测量子弹仪

量子力学是近代科学技术的支柱，可以追溯到1895年X射线的发现，之后普朗克于1900年提出量子论， 1905年，爱因斯坦提出光量子的概念。此后，量子力学迎来了蓬勃发展，广泛应用于诸如原子弹、晶体管、激光、核磁共振、高温超导、巨磁阻等领域的研究中，被称为“第一次量子革命”。近年来，“第二次量子革命”被提出，不同于“第一次量子革命”对量子现象的理解和直接利用，对微观量子世界进行被动观察和解释，“第二次量子革命”通过掌控量子效应、定制量子系统，扎根于纯粹量子效应的量子技术，以实现对量子状态进行人工制备和主动调控。量子科学很可能是21世纪促进人类文明进步的最重要基础科学。“第二次量子革命”的提出，引发了各国的关注，面临着激烈的国际竞争态势。2016年5月，欧盟发布《量子宣言》；同年12月，英国发布《量子时代》；2018年9月，美国公布《量子信息国家计划》；同年 11月，德国发布《量子技术-从科研到市场》。此外，中国、日本等均发布了国家支持计划，谷歌、华为、微软、IBM等也加入了量子产业竞争。2020年3月12日，在发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中更是将量子信息列到了科技前沿领域攻关的第二位，要求实现量子精密测量技术突破。而近日，德国提出了量子系统新的研究计划，德国联邦教研部随后将在该议程基础上推出2022年开始的量子系统研究计划。未来德国量子领域的研究重点主要是量子计算机、量子通信、量子测量技术、量子系统的基础技术。量子科学技术受到广泛关注主要是由于其可以突破信息和物质科学技术的经典极限。量子科学技术主要研究方向包括量子通信，量子计算和量子精密测量。量子精密测量的基本原理是利用磁、光与原子的相互作用，实现对各种物理量超高精度的测量，可大幅超越经典测量手段。目前量子精密测量已在生物与医疗、食品安全、化学与材料科学等领域显示出其独特的优势和广阔的应用前景。但我国量子精密测量在系统工程化和实用化仍有待探索，科研成果转化应用机制不成熟，产业合作和推动力量有限。为推动量子精密测量产业化进程，2021年4月23日，第十五届中国科学仪器发展年会（ACCSI2021）将召开量子精密测量产业化发展论坛，邀请领域内技术专家教授、研究院、技术公司、资本投资专家等，共同研讨如何推进并加快量子精密测量产业化。现诚邀各领域相关从业人员参加学习 ! （报名参会） ACCSI 2021“量子精密测量产业化发展论坛”邀请报告及报告嘉宾一、论坛时间：2021年4月23日 9:00-12:00　　二、论坛地点：无锡融创万达文华酒店　　三、参会嘉宾：领域内技术专家教授、研究院、技术公司、资本投资专家；相关仪器企业及上下游企业董事长、总经理、总工、市场总监、研发总监、销售总监等。　　四、会议形式：现场会议 / 线上会议内容嘉宾国仪量子：引领量子精密测量技术产业化国仪量子 联合创始人、CEO贺羽皮秒高重频相干脉冲产生及量子光学应用复旦大学 教授吴赛骏量子测控系列新品在量子精密测量领域的应用国仪量子 测控事业部总经理吴亚量子精密测量在地球物理探测中的应用国仪石油技术（无锡）有限公司 系统工程师孙哲新型电子信息功能材料的原子构筑和性能调控中国科学技术大学 教授廖昭亮基于量子精密测量的科学仪器——从系综到单自旋国仪量子 高级应用工程师代映秋2021第十五届中国科学仪器发展年会(ACCSI2021)将于2021年4月21-23日在无锡市召开。ACCSI定位为科学仪器行业高级别产业峰会，经过14年的发展，单届参会人数已突破1000人，被业界誉为科学仪器行业的“达沃斯论坛”。