用同样的配方、同样的火候、同样的厨具（所有你能想到的变量均相同）煎鸡蛋，有的火候正好，有的糊了，有的甚至没熟。结果差异体现不确定性，不确定性的终极杀手就是计量。
就在昨天，谷歌实现了量子霸权，制造出了一台200秒完成传统超算1万年任务量的量子计算机，谷歌CEO称此项意义堪比莱特兄弟发明飞机。量子领域再一次引起了人们的关注。
量子控制带来更高的精度测量。量子传感器解决量子控制中的检测问题，其更精确与更快速让各行各业都在激发“想象力”。在量子传感技术创新之时，中国产学界能否走在前列？
一
统一计量的重要性
度量衡与皇权
在工艺水平低下、科学并未启蒙的古代，制定单位时所选取的标准物并不是一个恒定不变的事物。“七尺男儿”是古装剧中经常提到的一个高频词，那么“七尺男儿”到底是多高呢？按照现在的标准，一尺是1/3米，那么7尺就是2.33米，比身高2.26米的“巨人”姚明还要高。古装电视剧《芈月传》里，芈月拿着楚国的药方到秦国抓药，因为两国度量衡存在很大差别，遭到秦国药铺掌柜误解。在计量1.0时代，人们只要发现计量单位变了，就是到了另一个国家。
米制公约的签署
1790年，法国已经经历了启蒙运动的理性主义思潮，此前依靠人体部位或常见物定义的计量单位已经不能满足时代需要了。于是法国科学院建议以地球作为标准物，以通过巴黎的子午线全长的四千万分之一，重新定义基本长度单位———米。1954年第10届国际计量大会，决定采用长度、质量、时间、电流、热力学温度和发光强度这6个量作为实用计量单位制的基本量。1960年第11届国际计量大会决议，把这种实用计量单位制定名为国际单位制(SI)。1971年，增加“物质的量”作为第7个基本量，并通过了以它们的相应单位作为国际单位制的基本单位，建立了全球统一的权威体系，国际计量局。
二
精度测量技术的发展
追求更高精度测量技术是永恒不变的目标
当前最精密的测量仪器是激光干涉仪引力波天文台(LIGO)，利用它人类首次观测到了引力波事件，代表了人类当前最高的测量本领。为了进一步提高测量精度，科学家们不约而同地把目光聚向基于量子力学的量子精密测量技术。
来自英国伯明翰大学的科学家们制造出了一台“量子重力仪”设备，这台1立方米大小的设备使用冷铷原子云作为传感器，感知重力的微弱变化，从而对重力进行高精度的测量；目前，石油工人和建筑测绘者们能够使用的测绘设备非常笨重、难以使用，并且其精度远不如量子重力仪。而该设备将传统重力测绘设备的检测效率提高100倍，同时能让我们看见目前所观测不到的一些信息。
一般情况下，要想提高测量精度，要么制备和利用分辨率更高的“尺子”，要么通过多次重复测量减少误差从而提升精度，而在量子传感中，电磁场、温度、压力等外界环境直接与电子、光子、声子等体系发生相互作用并改变它们的量子状态，最终通过对这些变化后的量子态进行检测，实现外界环境的高灵敏度测量。而利用当前成熟的量子态操控技术，可以进一步提高测量的灵敏度和精度。这些电子、光子、声子等量子体系就是一把高灵敏度的量子“尺子”——量子传感器。
量子传感除了可以突破经典力学极限的超高测量精度之外，还可以利用量子关联来抵抗一些特定噪声的干扰。当前，利用电子、光子、声子等量子体系已经可以实现对时间(频率)、电磁场、温度、压力、惯性等物理量的高精度量子测量，实验演示了量子超分辨显微镜、量子磁力计、量子陀螺等，并应用在化学材料、生物医学等相关学科研究中。
量子传感器相比于传统产品实现性能上的“大跃进” ，它带动的是整个生态系统的建立和完善
以英国为例，在传感器及相关设备领域的从业者已经超过73000人，对经济的年均贡献也超过140亿英镑。单单是一个传感器数据服务所衍生出来的价值就已经是天文数字了，所以整合全产业链的重要性也就不言自明了。
