或前臂放置电极采集脑电或施加刺激，帮助患者绕过受损的神经通路完成动作。难点在于信号弱、噪声大，核心是解码算法能否从嘈杂信号中“听出”意图。

　　●量子频率转换

　　把量子信号从一个波长“翻译”到另一个波长，同时不破坏其量子特性。对于发光在紫外波段的离子节点，频率转换是接入1550纳米光纤网络的前提。

　　●散粒噪声极限

　　在极弱光条件下，光子到达的随机涨落成为测量精度的根本限制。达到散粒噪声极限，意味着在给定光强下，测量已经逼近理论允许的最好水平。

　　●在轨实时定轨

　　低轨卫星不依赖地面站事后解算，而是通过星载载荷在轨完成轨道测量、数据处理和定轨预报，实时输出厘米级轨道信息。相比传统“地面算完再上传”的方式，服务延迟更低，对测控资源的占用也更少。

　　一只手

　　“接通”断掉的神经

　　39岁的楚言(化名)因脑胶质瘤偏瘫4年，右手几乎不听使唤。但在训练室里，她头戴脑电帽，右臂缠着一圈布满64个通道的柔性电极，指尖在电子琴上弹出了《小星星》——没有动用右手本身的力量。

　　她使用的，是武汉协和医院神经外科姜晓兵团队与济南企业山东蓓明医疗联合研发的“基于高通道矩阵式电刺激的非侵入式脑机接口精细运动重建系统”。10月12日的发布会上，武汉协和宣布这是国内首个基于该技术的精细运动重建系统。

　　对于中风、脑外伤、脊髓损伤患者而言，丧失手部精细动作能力是共同的痛：能抬手，却捏不住杯子;能握拳，却捻不起针。对于患者而言，往往不缺“想动”的意念，缺的是让意念抵达肌肉的那条神经通路。换句话说，大脑的命令还在，但传到手的“路”断了。

　　面对这一难题，传统康复设备走的是“被动训练”路线——机器带着患者的手动，肌肉本身并不发力。蓓明医疗董事长、济南大学副教授孙明旭告诉记者，蓓明医疗走的是另一条路，“我们做的是主动重建，模拟的是正常人‘大脑发出命令—神经传导—肌肉收缩’的完整通路”。

　　孙明旭介绍，研发团队运用高密度矩阵式电刺激技术，在患者前臂包覆密集电极阵列，搭载矩阵式芯片，在毫秒级时间内独立控制每个刺激点的电流，不同的电流组合精准激活控制不同手指的神经分支，让瘫痪患者实现手指精细运动的主动重建。这种技术，不是机器替手动，而是机器帮大脑把“动”的命令重新送进肌肉。

　　姜晓兵表示，双方创新融合了非侵入式脑机接口和功能性电刺激技术，构建了一个闭环神经康复通路，包括“意念解码、精准电刺激、肌肉收缩、动作执行和感官反馈”。设备历经多次调试、完善，今年8月起在武汉协和医院开展临床研究。经过近两个月训练，受试者手指精细运动功能大幅恢复，已能弹奏简单曲目，不借助设备也能书写姓名。

　　他表示，这项技术填补了国内空白，为神经系统疾病相关运动功能障碍患者带来新的康复希望。下一步，团队将持续提高精细运动解码准确率，推动技术从手指精细动作向下肢乃至全身肌肉运动的精准控制延伸，“助力更多失能患者重获生活主动权”。

　　一束光

　　“接通”紫外与光纤

　　如果说第一项“接通”发生在生物体与机器之间，那么第二项“接通”，则发生在量子世界。

　　量子网络要落地，需要打通两道接口：一道是离子节点与光纤之间的“翻译”，一道是节点之间的“对表”。

　　量子网络里，两个节点之间传递信息，靠的是一颗一颗的光子。囚禁离子相干时间长、操控保真度高，是构建量子网络的重要候选体系之一。但它发出的光大多在紫外或蓝紫波段，这类光在光纤中损耗大，难以远距离传输，此前该波段囚禁离子节点间纠缠分发距离被限制在米量级。相比之下，1550纳米附近红外光在光纤中损耗低，适合长距离传输。

　　10月13日，中国科大潘建伟团队与济南量子技术研究院张强、谢秀平、郑名扬等合作，在《物理评论快报》发表成果：他们做了一套量子频率转换装置，把393纳米的紫外光转换成1550纳米的通信波段，端到端效率达到28.8%，泵浦光噪声抑制至35个/秒。与此前工作相比，效率提升约30倍，噪声降低逾两个数量级，刷新了该波段量子频率转换效率与噪声水平的国际纪录。该量子频率转换模块已在基于钙离子囚禁离子的远距离量子纠缠中得到实际应用，信噪比可达120:1。相当于给节点配了一个高效的“翻译器”，让主要发出紫外/蓝紫波段光子的离子节点，终于能把信息送进光纤。

