來(lái)源：長(zhǎng)城戰(zhàn)略咨詢
由上海市松江區(qū)人民政府、長(zhǎng)城戰(zhàn)略咨詢、上海市科學(xué)學(xué)研究所共同主辦的“2024浦江創(chuàng)新論壇——獨(dú)角獸創(chuàng)新發(fā)展論壇”在上海松江舉行。論壇以“聚焦獨(dú)角獸企業(yè)發(fā)展? ‘浦’寫(xiě)新質(zhì)生產(chǎn)力華章”為主題。本文分享國(guó)儀量子董事長(zhǎng)賀羽的精彩演講“量子精密測(cè)量技術(shù)與行業(yè)賦能”。
“量子”這個(gè)詞聽(tīng)起來(lái)比較深?yuàn)W，其實(shí)量子已經(jīng)是融入到我們的生活的方方面面。比如說(shuō)面前的這杯水或者頭頂上的光，當(dāng)把它們做無(wú)限細(xì)分的時(shí)候，都會(huì)發(fā)現(xiàn)它會(huì)變成一份一份，光會(huì)變成光子，水會(huì)變成分子，我們就把這樣一份一份的稱之為量子。現(xiàn)在講的量子技術(shù)是指量子信息技術(shù)，就是“第二次量子革命”。過(guò)去對(duì)微觀世界只是被動(dòng)地觀察和解釋，而現(xiàn)在可以人工地制備和操控單個(gè)量子體系，我們就把這樣的技術(shù)稱之為第二次量子革命。第二次量子革命是中國(guó)的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。整個(gè)量子科技被定義為未來(lái)產(chǎn)業(yè)，也受到黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人的高度重視，世界各國(guó)都在布局量子技術(shù)與產(chǎn)業(yè)。近年來(lái)我們初步統(tǒng)計(jì)了一下，全球量子信息投資總規(guī)模超過(guò)280億美元，2023年一年就有6個(gè)國(guó)家發(fā)布了國(guó)家的量子戰(zhàn)略。第二次量子革命，量子信息技術(shù)典型的應(yīng)用場(chǎng)景一是量子通信，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)條件安全的端到端通信；二是量子計(jì)算，可以超快并行，如果未來(lái)產(chǎn)業(yè)化可以實(shí)現(xiàn)很高的算力；三是量子精密測(cè)量，就是使用量子技術(shù)對(duì)物理量進(jìn)行更高分辨率，更高靈敏度的測(cè)量技術(shù)。可以把它簡(jiǎn)單地理解為新型的傳感器，這個(gè)傳感器的靈敏度是過(guò)去傳感器的一千倍，它的個(gè)頭非常小，可以做到原子尺寸，這就是量子精密測(cè)量。量子精密測(cè)量有什么用？它可以去測(cè)量過(guò)去測(cè)量不到的一些信號(hào)、物質(zhì)。可以用在生命醫(yī)療，面向人民生命健康。比如說(shuō)心臟產(chǎn)生的磁場(chǎng)差不多是地磁場(chǎng)的千萬(wàn)分之一，量子傳感器可以測(cè)到比地磁場(chǎng)小百億分之一的磁場(chǎng)，當(dāng)然我們可以用量子傳感器測(cè)量心臟產(chǎn)生的磁場(chǎng)。這是國(guó)內(nèi)首個(gè)完成臨床驗(yàn)證并且獲得適應(yīng)癥的心磁圖儀，主要對(duì)心肌缺血，比如說(shuō)典型的冠心病進(jìn)行早期的診斷。靈敏度可以做到95.7%，準(zhǔn)確率到84%。當(dāng)前通過(guò)對(duì)血液里面的物質(zhì)成分的測(cè)量，血液里面的生物標(biāo)志物的測(cè)量，已經(jīng)成為體外診斷非常重要的手段。血液里的生物標(biāo)志物含量非常低，現(xiàn)在的儀器很難準(zhǔn)確地檢測(cè)出來(lái)，而量子傳感器能夠把生物標(biāo)志物的檢出靈敏度大大提高。我們用量子精密測(cè)量技術(shù)把生物標(biāo)志物檢出的靈感度極限的能夠提升到單分子水平。最典型的可以用在阿爾茨海默病，就是老年癡呆，因?yàn)樗巧窠?jīng)性疾病，神經(jīng)性疾病有非常少量的生物標(biāo)志物能夠進(jìn)入到血液里面，所以早期篩查是比較困難的。而且現(xiàn)在這個(gè)儀器和整個(gè)的試劑相對(duì)來(lái)說(shuō)比較成熟，很有希望到終端價(jià)格做到100塊錢(qián)以內(nèi)做一次測(cè)量。?在醫(yī)療領(lǐng)域，量子精密測(cè)量可以從分子到細(xì)胞，再到組織，再到器官和個(gè)體都能夠去進(jìn)行一些病灶的發(fā)現(xiàn)或者標(biāo)志物的檢出。