編者按

“遇事不決，量子力學(xué)?！边@句謔語的背后，隱喻著量子力學(xué)這一前沿科技在公眾面前的深?yuàn)W與神秘。然而，盡管看似遙不可及，量子科技——尤其是量子信息產(chǎn)業(yè)化的步伐已然開啟，并逐漸形成了量子精密測量（量子傳感）、量子保密通信、量子計(jì)算三大賽道，其間也難免滋生出一些“魚目混珠”的亂象。

為還原量子科技產(chǎn)業(yè)化真相，《中國科學(xué)報(bào)》通過走訪科學(xué)家、創(chuàng)業(yè)者和投資方，推出系列報(bào)道，深入探究上述三大賽道的技術(shù)現(xiàn)狀、產(chǎn)業(yè)前景等。

2016年12月底創(chuàng)立，5年時(shí)間融資5輪，最近一輪（C輪）融資數(shù)億元人民幣，估值達(dá)70億元，這家公司就是國儀量子——孵化自中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的量子精密測量儀器產(chǎn)業(yè)初創(chuàng)公司。

訊飛創(chuàng)投投資總監(jiān)孫嘯天憶起對國儀量子的投資，至今猶記當(dāng)年的興奮。2018年3月，該投資團(tuán)隊(duì)到國儀量子溝通參與A輪融資，4月底就完成了投資決策：作為A輪領(lǐng)投方，訊飛創(chuàng)投給這個(gè)當(dāng)時(shí)創(chuàng)立僅1年多的團(tuán)隊(duì)投出4000萬元。

這些數(shù)字的背后，是量子精密測量技術(shù)落地應(yīng)用所帶來的無限魅力。

量子鉆石原子力顯微鏡   國儀量子供圖

打開微觀世界的一把鑰匙

賀羽，年輕的“90后”創(chuàng)業(yè)者，曾就讀于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)少年班。2016年從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)杜江峰院士團(tuán)隊(duì)出來創(chuàng)辦國儀量子時(shí)，已經(jīng)是他第三次投身創(chuàng)業(yè)，“該掉的坑都掉過了，在國儀量子倒不覺得有什么不順”。

“量子傳感器是人類能研制的最‘小’的傳感器。”賀羽向《中國科學(xué)報(bào)》介紹，“最小意味著它能測量一些我們用現(xiàn)代儀器測不到的信號(hào)，比如微弱的磁場、神經(jīng)元放電、血液中的分子標(biāo)識(shí)物等等，它是打開微觀世界的一把鑰匙?！?

物質(zhì)的電磁場、溫度、壓力等與量子體系發(fā)生相互作用后會(huì)改變其量子狀態(tài)，而通過對這些變化后的量子態(tài)的檢測，就能實(shí)現(xiàn)對物質(zhì)環(huán)境參數(shù)的高靈敏度測量。量子精密測量就是基于量子力學(xué)基本特性——如量子相干、量子糾纏、量子統(tǒng)計(jì)等，實(shí)現(xiàn)對物理量測量的一項(xiàng)技術(shù)。如今量子態(tài)操控技術(shù)已趨成熟，量子精密測量的精度也大幅提高。

簡單的理解就是，由電子、光子、聲子等構(gòu)筑的量子體系就像是一把高靈敏度的尺子，借助它就可以實(shí)現(xiàn)對諸如壓力、溫度、磁場乃至?xí)r間等各物理量更精密的測量，因此又稱“量子傳感”。

不僅如此，量子糾纏還可以進(jìn)一步提高測量靈敏度。

假設(shè)讓N個(gè)“量子尺子”的量子態(tài)處于一種糾纏態(tài)上，外界環(huán)境對這N把量子尺的作用就會(huì)相干疊加，那么最終的測量精度相對單量子尺將提高N倍。這樣的精度突破了經(jīng)典力學(xué)的散粒噪聲極限，并提高了倍數(shù)，是量子力學(xué)理論范疇內(nèi)所能達(dá)到的最高精度——海森堡極限。

“換道超車”的機(jī)會(huì)

基于量子精密測量技術(shù)研制的儀器，相比一些傳統(tǒng)科學(xué)儀器是“降維打擊”，因?yàn)榭茖W(xué)儀器天然追求更高靈敏度和更高精度。這在賀羽看來，給了國產(chǎn)科學(xué)儀器研制“換道超車”的機(jī)會(huì)。

高端科學(xué)儀器是科學(xué)研究、工程探測、醫(yī)療診斷等不可或缺的重要工具，但由于精密儀器技術(shù)要求高、制造難度大，全球范圍內(nèi)只有來自發(fā)達(dá)國家的儀器巨頭如賽默飛世爾、島津、羅氏診斷、布魯克等具有完善的供貨能力，處于壟斷地位。

而高端儀器長期以來依賴進(jìn)口，讓包括中國在內(nèi)的許多國家不得不付出高價(jià)的同時(shí)還要仰人鼻息，可謂“天下苦壟斷廠商久矣”。

量子精密測量技術(shù)在科學(xué)儀器方面的落地應(yīng)用，正在改變這一尷尬現(xiàn)狀。“我們研制的不少儀器一經(jīng)推出就是‘世界首臺(tái)’，不僅樹立了國儀量子的品牌，也奠定了國產(chǎn)高端儀器打破國外科學(xué)儀器巨頭壟斷的基礎(chǔ)。”賀羽說。

賀羽形容量子精密測量儀器是一個(gè)“鼎新帶動(dòng)革故”的創(chuàng)業(yè)賽道。他介紹，基于量子精密測量技術(shù)，國儀量子瞄準(zhǔn)高端儀器市場缺口，錨定人有我優(yōu)、人無我有的“為國造儀”理念，展現(xiàn)了新技術(shù)的競爭力。