量子精密测量技术不断从实验室走向实际应用。
2024年,量子精密测量技术在多个测量领域取得突破性进展,尤其是在实际应用方面实现创新,为未来的自主导航和地球物理研究提供了全新方案。5月,英国DSIT宣布联盟成功演示全球首次基于量子的惯性导航系统飞行;8月,美国波音公司完成全球首个多量子传感器飞行测试,实现无GPS导航飞行。l 5月,浙江工业大学全省量子精密测量重点实验室携手中国地质大学(北京)、杭州微伽量子科技有限公司,在国际上首次在-300米深处开展绝对重力测量实验。 l 8月,美国NASA科研团队和加州理工学院喷气推进实验室研究团队,分别利用超冷原子探测太空周围环境的变化。
整体来看,2024年量子精密测量领域在中高水平论文的产出量相较2023年实现了显著提升,各类顶级期刊文章数量均呈现增长态势。尤其是《自然通讯》,文章数量从2023年的91篇增加到了2024年的120篇。

这些权威期刊的文章数量显著增长,表明量子精密测量领域正不断取得基础理论与实验方法的突破,涵盖新型量子态操控、噪声抑制技术及精密测量极限的重新定义。 同时,该领域正与其他学科如生物医学、地球科学和材料科学深度融合,其高灵敏度和高精度特性为传统测量难题提供了新解决手段,并开拓了新兴应用场景的可能性。 特别是在光子学领域,量子精密测量的应用研究正逐步升温,基于光学传感的技术有望推动量子雷达、远程成像和精密测绘等领域的发展,形成了应用驱动与基础技术优化的良性循环。 此外,文章数量的增长离不开科研生态系统的完善与政策扶持的强化。从数据可以看出,各国可能已经加强了对量子精密测量领域的科研资助。以美国为例,据不完全统计,2024年该国发布了4项关于量子传感领域的资助项目,资助金额总计约0.48亿美元,促进了量子精密测量领域的进一步发展,激发了研究活力。
量子传感技术正形成全链条布局,涵盖上游的赋能技术、中游的整机制造以及下游的广泛应用领域。近年来,更多企业纷纷涌入量子传感领域,产业链不断壮大,展现出巨大的发展潜力。 上游赋能技术方面,外围保障系统、核心硬件和辅助硬件为量子传感器的研发提供了重要支持,这些要素共同构成了一个紧密协作的技术体系,为量子传感器的研发提供了强大的技术支撑,使其能够在各种应用场景中发挥出卓越的性能。中游整机方面,量子传感器的集成化和模块化设计使得其在多个测量领域展现出强大的应用潜力。当前,量子传感器在时频、磁场和重力等领域技术相对成熟,在电场、温度、压力等领域优越性尚未完全体现。未来,随着技术的不断进步,量子传感器的整机制造将更加注重小型化和低功耗设计,以适应更广泛的应用需求。
下游应用方面,量子传感技术的潜力已在多个领域显现。例如在卫星导航中,原子钟、量子陀螺仪、量子重力仪、量子磁力计等组合能够实现超高精度的定位,提升导航系统的可靠性;在医药领域,量子磁力计可以实现对生物信号的精准探测,助力疾病的早期诊断;在军事国防方面,量子增强雷达可为战略监测和侦察提供了强大支持。 未来,随着各行业对高精度测量需求的增加,量子传感技术的应用前景将更加广阔,推动整个产业链蓬勃发展。
近年来,各国政府对量子精密测量领域的重视度持续提高,纷纷出台相关政策支持其技术研发和产业化,推动了该领域的投融资规模快速增长。
美国出台了15项国家级政策,涵盖技术研发、应用场景拓展和产业链生态建设等多个方面。从社会资本的投融资情况来看,美国在量子精密测量领域共完成3笔融资,总金额约3.09亿美元,全球领先,显现其技术竞争力和资本吸引力。Ø 中国出台了13项国家级政策,推动了4笔量子精密测量领域的投融资活动。据不完全统计,总融资金额约0.38亿美元,位居全球第二,表明中国在量子精密测量领域的资本动员能力已初具规模。 Ø 英国出台了2项国家级政策,涵盖支持创新、建立测试平台和加强国际合作等诸多措施,推动量子精密测量技术的产业化发展。尽管政策数量相对较少,但从社会资本的投融资情况来看,英国共完成3笔融资,总金额约0.12亿美元,排名全球第三位。 Ø 印度和韩国也发布了相关政策,但在社会资本方面尚未有具体投融资活动。
2024年,量子精密测量领域的全球合作生态显现出以下区域化特点:美国领先且合作广泛;中国进展显著但合作相对有限;欧洲地区整体协同发展。
美国在整体进展数量上较为领先,合作的国家范围较广,涵盖了欧洲、亚洲和北美等多个关键地区,彰显了美国在推动量子精密测量全球化发展方面的强大资源整合能力和影响力。 Ø 中国在进展数量上同样具有显著优势,反映了其作为量子精密测量发展重点国家的地位,但其国际合作次数相对较少,表明在全球竞争加剧、技术封锁日益严峻的背景下,中国在推动相关合作时主要还是依赖于本国的资源。Ø 英国和德国作为欧洲地区的两大主要科技国,形成了较为紧密的区域性协作网络,合作国家包括美国、瑞士、法国等。而法国、瑞士等欧洲国家在量子精密测量这一领域,同样也表现出了较强的合作意愿,通过参与多国间的技术合作、交流与共享,在特定技术领域内找到了各自独特的突破点,推动了欧洲量子精密测量产业整体协同发展。