您现在的位置是:休闲 >>正文
全球量子精密测量技术竞速升温
休闲6人已围观
简介近期,全球量子精密测量领域接连迎来标志性进展。中国清华大学团队与欧洲多国联合研究团队几乎同期在《自然》杂志发表核光钟研究成果,分别通过不同技术路径实现了钍-229核光钟的稳定闭环运行,这是人类首次将可 ...
近期,全球全球量子精密测量领域接连迎来标志性进展。量精量技中国清华大学团队与欧洲多国联合研究团队几乎同期在《自然》杂志发表核光钟研究成果,密测分别通过不同技术路径实现了钍-229核光钟的术竞速升稳定闭环运行,这是全球人类首次将可运行的计时基准从原子外层电子能级深入到原子核内部。
奥地利维也纳工业大学原子物理学家、量精量技欧洲团队主要成员托尔斯滕·舒姆坦言,密测制造出核光钟是术竞速升“梦想成真”。这一领域在不久前还是全球一个“平静的小众领域”,“现在我们有了激烈但友好的量精量技全球竞争”。
核光钟精度有望超过原子钟
长期以来,密测现代科技体系的术竞速升时间基准由原子钟提供,依靠原子外层电子的全球能级跃迁计时,支撑着卫星导航、量精量技电力通信、密测深空探测等领域的精准运行。但电子能级易受温度、磁场、电磁脉冲等外界环境干扰,其精度已经逐步逼近理论天花板。核光钟以原子核的能级跃迁作为“节拍器”,原理上受外界干扰更小,有望实现比现有顶尖原子钟更高的精度与稳定性,因此成为全球计量与物理界共同攻关的前沿方向。
2024年,包括美国国家标准技术研究院(NIST)在内的3个研究团队报告称,他们使用激光触发钍核内的时钟转变。此前,这些跳跃的能量仅被间接测量。物理学家首次直接观测到核跃迁信号,完成了从理论预言到实验验证的跨越,但当时尚未实现闭环锁定的连续计时。
2026年,技术攻关进入集中收获期。6月,由维也纳工业大学、德国联邦物理技术研究院等机构组成的欧洲团队发布预印本,搭建了带反馈回路的钍-229光学核钟;10月,清华大学团队与欧洲团队几乎同期在《自然》发表正式成果,二者分别采用不同技术路线实现了核光钟的稳定闭环运行:欧洲团队采用高浓度钍晶体光管吸收读出方案,中国团队采用自主研制的148纳米真空紫外激光与低浓度掺钍氟化钙晶体方案,在秒级稳定度指标上各有突破。
以色列魏茨曼科学研究所理论物理学家吉拉德·佩雷斯同期评论这两项工作时表示,核光钟已经从一个 “有潜力的系统”,发展成为“一台可用的精密仪器”,能够用于探索新的物理学。在他看来,这只是该领域加速发展的起点。
NIST在8月发布的官方技术评估中指出,当前两支团队的核光钟原型运行均具有可靠性,单日频率漂移对应的误差约为300万年偏差1秒,但仍未超越目前最顶尖的传统原子钟的长期精度每400亿年误差不超过1秒。真空紫外激光效率提升、晶体材料优化、系统小型化与环境适应性提升,都是各国团队下一步共同攻关的核心方向。
竞争焦点转向“能不能用”
核光钟的密集突破,只是全球量子精密测量领域竞争的一个缩影。作为量子科技三大核心方向之一,量子精密测量利用量子态的特性实现对物理量的超高精度测量,覆盖时间、重力、磁场、电流、惯性等多个维度,被称为“量子级的尺子”,正从基础研究逐步走向资源勘探、防灾减灾、国防军工、高端制造等实体应用场景。
