1. 量子测量市场现状
1.1 背景
目前，中国在量子精密测量领域正积极抢占领先位置，量子测量正迎来产业化的重要窗口期。量子测量利用冷原子、氮空位色心、单光子、里德堡原子等技术路线，广泛应用于时钟同步、重力测量、量子雷达、量子定位等高精度领域。2022年全球量子精密测量市场规模约13亿美元，2030年有望达25亿美元。根据预测，到2030年全球量子测量市场规模将达数十亿美元。面对这一重大机遇，我们要加快技术突破和成果转化，抢占全球竞争制高点。
随着传感器技术、人工智能算法等关键技术的突破与融合发展，2018-2022年量子测量专利申请量开始显著攀升。中国科学膨糠构在量子传感器基础研究和关键技术攻关方面屡获成果，自主研发的高精度原子钟已达到国际先进水准。2025年截至11月，专利申请数量为76项。截至2025年11月11日，中国是全球量子精密测量专利最多的国家，专利数量为1033项，占比高达89%。其次是美国和日本，分别占比3%和2%。
目前可以商用的量子测量设备产品包括量子时钟、量子重力仪、量子磁力计及其衍生产品、光量子雷达等。
1.2 行业定义及发展历程
1.2.1行业定义
量子测量是量子力学中的关键概念，涉及对量子系统觌察的其结果会导致量子系统的状态坍缩到确定态。与经典物理不同，量子系统的状态并不是一个确定的值，而是由多个可能的状态组成的概率波函数，测试过程在其中扮演了至关重要的角色。量子测量与经典物理中的测量有本质的不同。在经典物理中，我们可以通过合适的仪器对一个物体的某个属性(如位置、速度等)进行精确测量，而量子物理中的测量不仅仅是获取某个确定的值，而是根据概率的方式得到结果。量子测量是量子力学最基本和核心的问题之一，根据冯诺依曼测量假定，量子测量会导致量子态坍缩到待测物理量的本征态。
量子精密测量旨在利用量子资源和效应，实现超越经典方法的测量精度，是原子物理、物理光学、电子技术、控制技术等多学科交叉融合的综合技术。量子资源和量子调控带来了发展契机、新内涵新原理、新体系、新方法与新技术，有望实现如时间、电场、磁场、相位、重力、温度等物理量超越经典技术极限的量子精密测量。
1.2.2发展历程
理论奠基阶段(1900-1925年):1900年，普朗克提出量子假说，首次引入能量量子化概念，为量子理论奠定基础。1925年，海森堡的矩阵力学与薛定谔的波动力学相继诞生，标志着量子力学初步形成。这一理论突破为量子测量技术提供了核心框架，明确了微观粒子行为需通过概率幅描述，并引入不确定性原理，揭示了测量对系统状裁的质。
计量领域初步应用阶段(1960-1983年):1960年，第11届国际计量大会首次采用自然基准——氪-86原子的特定光谱波长重新定义长度单位“米”,替代了沿用百年的国际米原器。这一变革将量子特性引入计量体系，成为量子测量技术实用化的开端。随后，国际计量大会于1967年以铯-133原子基态超精细跃迁频率定义“秒”,1979年通过辐射强度标准重新定义“坎德拉”,1983年进一步以光速值(基于米与秒的量子定义)反推“米”的定义，形成时间、长度、发光强度的量子化计量标准，巩固了量子在精密测量中的地位。
全面量子化阶段(2018-2019年):2018年，第26届国际计量大会通过决议，将全部七个基本单位(千克、米、秒、安培、开尔文、摩尔、坎德拉)均基于量子基本特性重新定义。例如，千克采用普朗克常数，开尔文基于玻尔兹曼常数，安培关联电子电荷量。2019年5月20日，新定义正式实施，标志着人类计量体系完全脱离实物基准，进入基于量子物理的“自然基准”时代，量子测量技术成为全球科技竞争的核心领域。
中国突破与产业化阶段(近年):近年来，中国在量子测量领域取得多项突破。例如，成功研制高灵敏度量子磁力仪，利用超导量子干涉器件(SQUID)或原子磁强计等技术，实现地磁场、生物磁场等微弱磁场的精准探测；此外，在量子陀螺、量子重力仪等方向亦有进展，推动量子测量技术向导航、地质勘探、生物医学等领域延伸，形成从基础研究到产业应用的完整链条。
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