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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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编者按


“遇事不决,量子力学。”这句谑语的背后,隐喻着量子力学这一前沿科技在公众面前的深奥与神秘。然而,尽管看似遥不可及,量子科技——尤其是量子信息产业化的步伐已然开启,并逐渐形成了量子精密测量(量子传感)、量子保密通信、量子计算三大赛道,其间也难免滋生出一些“鱼目混珠”的乱象。


为还原量子科技产业化真相,《中国科学报》通过走访科学家、创业者和投资方,推出系列报道,深入探究上述三大赛道的技术现状、产业前景等。


2016年12月底创立,5年时间融资5轮,最近一轮(C轮)融资数亿元人民币,估值达70亿元,这家公司就是国仪量子——孵化自中国科学技术大学的量子精密测量仪器产业初创公司。


讯飞创投投资总监孙啸天忆起对国仪量子的投资,至今犹记当年的兴奋。2018年3月,该投资团队到国仪量子沟通参与A轮融资,4月底就完成了投资决策:作为A轮领投方,讯飞创投给这个当时创立仅1年多的团队投出4000万元。


这些数字的背后,是量子精密测量技术落地应用所带来的无限魅力。


量子钻石原子力显微镜   国仪量子供图



打开微观世界的一把钥匙


贺羽,年轻的“90后”创业者,曾就读于中国科学技术大学少年班。2016年从中国科学技术大学杜江峰院士团队出来创办国仪量子时,已经是他第三次投身创业,“该掉的坑都掉过了,在国仪量子倒不觉得有什么不顺”。


“量子传感器是人类能研制的最‘小’的传感器。”贺羽向《中国科学报》介绍,“最小意味着它能测量一些我们用现代仪器测不到的信号,比如微弱的磁场、神经元放电、血液中的分子标识物等等,它是打开微观世界的一把钥匙。”


物质的电磁场、温度、压力等与量子体系发生相互作用后会改变其量子状态,而通过对这些变化后的量子态的检测,就能实现对物质环境参数的高灵敏度测量。量子精密测量就是基于量子力学基本特性——如量子相干、量子纠缠、量子统计等,实现对物理量测量的一项技术。如今量子态操控技术已趋成熟,量子精密测量的精度也大幅提高。


简单的理解就是,由电子、光子、声子等构筑的量子体系就像是一把高灵敏度的尺子,借助它就可以实现对诸如压力、温度、磁场乃至时间等各物理量更精密的测量,因此又称“量子传感”。


不仅如此,量子纠缠还可以进一步提高测量灵敏度。


假设让N个“量子尺子”的量子态处于一种纠缠态上,外界环境对这N把量子尺的作用就会相干叠加,那么最终的测量精度相对单量子尺将提高N倍。这样的精度突破了经典力学的散粒噪声极限,并提高了倍数,是量子力学理论范畴内所能达到的最高精度——海森堡极限。


“换道超车”的机会


基于量子精密测量技术研制的仪器,相比一些传统科学仪器是“降维打击”,因为科学仪器天然追求更高灵敏度和更高精度。这在贺羽看来,给了国产科学仪器研制“换道超车”的机会。


高端科学仪器是科学研究、工程探测、医疗诊断等不可或缺的重要工具,但由于精密仪器技术要求高、制造难度大,全球范围内只有来自发达国家的仪器巨头如赛默飞世尔、岛津、罗氏诊断、布鲁克等具有完善的供货能力,处于垄断地位。


而高端仪器长期以来依赖进口,让包括中国在内的许多国家不得不付出高价的同时还要仰人鼻息,可谓“天下苦垄断厂商久矣”。


量子精密测量技术在科学仪器方面的落地应用,正在改变这一尴尬现状。“我们研制的不少仪器一经推出就是‘世界首台’,不仅树立了国仪量子的品牌,也奠定了国产高端仪器打破国外科学仪器巨头垄断的基础。”贺羽说。


贺羽形容量子精密测量仪器是一个“鼎新带动革故”的创业赛道。他介绍,基于量子精密测量技术,国仪量子瞄准高端仪器市场缺口,锚定人有我优、人无我有的“为国造仪”理念,展现了新技术的竞争力。


关键词:量子传感 量子精密测量 量子传感器    浏览量:9409

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