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苦科学仪器巨头垄断久矣!量子传感有望革故鼎新

量子精密测量技术为高端仪器带来换道超车的机会


  来源: 中国科学报 时间:2022-02-26 编辑:清风
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2018年10月,国仪量子发布的国内首台脉冲式电子顺磁共振波谱仪,自主创新多项核心技术,填补国内空白,突破国际禁运,并在关键性能指标上实现超越;2019年11月,国仪量子发布世界首台量子钻石原子力显微镜,能“看到”纳米级的微小结构,在量子科学、化学与材料科学及生物和医疗等领域有着广泛应用前景。


目前,国仪量子已经具备多款量子传感器从研发到生产的核心能力,一些仪器设备甚至开始销往美国、澳大利亚等发达国家,销售额逐年翻番。贺羽透露,2021年国仪量子订单总金额轻松跨过2亿元关口,2022年有望突破4亿元。


还只是冰山一角


尽管订单数量节节攀升,但贺羽也坦承,国仪量子所撬开的量子传感仪器市场还只是冰山一角。


“一方面,量子精密测量技术相对传统测量仪器是降维打击,存量市场潜力很大;另一方面,量子测量还有许多待发掘的市场应用场景,新需求会不断诞生。”贺羽说,他们现在每年要拿出营收费用的40%左右用于研发投入,除技术创新研发外,还开展场景创新研发,一些新应用场景的仪器也在做预研或规划。


国仪量子并非量子精密测量技术产业化的独行者。放眼全球,瑞士量子传感解决方案开发商Qnami就是一家与国仪量子旗鼓相当的竞争对手。后者专注于量子显微镜系统市场,并已有多款产品在材料研究领域推出。


此外,一些传统仪器仪表巨头也在相关细分领域开始采用量子精密测量技术,并开展相应产品的研制或指定产品的研发计划。


如美国传统制造商洛克希德·马丁公司就有专门的研究小组,探索研制和使用量子传感器解决全球导航卫星系统的信号干扰问题;德国工业巨头博世集团目前正着手探索量子精密测量技术在汽车传感上的应用——2月18日,博世集团刚刚通过其官方发布渠道宣布成立全新初创团队,旨在将量子传感器商品化。


环顾国内,类似国仪量子这样的初创企业并不多,但我国已有或已开展量子精密测量技术开发的研究团队也不在少数。


比如,2021年3月,位于浙江的之江实验室就曾宣布,其于2019年7月正式立项的量子精密测量大科学装置完成了“里程碑节点成果验收”。公开信息显示,该装置基于光动量效应,探索集中在高精度力学量的量子传感技术方向,上述成果的取得“为力学量量子传感技术发展奠定了扎实的基础”。


再如,中国科学技术大学教授卢征天团队,曾提出原子阱痕量分析方法、自主研发基于激光冷原子阱技术痕量同位素分析实验装置,并将其创造性地应用于环境样品中稀有同位素的探测,进而用于为古地下水与冰川定年。


“我们只是众多量子精密测量技术应用中的一个例子,它的空间是很广阔的,技术应用也日新月异。”卢征天在接受《中国科学报》采访时说,量子精密测量常应用于时间、质量、温度等物理量的测量,原子钟就是一个“明亮的例子”,借助量子技术,原子钟的计时准确度达到了理论最高水平。


卢征天提到的这一技术在市场上亦有应用落地。记者查询公开信息获悉,我国原子钟、时间同步设备和系统主要供应商“天奥电子”就主营时间频率产品等的研发设计、生产销售,其营收中有近57%来自频率系列产品、42%来自时间同步系列产品。值得一提的是,作为“量子科技概念股”,天奥电子自2018年9月3日在A股上市以来,股票涨幅达274%。


乘“东风”,工程队伍是关键


量子精密测量的政策“东风”,也吹得正劲。


1月28日,国务院发布《计量发展规划(2021—2035年)》(下文称《规划》),提出在2035年建成以量子计量为核心、科技水平一流、符合时代发展需求和国际化发展潮流的国家现代先进测量体系。


《规划》重点介绍了对于计量基础研究、计量应用、计量能力建设与计量监督管理的整体要求。在专栏2“计量基础理论与核心技术研究”中,《规划》提出,要“重点开展量子精密测量和传感器件制备集成技术、量子传感测量技术研究”。


从《规划》的措辞和篇幅设置中可以看出,量子精密测量技术和高端仪器国产化在其中扮演着重要角色。


关键词:量子传感 量子精密测量 量子传感器    浏览量:9957

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