在磁场测量领域，量子精密测量技术借助量子物理的独特特性，开辟了高精度与高灵敏度测量的全新范式。
从国防安全到医疗健康，量子精密测量技术的创新应用正不断拓展，为未来发展开辟了新的道路。到2035年，全球量子精密测量行业产业规模有望达到44.97亿美元，其中下游应用规模将达到17.99亿美元，主要细分领域的发展态势如下
原子钟凭借高精度的数据和解决方案，未来有望在卫星导航、航天交通、金融科技等领域实现大规模应用，预计2035年其应用规模将达到4.62亿美元。Ø 量子成像与量子雷达以其高分辨率和高灵敏度，不仅在国防安全领域展现独特优势，还有望推动智能驾驶、虚拟现实和应对气候变化等领域的创新发展，预计2035年其下游应用规模将达1.56亿美元。 Ø 量子磁力传感器借高时间分辨率和高空间分辨率特性，有望为老年痴呆症治疗、脑机接口和新能源领域带来新突破；量子电场强计通过捕捉微弱电场信号，在生物医学与工业检测领域展现潜力。预计2035年，量子磁力传感器和电场强计下游应用规模将分别达4.75亿美元和0.78亿美元。
量子重力仪和陀螺仪凭借动态场景下的稳定性，可以更精准地探测地下资源（如矿产、石油等）以及基础设施（如地下管道等），因此在能源环保、土木工程等领域具有广阔应用前景。预计2035年，量子重力仪和陀螺仪下游应用规模将分别达4.35亿美元和0.68亿美元。 Ø 量子压力传感器在极端工业环境（如高温、强腐蚀）中表现优异，未来可推动生物医学检测与工业自动化升级；量子温度传感器精度可达皮开尔文量级，有望在航天航空、微创诊断等领域实现应用。预计2035年，量子压力传感器和温度传感器下游应用规模将分别为0.41亿美元和0.82亿美元。
2024年，量子精密测量领域呈现出多样化的发展阶段，不同物理量的量子传感器在成熟度上存在差异，这种差异既反映了技术层面的挑战，也体现了它们在商业应用上的不同进展情况。
萌芽期：由传感器领域成熟 企业与初创企业共 同引导，完成初步 概念验证 • 相较于MEMS经典技 术，基于量子技术 的陀螺仪、压力计 和温度计尚未展现 出优势 • 代表企业：North Gr oumman、AOSens e、Qnami。
起步期：初创企业及大量科 研机构开始加入硬 件研发行列，样机 尺寸、功率超过经 典传感器 • 量子电场强计的相 关技术较为成熟， 但缺乏相关标准制 定 • 代表企业：Exail、 科微量子、Rydberg、 清远天之衡、中科 酷原。
成长期：各技术路线的专用量子传感器不断涌现，并且在某些参数指标上对比经典传感器有较大优势 • 该阶段具有高动态可靠性、高精度、高分辨率等性能优势 • 代表企业：Twinleaf、国盾量子、MEGIN 中科酷原、昆迈医疗、国耀量子。
成熟期：传感器开始小型化、集成化，在参数指标上对比经典传感器有数量级的优势• 主要由下游新应用场景的需求驱动产业链进一步细化，产线扩张直至供需平衡• 代表企业：AccuBeat Ltd、天奥。
磁场测量
在磁场测量领域，量子精密测量技术借助量子物理的独特特性，开辟了高精度与高灵敏度测量的全新范式。 与传统磁场测量手段相比，量子磁力计基于这些量子特性，能够探测到极其微弱的磁场变化，例如在皮特斯拉（pT）量级的磁场测量中表现出卓越的性能，大幅提升了测量精确度，突破了传统磁场测量的极限。 量子磁力计领域涵盖了超导、固态、囚禁原子/离子等多个技术分支，进而催生出诸如超导量子干涉仪（SQUID）、原子磁力计、基于氮-空位（NV）色心的磁场传感器等多种类型的应用产品。 近年来，量子磁力计的市场规模持续增长，在科研、医疗、地质勘探、
国防安全等多个领域得到了广泛应用。然而，商业化过程中也面临着一些挑战，如成本较高、技术集成难度大、市场认知度有待提高等。
时频测量
量子时频测量利用量子态的高度稳定性和精确性，在多个重要领域实现高精度的时间同步。常见的原子钟包括铷原子钟、铯原子钟、氢原子钟、芯片级原子钟（CPT原子钟）、冷原子钟和光钟、核钟等。 其中，核钟作为一种基于原子核中能量微小变化的新型时间计时器，其工作原理是利用特定频率的光波来诱发原子核的能量跃迁，通过精确测量和计算这些能量跃迁来计时。由于原子核的能量跃迁频率比电子跃迁频率更高，所以核钟在理论上具有比原子钟更高的精度。 此外，在原子钟的发展历程中，性能的不断提升是一个核心趋势。例如，美国科罗拉多大学研究团队打破了原子钟精度的纪录，研制的设备超过了之前所有光晶格钟的精度，时间测量误差在396亿年内不到一秒钟。对于光学原子钟而言，研究重点集中在进一步提高频率稳定性以及延长其保持时间。这样的性能升级旨在满足各应用领域对时间同步更高精度和更长久稳定性的需求，从而为用户提供更为可靠的时间参考基准。
位移/相位测量
在位移测量领域，量子精密测量技术凭借其量子态的高度敏感性，能够精确感知微小位移。与传统方法相比，它显著提高了测量精度和灵敏度，实现了超越衍射极限的成像分辨率，提高了成像灵敏度和信噪比，拓展了成像维度，在更广泛、更复杂的环境中保持稳定性能。 在相位测量方面，量子精密测量技术同样展现出巨大潜力。利用量子态携带的相位信息，能够实现光波、声波等波动现象的极高精度测量。其超越经典极限的相位灵敏度，为光学干涉仪、量子计量学等领域带来了革命性变革。除了直接以位移或相位为测量对象的研究外，还有许多研究虽然并未直接将位移或相位作为测量目标，但其研究内容却与位移、相位等物理量或相关技术紧密相关。 Ø 例如，在量子成像领域，位移和相位测量在决定成像分辨率和对微小物体的成像能力方面起着关键作用。在基于量子关联成像的实验中，通过精确测量光子对之间的相位差和位移信息，能够重建出物体的高分辨率图像。
重力测量
重力加速度是描述重力场作用强度的物理量，其量值直接反映了地球与周围环境的质量分布及变化。通过精确测量重力加速度，可以获取地球内部的质量分布信息，进而对地球动力学过程、地壳形变、地震预测等进行深入研究。而量子精密测量技术凭借其卓越的性能，正逐渐成为重力测量领域的关键技术。Ø 量子重力仪方面目前已经具备很高的成熟度，在静态和动态场景下全面展现出与经典仪器相当甚至超越的性能，是国际地球物理探测装备的重点发展方向，被公认是下一代绝对重力仪。 Ø 量子重力梯度仪具有测量精度高、长期稳定性好等特点，尤其是对振动噪声具有良好的抑制效果，用于检测更微小的重力波动，如飞机在飞行中的姿态变化。同时，量子重力梯度仪可以测量绝对重力梯度，是进行长航时高精度惯性导航以及重力匹配辅助导航的最优可选技术方式。 此外，由于量子重力仪的主要噪声源是拉曼光相位噪声，对干涉的总相位波动产生直接影响。因此，低噪声高功率拉曼激光制备、低噪声原子干涉信号探测等方面是量子重力仪未来重要攻克方向。
