量子传感赛道进入关键发展阶段,全球竞逐加速

2026-01-17 18:12:30
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量子传感赛道进入关键发展阶段,全球竞逐加速

随着AI、具身智能和自动驾驶等高科技领域持续升温,触觉传感器、六维力传感器、激光雷达和视觉传感器等相关产业也同步取得显著进展。然而,在更为广阔的传感器科技图景中,量子传感技术正成为另一条备受关注的前沿赛道,其商业化落地进程正在加快。

根据麦肯锡公司最新发布的年度量子技术监测报告,2025年被定义为“量子元年”,量子传感技术正处于技术转化的关键阶段。该报告指出,现实世界中的应用开发将成为释放量子传感潜力的核心。在量子计算、量子通信和量子精密测量三大分支中,量子传感是商业化路径最短、应用前景最明确的一环。

事实上,量子传感技术的应用已有数十年历史。例如,原子钟自1955年首台模型问世以来,已经成为全球定位系统(GPS)中的核心组件。此外,磁共振成像技术也依赖于量子传感原理,广泛应用于医学诊断领域。

在资本市场,量子传感技术同样引发热潮。2025年底,中国独角兽企业国仪量子向科创板提交IPO申请,正冲刺成为“国产量子传感器第一股”。作为一家专注于量子精密测量的企业,国仪量子已为全球科研机构和企业提供增强型量子传感器、科学仪器及行业解决方案。

近期,由中国科学技术协会主管的《前瞻科技》期刊推出了关于量子传感的战略发展专刊,其中《量子传感技术研究现状及发展趋势》一文系统梳理了该领域的技术进展、挑战与未来方向。文章由北京量子信息科学研究院的魏小刚、杨仁福等专家执笔,为行业提供了全面的参考。

量子传感:技术突破与战略意义

量子传感技术依托量子系综的能级跃迁、相干叠加与量子纠缠等特性,突破了传统探测手段在精度和灵敏度方面的限制。其在国防安全、智能电网、5G通信、疾病诊断、脑机接口等多个领域展现出巨大潜力。

在军事领域,量子传感技术可实现对微弱信号的高精度探测,为反潜作战和导弹控制系统提供技术支撑。在民用领域,它不仅可推动医疗诊断的精准化,还将助力智能制造、万物互联等新兴产业发展。

量子传感作为量子信息科学的重要组成部分,已成为各国科技竞争的核心领域之一。其技术壁垒高,产业链控制权直接关系到国家的战略安全、科技话语权和产业主动权。

全球量子传感战略布局

当前,全球主要科技强国纷纷布局量子传感技术发展,力求在量子经济市场中占据先机。

中国:政策驱动,科研密集

自2016年起,中国将量子传感技术纳入国家重大科技专项。2022年发布的《计量发展规划(2021—2035)》明确提出“量子度量衡”计划,推动量子计量技术与芯片级标准装置的突破。

清华大学、北京大学、北京航空航天大学等高校和科研机构正在推进量子传感技术的研究。例如,北京量子信息科学研究院在芯片级原子钟、原子磁力仪等领域取得重要突破。

美国与加拿大:军方引领,产业协同

美国自2018年起启动“国家量子计划”,并在2022年发布《将量子传感器付诸实践》战略,将量子传感列为优先发展领域。2024年,美国国会进一步通过《国家量子倡议重新授权法案》,为量子技术研发提供资金支持。

加拿大于2023年启动《国家量子战略》的实施阶段,目标是巩固其在量子研究领域的国际领先地位。

欧盟与英国:产业导向,资源整合

欧盟通过“量子旗舰计划”整合资源,推动量子技术的商业化落地,力争在2030年前实现量子传感技术的工业应用。德国、法国和英国也各自发布了量子技术发展战略,德国聚焦量子雷达、量子磁力仪等方向;法国投入18亿欧元,其中2.5亿欧元用于量子传感;英国则通过国家量子技术计划,推动量子传感中心建设。

日本与澳大利亚:多维度布局

日本在2017年启动“量子飞跃计划”,重点发展重力梯度传感、量子惯性传感等技术。2023年,日本又发布《量子未来产业创造战略》,进一步明确量子传感在技术应用中的优先地位。

澳大利亚于2023年发布首个《国家量子战略》,希望通过产学研合作,建立量子生态系统,推动量子传感等关键技术的产业化。

技术现状与发展趋势

量子传感技术涵盖时间测量、磁场传感、电场传感、惯性传感、重力传感及生物传感等多个领域。

时间测量:原子钟引领高精度

原子钟作为时间测量的核心设备,已广泛应用于守时系统和科学研究。目前,美国Microchip公司、法国贝桑松实验室、瑞士纳沙泰尔大学等在芯片级原子钟研发方面处于领先地位。

中国科研机构如北京量子信息科学研究院、中国科学院精密测量研究院也取得了微型原子钟、光钟等领域的显著进展,部分技术指标已达到国际先进水平。

磁场与电场传感:高灵敏度应用广泛

光泵磁力仪、SERF磁力仪和NV色心磁力仪等技术在地磁测量、生物磁探测等领域已实现应用。美国Quspin和Twinleaf公司推出的产品已具备商业化能力。

中国高校和科研机构也开展了大量研究,部分成果已进入工程化阶段。例如,复旦大学实现7 fT/√Hz的灵敏度,北京航空航天大学实现了0.1 fT/√Hz的零场磁强计性能。

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慧生活

这家伙很懒,什么描述也没留下

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