全球主要科技国家均已将量子精密测量上升到战略竞争领域。例如,量子重力仪可用于地下资源勘探和地质监测场景。美国AOSense公司研发的高精度量子重力设备中,部分产品已进入工程化阶段,美国国家航空航天局和能源企业是其重要用户。欧盟通过“量子旗舰计划”,拟于2030年前投入10亿欧元,整合多国科研力量推动量子传感技术的商业化应用,在量子磁力仪、原子干涉仪领域形成较强的产业转化能力。日本、韩国也相继出台专项战略,强化量子精密测量技术的研发与出口管制。
竞争的焦点正逐步从“能不能测”转向“能不能用”。在时间频率领域,除了前沿的核光钟探索,光晶格钟等成熟技术路线也在持续迭代。中国科学技术大学团队研发的锶原子光晶格钟,稳定度和不确定度均突破10-19量级,跻身国际先进梯队,为国际单位制“秒”的重新定义提供了中国数据。
量子控制企业Q-CTRL首席执行官迈克尔·比尔库克表示,量子传感是量子技术领域里最贴近商业化的分支,也是“近期最大赢家”。
美国斯坦福大学胡佛研究所于今年7月发布的《量子革命:盟友政策制定者的指南》显示,在量子计算、量子通信、量子精密测量三大方向中,作为量子精密测量核心应用形态的量子传感,商业化路径最短。
应用转化处于关键期
整体来看,全球量子精密测量仍处于基础研究向应用转化的关键阶段。即便是进展最快的核光钟,目前也还只是实验室原型装置,体积庞大、运行条件苛刻,后续的小型化、低功耗、环境适应性工程化攻关,以及星载、车载、舰载等场景适配,都是各国下一阶段共同面临的核心挑战。而在高端量子传感器芯片、核心光电器件等上游环节,全球产业链都存在不同程度的短板。
清华大学副教授丁世谦表示,这次突破为导航和通信设备中实现紧凑且坚固的光学时钟开辟了可能的道路。舒姆表示,使用晶体的核光钟已经在商业化开发中。
“此前,用于容纳钍-229所需的透明晶体在技术上要求高且生产成本高,这给任何实际应用带来了真正的限制。”英国曼彻斯特大学理论化学讲师哈里·摩根在核光钟研究评论中指出,“这一新方法是核光钟未来的重要进步,毫无疑问,这种装置是可行的,甚至可能比任何人预期的更接近。”
NIST的“NIST on a Chip”计划体现了这一转向:将原本只能在国家级计量实验室实现的高精度测量能力,压缩到芯片级设备中,推向工厂、医院、野外等真实场景。
在这场全球竞速中,中国凭借完整的工业体系、持续的科研投入和广阔的应用市场,已成为重要的参与者。在时间频率、量子磁力仪、量子电流传感等细分方向,中国科研团队的成果处于国际第一梯队,同时也在加快工程化转化和产业生态构建。随着各国投入持续加大,量子精密测量领域的技术迭代与产业落地有望进一步加速,为全球科技发展带来新的底层动力。
Tags:
相关文章
篮球行业报告:现代篮球的变化集中体现为五个要素
休闲新华社北京7月30日电记者林德韧)中国篮球媒体日暨《世界篮球发展中期报告洛杉矶奥运周期)》发布活动30日在中国篮球协会举行。本次活动对报告中的相关数据及成果进行了解读与讨论,并同步介绍了《第十五届全运 ...
【休闲】
阅读更多永远的蔚蓝星球赛季单人战役第五大道三星攻略
休闲永远的蔚蓝星球赛季单人战役第五大道三星攻略发布时间:2026-09-11 16:48:06来源:逗游作者:星空永远的蔚蓝星球好玩的模拟卡通游戏经营模拟游戏类别:模拟经营游戏大小:408.66M 游戏语 ...
【休闲】
阅读更多泉港区委主要领导一线督导中秋、国庆节前安全生产工作
休闲9月20日,市政协副主席、区委书记杨昌文带队开展中秋、国庆节前安全生产工作检查,强调要坚持属地守网格、部门盯行业、企业扛主责、救援力量靠前驻勤,以严实作风守牢泉港安全底线,确保群众平安过节。区领导柯明 ...
