量子傳感技術(shù)實驗設(shè)施近五年新建項目超年均二十座 技術(shù)迭代正提速中
近年來,量子傳感技術(shù)在全球范圍內(nèi)得到了廣泛關(guān)注和快速發(fā)展。根據(jù)最新的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,近五年來,全球范圍內(nèi)新建的量子傳感技術(shù)實驗設(shè)施數(shù)量超過了年均二十座,這一數(shù)字反映了各國對量子傳感技術(shù)的高度重視和投入。
量子傳感技術(shù)是一種利用量子力學(xué)原理進(jìn)行測量的技術(shù),其具有極高的靈敏度和精度,能夠在傳統(tǒng)傳感器難以勝任的領(lǐng)域發(fā)揮作用。例如,在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,量子傳感器可以用于早期疾病診斷,而在環(huán)境監(jiān)測方面,量子傳感器則能夠?qū)崟r監(jiān)測污染物,保護(hù)生態(tài)環(huán)境。
在過去五年中,多個國家和機(jī)構(gòu)紛紛投資建設(shè)量子傳感技術(shù)的實驗設(shè)施。這些項目不僅涵蓋了基礎(chǔ)研究,還包括了技術(shù)應(yīng)用和產(chǎn)品開發(fā)等多個方面。例如,北京航空航天大學(xué)建設(shè)的超高靈敏極弱磁場和慣性測量裝置,總投資概算達(dá)到21億元,旨在攻克芯片化量子傳感器在設(shè)計、封裝、集成、測試中的關(guān)鍵核心技術(shù)。此外,山西大學(xué)也獲得了山西省發(fā)展和改革委員會的批復(fù),新建量子科技大樓,總投資超過7.5億元,購置了包括超低噪聲激光和量子光源平臺在內(nèi)的57臺(套)科研儀器設(shè)備。
值得一提的是,量子傳感技術(shù)的研究和應(yīng)用并不局限于特定的學(xué)科領(lǐng)域。例如,南方電網(wǎng)貴州電科院智能傳感與透明電網(wǎng)技術(shù)團(tuán)隊,在量子傳感器領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展,他們成功將吉赫茲級微波信號調(diào)理電路縮小至“指甲蓋”大小,實現(xiàn)了“多功能模塊高度集成”。這一成果不僅提升了量子傳感器的性能,還為未來的應(yīng)用開辟了新的可能性。
在技術(shù)迭代方面,量子傳感技術(shù)也在不斷取得突破。例如,丹麥哥本哈根大學(xué)尼爾斯·玻爾研究所開發(fā)的混合量子系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)更高精度的測量,其應(yīng)用前景廣闊,從探測宇宙中的引力波、監(jiān)測環(huán)境,到生物醫(yī)學(xué)診斷和成像。美國南加州大學(xué)的研究團(tuán)隊也開發(fā)出了新型量子傳感技術(shù),通過相干穩(wěn)定協(xié)議成功攻克了退相干難題,顯著提高了測量精度。
量子傳感技術(shù)的發(fā)展不僅得到了政府的支持,也得到了企業(yè)的積極參與。例如,英國科學(xué)、創(chuàng)新和技術(shù)部宣布,由量子技術(shù)企業(yè)Infleqtion、QinetiQ研究實驗室和防務(wù)巨頭貝宜系統(tǒng)公司組成的研發(fā)團(tuán)隊,已在飛機(jī)上成功演示了基于量子的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。這一測試是英國國家量子戰(zhàn)略“任務(wù)4”的一部分,旨在到2030年在飛機(jī)上部署量子導(dǎo)航系統(tǒng)。
在政策支持方面,國務(wù)院發(fā)布的《計量發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》明確將量子精密測量列為重點(diǎn)攻關(guān)方向,國內(nèi)科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)正加速布局。此外,美國能源部橡樹嶺國家實驗室也開設(shè)了新的量子傳感器和計算研究中心,名為量子地下儀器實驗試驗臺(QUIET),旨在研究與宇宙輻射隔離的量子比特的性能。