然而，有关量子传感的想象力还不止于此：
1）土木工程：
英国每年进行基础设施维护的方法就是花费50亿英镑在道路上挖400万个洞，之所以这么做竟然是因为人们不清楚地下设施的具体位置，可现有的雷达、电子检测仪和磁力仪的性能并不能达到理想效果，超过地下几米的物体就很难被探测到了。使用量子传感器来进行重力测量就会有明显的优势：速度更快、读数更精确、探测的更深且不受地面振动的影响。
2）资源勘探：
获取石油和天然气等自然资源的重点在于开采地点的确定，这在美国是一个价值30亿美元的庞大市场。目前主流的勘探形式为地震探测，效果更佳，但更昂贵的重力测量方式只有在人们了解较少的地方才被采用。而如今量子增强型MEMS传感器的出现就减少了设备调整的操作，使整个测量工作可以更快推进，连成本也降到了之前的十分之一。
3）自动驾驶汽车和火车的定位及导航精度被严格要求在10厘米以内：
下一代驾驶辅助系统必须可以随时监测到当地厘米级的危险路况。使用基于冷原子的量子传感器，导航系统不但可以将位置信息精确到厘米，还必须具备在诸如水下、地下和建筑群中等导航卫星触及不到的地方工作的能力，可以将道路评估的精度精确到毫米级。
三
国内产学界能否走在前列？
当前，各国都在加快商用化的步伐，朝着产品更加耐用、便携的方向努力。从全球量子测量相关技术专利年申请量来看，截至2018年10月公开的共计有800件，其中美国处于领先，中国位居第二，主要成果集中在光子领域，是全球少数几个完整具备高精度光辐射计量基准能力的国家之一；十三五期间，中国计量科学研究院已研制成功了自主可控的绝对低温辐射计基准装置，1mW光谱辐射功率绝对定标相对标准不确定度优于0.02%；并通过国家质量基础重点研发专项开展基于超导相变边沿传感器的光子精密测量系统、飞秒脉冲激励量子体系的芯片尺度单光子源、光学特性精密测量和光电融合目标识别技术的进一步研究，将为一大批高端、关键光子探测仪器装备发展提供可靠的计量保障，有力地支撑光子精密测量技术在前沿物理、量子信息、生物医学、国防安全等前沿领域的应用。
近期我们走访了国内仪器仪表制造行业，虽然量子测量处于商用早期，但在部分高精度领域已实现对国际老牌竞争对手的赶超。
高精度表与高精度校准器一直是计量领域里的两颗明珠，具有极低噪音、极高的线性度和极高的长期稳定性三个特点。高精度表过去长期以国际老牌的F及K公司的几款八位半多用表为代表，其中一款于1989年推出，其模拟测量电路的设计三十年来无人能出其右，从而被冠以“表神”之称。遗憾的是，随着老一代工程师们的离去，之后的几十年来再没有一家公司可以设计出和她们比肩的产品了。
反观国内，经过多年默默的技术积累，国内某行业领军企业首先于2016年在低噪音测量电路的设计上取得了突破，一举超越以低噪音著称的“表神”，其噪音有效值不及该上述产品的一半，这得益于高压保护电路、模拟开关电路、前端放大器及AD转换器全面的技术突破，随后顺势推出了新一代八位半型号测温仪，但还未能反映公司的最高技术水平，这主要受限于现有的生产条件及关键器件的长期性能跟踪；但随着近2年在器件的老化、筛选及标定方面的不断积累，再加上计划建立的量子基准实验室，更高位的多用表及年稳特性更好的校准器已经箭在弦上。
而这些产品一旦推出，可能在未来的10年内在技术上都没有可以匹配的竞争对手，因为这些技术不但需要长期的技术积累，或许还需要那么一点儿运气。
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