各国政界对量子精密测量产业的关注度不断提高。
美国国家科学技术委员会(NSTC)量子信息科学小组委员会(SCQIS)发布了一 份题为“让量子传感器开花结果”的报告。
2022 年 3 月,美国发布了量子传感器战略政策《带来量子传感器成果》 。这是首次有国家发布量子精密测量领域的独立战略计划报告。目前, 中国、英国、德国、法国等国家在不同程度、不同技术领域加大了对量 子精密测量领域的重视。未来,将有单独的计划,更详细地指出未来的 战略发展方向。
根据《国家量子信息科学战略概述》和《国家量子计划(NQI)》法案 ,报告描述了目前使用的量子传感器的五种主要类型是原子钟、原子干 涉仪、光磁计、利用量子光学效应的器件和原子电场传感器。从研发到 产业化,量子测量主要面临人才多元化、技术可行性、关键辅助技术和 零部件、知识产权与技术转移四大挑战。该报告为1-8年的量子测量开 发和应用提出了短期和中期建议。其长期目标是通过量子技术的发展促 进经济发展、安全应用和科学进步。该报告加强了QIS国家战略,反映 了美国在量子测量领域的重要性和决心。
美国宇航局空间站超冷气泡的量子研究
在美国国家航空航天局(NASA)的冷原子实验室(CAL),科学家将超冷原子 气体形成超冷原子气泡,这有助于为量子研究开辟新的途径。
这种超冷原子气泡可以用来研究一种特殊物质状态的新型实验,即物 质的第五态(不同于气体、液体、固体和等离子体)。这种物质状态 被称为玻色-爱因斯坦凝聚态(BEC),它是 冷却到接近绝对零度产生的气体超流体物质状态。在BEC中,科学家 可以在视觉尺度上观察原子的量子特性。例如,原子和粒子有时像固 体,有时像波一样起作用,也就是说,它们表现出波粒二象性的量子 特性。
中国空间站解码梦实验室科学实验柜
空间站超冷原子物理实验系统(CAPR)是中国空间站梦天实验舱 的主要科学负荷之一。有望为超冷原子物理研究提供长期稳定的运 行实验系统。
同时,梦天实验仓库还配备了高精度时频实验柜I和高精度时频 实验柜II。高精度时频实验系统将通过舱内不同特性的原子钟 的组合,建成世界上最精确的时空频率系统。系统产生的高精 度时频信号利用放置在舱外的微波和激光时频传输负载,将高 精度时频信号传输到一定范围的地面和空间。
空间量子研究包括与中科院立剑一号火箭成功发射CPT原子磁力 计和航天新技术试验卫星SATech。中国已向其空间站发送了三 个原子钟,以创建一个异常精确的天基计时系统,其中包括第 一个进入太空的锶原子钟。
英国伯明翰大学的研究人员23日在《自然》杂志上发表研究称, 世界上第一台非实验室条件下的量子重力梯度计问世。这种利用 量子技术的传感器可以找到隐藏在地下的物体,这是科学家期待 已久的里程碑,将对学术界、工业界和国家安全产生深远影响。
法国iXblue宣布了一项技术突破,并开发了工业界第一台紧凑 型便携式差分量子重力仪(DQG)。iXblue紧凑型重力梯度计 具有高灵敏度和前所未有的稳定性,为以下产品提供了新的视 角 近地表地球物理学、土木工程和重力辅助导航。
iXblue推出首款量子紧凑型重力梯度计
凭借其高灵敏度和未报告的稳定性,iXblue紧凑型重力梯度计为近地 表地球物理学、土木工程和重力辅助导航提供了新的视角。由iXblue 量子传感器部门开发(并验证)的DQG工业原型可以同时测量重力加 速度g及其垂直梯度zz的绝对值。
一方面,重力梯度对传感器附近的质量异常更敏感,其对振动的免疫 力使其对较小的物体更敏感。另一方面,重力对更远的较大物体更敏 感。DQG 提供两全其美的服务。预计这两组数据的合并将消除确定重 力异常质量与其位置之间的模糊性。