【休闲】
阅读更多
热门文章
最新文章
友情链接
- 6月24日 周四股市交易提醒
- 合肥人周末多了个好去处!卡萨帝城市体验中心入驻徽园,全屋智慧生活可沉浸体验
- 内蒙古自治区青少年铸牢中华民族共同体意识书画艺术作品展在呼和浩特举行
- 主业增速承压 唯品会用奥莱REIT撑起阶段性盈利
- 境外零售REITs中报启示:分化已至,国内市场正在面对什么?
- 10x6米房子设计图
- 航宇科技688239中签率出炉 688239航宇科技中签号公布时间
- 航宇科技688239中签率出炉 688239航宇科技中签号公布时间
- 安徽1所!教育部拟同意设置34所本科高等学校
- 行业协会商会等社会组织领域负责人任职管理、名誉职务设立不规范典型案例
- 网络安全宣传周丨筑牢校园网安屏障 争做时代网络小卫士 宿松新闻网
- 从 App 到服务,腾讯 Marvis 为什么认准「管家」
- 牛加加发酵酸奶饮品,做经销商长线经营好搭档!
- 西南牌面|田维龙:未来真正有竞争力的项目,需沉淀出可持续的资产价值
- 从清洁到疗愈:浴旺暗装智能情调淋浴,解锁沐浴消费全新变革
- 美的集团增持8亿元股份 已完成增持计划低金额
- 真诚相遇、双向奔赴——百年佐敦圆满完成北京九家知名设计事务所拜访
- 把工地当作作品,把交付当作承诺 ——业之峰全国联动开展“928质量日”工地大巡检
- 三星LPDDR6完成高通平台验证,2026年下半年启动量产
- “四不像”何以成“新引擎”?
- 沪指震荡调整跌0.47% 自动化设备板块领涨
- 避开饮品内卷!蜜能力锁鲜蜂蜜水,经销商的抗风险大单品!
- 县委副书记、县长王景义调研城区防汛工作
- 程桂林:“00后”村医,把青春处方开在田埂上
- 真诚相遇、双向奔赴——百年佐敦圆满完成北京九家知名设计事务所拜访
- 金秋家国同庆,杉木尼以环保品质守护万家灯火
- 修复文物,修正偏见——山东特殊教育职业学院文物修复一线见闻
- 报告显示:长三角已成为我国创新活力最强劲地区
- 厦门K11 Select购物艺术中心今日盛大启幕
- 牛加加发酵酸奶饮品,做经销商长线经营好搭档!
- 2026“爽爽贵阳·中秋国庆暨金秋消费季”首发经济宣推活动隆重举行
- U型衣柜设计效果图大全
- 二手车交易平台车小多融资 获600万美元
- 合肥:“创享合肥”服务平台上线!创业服务一键触达
- 6月24日威腾电气今日申购 787226申购价格是多少
- “序写星阑——智造金蟾”科技教育活动纪实
- 南方淳臻中老年高钙黑芝麻牛奶,抢占银发饮品新红利
- 美的集团增持8亿元股份 已完成增持计划低金额
- 境外零售REITs中报启示:分化已至,国内市场正在面对什么?
- 避开饮品内卷!蜜能力锁鲜蜂蜜水,经销商的抗风险大单品!
- 合肥人周末多了个好去处!卡萨帝城市体验中心入驻徽园,全屋智慧生活可沉浸体验
- “让墙佳话”亮相和美乡村直播间
- 避开饮品内卷!蜜能力锁鲜蜂蜜水,经销商的抗风险大单品!
- 小白装修设计软件指南
- 主业增速承压 唯品会用奥莱REIT撑起阶段性盈利
- 叶芳:“帮帮忙”铁杆志愿者定向资助困难学生
- 合肥:“创享合肥”服务平台上线!创业服务一键触达
- 重新定义一款FPS的上限
- 叶芳:“帮帮忙”铁杆志愿者定向资助困难学生
- “序写星阑——智造金蟾”科技教育活动纪实