　　但光“出得去”还不够。两个遥远节点各自发出的光子，一路飞来会累积不同的相位扰动，就像两个人从不同地方出发、走的路不一样，碰面时手表已经对不上了。要对表，就得发一束参考光去追踪相位变化。可参考光不能太强，太强会干扰脆弱的量子存储态;但也不能弱，一弱光子到达的随机涨落就变得明显，对表精度跟着往下掉。强也不行，弱也不行，这正是难点所在。

　　10月14日，相关合作团队在《物理评论快报》发表第二项成果。中国科大潘建伟院士与济南量子技术研究院张强教授、陈玖朋副研究员等合作，提出“多波长联合相位锁定”架构，并结合贝叶斯相位估计，在参考光极弱的条件下，把对表精度推到了散粒噪声极限。10公里和100公里光纤链路上，跨节点高精度相位锁定得以实现，远程单光子干涉可见度均保持在97%以上，纠缠宇称对比度超过85%。

　　翻译器解决了“出得去”，对表解决了“对得上”。两道接口各自打通，下一步就是把它们放进同一张更大的网络里，让更多节点以更稳的方式连起来。

　　记者了解到，两项成果为可扩展量子网络中囚禁离子节点的远程互连提供了关键技术支撑，其中量子频率转换模块也为可扩展量子中继和广域量子网络奠定了器件基础。

　　一颗卫星

　　“接通”地面与星上

　　济南的另一项“接通”，发生在卫星和地面之间。

　　低轨卫星要拍出清晰的遥感图像、要维持星座的队形，首先得知道自己精确的“位置”。但很长一段时间里，这个“知道”是滞后的：卫星把观测数据传回地面，地面站算完轨道，再把结果传回卫星。卫星在两次“被告知”之间，只能靠外推来估算自己走到了哪里。服务有延迟，覆盖受测控资源限制，星座规模越大，这个“断点”就越明显。

　　9月19日，2026年空天信息新质生产力培育论坛暨成果发布会在济南召开。齐鲁空天信息研究院(济南空天信息山东省实验室)集中发布了三项商业航天领域成果，其中之一是低轨卫星轨道精密测量服务系统。这项成果面向低轨卫星星座规模化建设对高精度、实时化、自主化轨道测量能力的迫切需求，重点研制了低轨卫星轻量化精密定轨与短期轨道预报载荷，突破了星载高精度轨道测量、在轨实时数据处理、精密定轨解算及短期轨道预报等关键技术，形成了集高精度信号接收、数据处理、定轨预报算法和结果输出于一体的星载装备。

　　最关键的变化，是定轨从“地面事后解算”转向了“在轨实时测量服务”。卫星不再只是把数据传下来、等地面算完再告诉它，而是自己就能在轨实时输出厘米级的高精度轨道信息，有效改善服务延迟、覆盖范围受限、测控资源占用较多等问题。该载荷可广泛应用于卫星互联网、遥感卫星、气象卫星、导航增强卫星及其他商业低轨卫星，服务于卫星发射入轨、在轨运行、轨道控制、星座维持等全生命周期环节。

　　这件事的“接通”意义在于：原本断在地面环节的定轨能力，被接到了星上。卫星自己知道自己在哪里，星座的规模化运营才有可能从“地面依赖”走向“星上自主”。

　　记者了解到，该项成果推广应用有助于补齐我国低轨卫星高精度实时定轨载荷领域的技术短板，提升大型星座自主运行、精细化管理和快速响应能力，增强我国在卫星互联网与商业航天领域的技术主动权。同时，可带动星载接收机、计算平台、精密算法、载荷制造、卫星集成及数据应用等产业链协同发展，促进高端人才、创新资源和产业项目集聚，为航天强国、数字中国及国家空间安全战略实施提供重要支撑。

　　为什么是济南

　　三个案例，涉及三个不同的产业，它们的共同点在于，都不是“平地起高楼”式的孤立突破，而是依托济南多年积累的科研底座，厚积薄发。

　　底座有多厚，数据最能说话。

　　2025年，济南居中国城市创新能力百强榜第15位。高新技术产业产值占比达68.77%，全市技术合同成交额突破千亿元。

　　平台支撑体系健全。济南科创城、量子国家实验室济南基地建设发展成效显著，20家全国重点实验室、3家省实验室、126家省重点实验室、466家市级重点实验室，构成“国家引领、省级支撑、市级夯实”的策源格局。

　　重大成果持续涌现。“十四五”期间获国家科学技术奖14项、省科学技术奖447项，“祖冲之三号”刷新世界纪录，“齐倍安”“瑞霖唐”等一类创新药填补国内空白。

　　创新生态蓬勃活跃，济南拥有52所驻济高校，在校大学生76万人，人才资源总量310万人。“十四五”期间引育国家级人才111人、泰山系列人才105人，4位专家获中国政府友谊奖，形成人才荟萃、活力充沛的创新格局。

　　下半年济南的这三次“接通”，领域不同、路径不同，但都说明同一件事：前沿科技的重心，正在从“做出来”转向“真正管用”。《济南市国民经济和社会发展第十五个五年规划纲要》提出建设区域性科技创新高地，济南的每一次“接通”，都让这座城市的创新链条往前延伸了一段，都让下一步有了更坚实的落脚点。