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国仪量子董事长贺羽：量子精密测量技术与行业赋能

MEMS 2025-03-26 00:01
汽车照明系统的“智慧大脑”，竟然是它？》 技术前沿：ADMT4000多圈传感器技术剖析与应用实践

来源：长城战略咨询

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编者按

由上海市松江区人民政府、长城战略咨询、上海市科学学研究所共同主办的“2024浦江创新论坛——独角兽创新发展论坛”在上海松江举行。论坛以“聚焦独角兽企业发展  ‘浦’写新质生产力华章”为主题。本文分享国仪量子董事长贺羽的精彩演讲“量子精密测量技术与行业赋能”。



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演讲嘉宾：贺羽
国仪量子董事长 


“量子”这个词听起来比较深奥，其实量子已经是融入到我们的生活的方方面面。比如说面前的这杯水或者头顶上的光，当把它们做无限细分的时候，都会发现它会变成一份一份，光会变成光子，水会变成分子，我们就把这样一份一份的称之为量子。
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现在讲的量子技术是指量子信息技术，就是“第二次量子革命”。过去对微观世界只是被动地观察和解释，而现在可以人工地制备和操控单个量子体系，我们就把这样的技术称之为第二次量子革命。第二次量子革命是中国的挑战与机遇。
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整个量子科技被定义为未来产业，也受到党和国家领导人的高度重视，世界各国都在布局量子技术与产业。近年来我们初步统计了一下，全球量子信息投资总规模超过280亿美元，2023年一年就有6个国家发布了国家的量子战略。
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第二次量子革命，量子信息技术典型的应用场景一是量子通信，可以实现无条件安全的端到端通信；二是量子计算，可以超快并行，如果未来产业化可以实现很高的算力；三是量子精密测量，就是使用量子技术对物理量进行更高分辨率，更高灵敏度的测量技术。可以把它简单地理解为新型的传感器，这个传感器的灵敏度是过去传感器的一千倍，它的个头非常小，可以做到原子尺寸，这就是量子精密测量。
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量子精密测量有什么用？它可以去测量过去测量不到的一些信号、物质。
可以用在生命医疗，面向人民生命健康。比如说心脏产生的磁场差不多是地磁场的千万分之一，量子传感器可以测到比地磁场小百亿分之一的磁场，当然我们可以用量子传感器测量心脏产生的磁场。
这是国内首个完成临床验证并且获得适应症的心磁图仪，主要对心肌缺血，比如说典型的冠心病进行早期的诊断。灵敏度可以做到95.7%，准确率到84%。
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当前通过对血液里面的物质成分的测量，血液里面的生物标志物的测量，已经成为体外诊断非常重要的手段。血液里的生物标志物含量非常低，现在的仪器很难准确地检测出来，而量子传感器能够把生物标志物的检出灵敏度大大提高。
我们用量子精密测量技术把生物标志物检出的灵感度极限的能够提升到单分子水平。最典型的可以用在阿尔茨海默病，就是老年痴呆，因为它是神经性疾病，神经性疾病有非常少量的生物标志物能够进入到血液里面，所以早期筛查是比较困难的。而且现在这个仪器和整个的试剂相对来说比较成熟，很有希望到终端价格做到100块钱以内做一次测量。 
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在医疗领域，量子精密测量可以从分子到细胞，再到组织，再到器官和个体都能够去进行一些病灶的发现或者标志物的检出。可以把量子传感器做得非常小，做成一根针，可以在脑部疾病手术过程中区分到底哪里有神经元，是好的区域，哪里是没有神经元的，可能是肿瘤或者什么病灶，可以做医疗手术中的成像。 
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在工业领域，可以用量子精密测量用于锂电池漏电流的检测。因为锂电池生产出来之后很有可能有缺陷，漏电流非常微弱，可以通过检测电池漏电流产生非常微弱的磁场，来检测漏电流。 
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除了对锂电池成品的检测，它也可以在前端，可以用来对正负极浆料里面的磁性杂质进行检测。因为追根溯源，到底是什么引起了电池的漏电流，其实是原材料的磁性杂质，如果对磁性杂质进行高灵敏度实时的监控，也是能够显著地提高电池的品质。 
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我们跟电网一起合作的用量子传感器去测量电流，这个已经在特高压直流输电中实现示范应用。
在油气勘探领域，钻头在井下，井深差不多是3公里到5公里甚至更深，在打井的时候需要实时把井下的情况能够传输上来。过去一直用的是比较慢速的传输方法，如果用量子传感器可以实现高效的通信。
无论在汽车工业、新能源、芯片检测、能源勘测等领域，量子精密测量都有它发挥的地方。 
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面向国家重大需求可以用于磁异常的探测，可以用于目标的发现。面向世界科技前沿可以做暗物质、暗能量的探究，用于单分子磁共振，磁性材料的表征，引力波探测，高压物理的研究。 
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量子精密测量是变不可见为可见，把过去看不见的变得看得见，看不清的变得看得清，测不准的变得测得准。比如说冰山之上就是传统的传感器能够测量到的事件，可以看到的体量。量子精密测量可以探测冰山之下的信息。
信息好比数字时代的石油，量子精密测量这把尺子将赋予我们挖掘宝贵信息冰山的强力工具，不断拓展我们的认知边界。 
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为了更好地去拓展量子精密测量的应用场景，在去年发布世界上首部《量子精密测量行业赋能白皮书》，发布当月有超过500名专家来跟我们一起交流，并且在各行各业去探索量子精密测量的行业应用。 
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这是初步预测的量子精密测量产业化的路线图，当前主要是在科学仪器，接下来专用设备会用起来，未来研制出来非常通用而且是低成本的量子传感器，将会走向千家万户。
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国仪量子是源自于中国科学技术大学，当时是习总书记到实验室视察，现场提出核心技术是买不来，希望我们的技术不只是留在实验室，也希望我们在各行各业用起来，所以我们就成立了国仪量子公司。
科学技术是我国被卡脖子的非常代表性的技术，量子精密测量给科技行业带来弯道超车甚至换道超车的变革性机遇。国仪量子基于量子精密测量技术做了从0-1的高端的科学仪器。
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量子精密测量产业化条件已经是比较成熟，希望推进行业龙头企业开放更多的应用场景，共同将量子精密测量技术赋能各行各业。
发展高端科学仪器行业是国家高水平科技自立自强的重要一环，量子精密测量技术将为中国科学仪器行业带来换道超车变革式机遇。
图片（本文由嘉宾演讲速记整理，未经本人审阅）
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