可以把量子傳感器做得非常小，做成一根針，可以在腦部疾病手術(shù)過(guò)程中區(qū)分到底哪里有神經(jīng)元，是好的區(qū)域，哪里是沒(méi)有神經(jīng)元的，可能是腫瘤或者什么病灶，可以做醫(yī)療手術(shù)中的成像。?在工業(yè)領(lǐng)域，可以用量子精密測(cè)量用于鋰電池漏電流的檢測(cè)。因?yàn)殇囯姵厣a(chǎn)出來(lái)之后很有可能有缺陷，漏電流非常微弱，可以通過(guò)檢測(cè)電池漏電流產(chǎn)生非常微弱的磁場(chǎng)，來(lái)檢測(cè)漏電流。?除了對(duì)鋰電池成品的檢測(cè)，它也可以在前端，可以用來(lái)對(duì)正負(fù)極漿料里面的磁性雜質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)。因?yàn)樽犯菰矗降资鞘裁匆鹆穗姵氐穆╇娏鳎鋵?shí)是原材料的磁性雜質(zhì)，如果對(duì)磁性雜質(zhì)進(jìn)行高靈敏度實(shí)時(shí)的監(jiān)控，也是能夠顯著地提高電池的品質(zhì)。?我們跟電網(wǎng)一起合作的用量子傳感器去測(cè)量電流，這個(gè)已經(jīng)在特高壓直流輸電中實(shí)現(xiàn)示范應(yīng)用。在油氣勘探領(lǐng)域，鉆頭在井下，井深差不多是3公里到5公里甚至更深，在打井的時(shí)候需要實(shí)時(shí)把井下的情況能夠傳輸上來(lái)。過(guò)去一直用的是比較慢速的傳輸方法，如果用量子傳感器可以實(shí)現(xiàn)高效的通信。無(wú)論在汽車工業(yè)、新能源、芯片檢測(cè)、能源勘測(cè)等領(lǐng)域，量子精密測(cè)量都有它發(fā)揮的地方。?面向國(guó)家重大需求可以用于磁異常的探測(cè)，可以用于目標(biāo)的發(fā)現(xiàn)。面向世界科技前沿可以做暗物質(zhì)、暗能量的探究，用于單分子磁共振，磁性材料的表征，引力波探測(cè)，高壓物理的研究。?量子精密測(cè)量是變不可見(jiàn)為可見(jiàn)，把過(guò)去看不見(jiàn)的變得看得見(jiàn)，看不清的變得看得清，測(cè)不準(zhǔn)的變得測(cè)得準(zhǔn)。比如說(shuō)冰山之上就是傳統(tǒng)的傳感器能夠測(cè)量到的事件，可以看到的體量。量子精密測(cè)量可以探測(cè)冰山之下的信息。信息好比數(shù)字時(shí)代的石油，量子精密測(cè)量這把尺子將賦予我們挖掘?qū)氋F信息冰山的強(qiáng)力工具，不斷拓展我們的認(rèn)知邊界。?為了更好地去拓展量子精密測(cè)量的應(yīng)用場(chǎng)景，在去年發(fā)布世界上首部《量子精密測(cè)量行業(yè)賦能白皮書(shū)》，發(fā)布當(dāng)月有超過(guò)500名專家來(lái)跟我們一起交流，并且在各行各業(yè)去探索量子精密測(cè)量的行業(yè)應(yīng)用。?這是初步預(yù)測(cè)的量子精密測(cè)量產(chǎn)業(yè)化的路線圖，當(dāng)前主要是在科學(xué)儀器，接下來(lái)專用設(shè)備會(huì)用起來(lái)，未來(lái)研制出來(lái)非常通用而且是低成本的量子傳感器，將會(huì)走向千家萬(wàn)戶。國(guó)儀量子是源自于中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)，當(dāng)時(shí)是習(xí)總書(shū)記到實(shí)驗(yàn)室視察，現(xiàn)場(chǎng)提出核心技術(shù)是買(mǎi)不來(lái)，希望我們的技術(shù)不只是留在實(shí)驗(yàn)室，也希望我們?cè)诟餍懈鳂I(yè)用起來(lái)，所以我們就成立了國(guó)儀量子公司。科學(xué)技術(shù)是我國(guó)被卡脖子的非常代表性的技術(shù)，量子精密測(cè)量給科技行業(yè)帶來(lái)彎道超車甚至換道超車的變革性機(jī)遇。國(guó)儀量子基于量子精密測(cè)量技術(shù)做了從0-1的高端的科學(xué)儀器。量子精密測(cè)量產(chǎn)業(yè)化條件已經(jīng)是比較成熟，希望推進(jìn)行業(yè)龍頭企業(yè)開(kāi)放更多的應(yīng)用場(chǎng)景，共同將量子精密測(cè)量技術(shù)賦能各行各業(yè)。發(fā)展高端科學(xué)儀器行業(yè)是國(guó)家高水平科技自立自強(qiáng)的重要一環(huán)，量子精密測(cè)量技術(shù)將為中國(guó)科學(xué)儀器行業(yè)帶來(lái)?yè)Q道超車變革式機(jī)遇。
（本文由嘉賓演講速記整理，未經(jīng)本人審閱）