ACCSI2021以“创新发展，产业共进”为主题，力求对过去一年中国科学仪器产业最新进展进行较为全面的总结，力争把最新的产业发展政策、最前沿的行业市场信息、最新的技术发展趋势、最新的科学仪器研发成果等在最短的时间内呈现给各位参会代表。会议期间将颁发 “年度优秀新品”、 “年度绿色仪器”、“年度行业领军企业”、“年度十大第三方检测机构”、“年度售后服务厂商”、“年度网络营销奖”“年度人物”等多项行业大奖，引领科学仪器产业方向。参会咨询报告及参会报名：010-51654077-8124 13671073756 杜老师 15611023645李老师 赞助及媒体合作：010-51654077-8015 13552834693魏老师微信添加accsi1或发邮件至accsi@instrument.com.cn （注明单位、姓名、手机）咨询报名。报名链接：https://insevent.instrument.com.cn/t/qK 报名二维码扫描二维码查看最新会议日程

前期回顾上期我们介绍了石墨烯在手机柔性屏幕的研究，达到手机任意折叠的效果，太阳能电池光板利用纳米纹理化技术提高光能利用率，将少数几个单层石墨烯薄膜叠加在一起应用在“人工喉”领域，继而探索石墨烯在SIGMA 500场发射扫描电子显微镜下的结构特点，本期我们来换个话题，讲讲八一那些事。序 言我们先来聊一聊最近新上映的一个大片，7月27日20：01，电影《战狼2》正式在全国上映，上映4小时破亿元，上座率高达59.1%，创造最快过亿国产片纪录。周末两天每天超3亿元票房。小编作为一个伪军迷，也蹭了一下热度，加入到周末电影院的大军，看完也真真是热血沸腾，不过，大家有没有注意到一个小细节，吴京脖子上带的子弹，正是这颗子弹贯穿始终，给观众制造了非常好的悬念，吊足了观众胃口，步步为营，堪称经典，小编也想来研究研究这颗子弹，子弹的材质、属性、纹理、性能等等，可是子弹岂是小编这种普通人会有的，那我们暂且来看看子弹壳吧。一、样品处理枪支射击后，由于大量的火药燃烧，因此弹壳上有大量的烟熏痕迹，电火花刻的编号被遮挡，而乙醇浸泡后更难清洗干净。小编采用棉纱蘸上枪油，将射击完后的弹壳马上擦拭，将烟垢很快去掉。擦拭后的弹壳置于丙酮中超声清洗10分钟左右，然后将弹壳捞出晾干后再放入无水乙醇中冲洗。二、不同型号弹壳图片及适配枪型上图弹壳适配枪型从左到右分别是92式手枪、54式手枪、56式冲锋枪、95式自动步枪。54式手枪用的是7.62mm的子弹，54式手枪具有体积小、重量轻、携带方便、受地形环境制约小、反应快等特点，便于在狭小空间，隐蔽突然地向敌人实施攻击。92式手枪是为了代替原装备的54式手枪而研制的。该QSZ92式半自动手枪分为5.8mm和9mm两种口径。图中弹壳尺寸是5.8mm小口径。中国56式冲锋枪是苏联AK-47突击步枪的中国版本。正式名称为1956年式冲锋枪。20世纪80年代被81式自动步枪取代。发射7.62X39mm56式步枪弹。95式自动步枪是由中国兵器装备集团公司208研究所研制的突击步枪，5.8mm口径，是中国研制的第二种小口径步枪。三、扫描电镜下的弹壳图1 54式手枪、92式手枪、56式步枪、95式自动步枪弹壳表面形貌图1为采用电镜获取的四种弹壳的表面2万倍下的图像，分别取弹壳中间部位，可以看出凹凸不平，有杂物产生，是由于火药发射后会有杂物附着在弹壳表面，通过对典型的样品做能谱分析，取两个位置，统计结果如表1，我们发现，56式步枪位置1处主要成分是铜，2处出现了铝、硅、钠、铁和氯等成分，过去子弹壳都是用黄铜制造，目前大多数采用钢质合金材料，铜的延展性好，便于制造时拉伸成型，而且有一定的强度，子弹发射时弹膛气密性更好，抽壳更容易，枪支机械磨损低，所以是制造弹壳的首选。但一些缺乏铜资源但又要大量军队的国家就用其他材料来代替，比如价格较为便宜的钢或者钢合金，然后在表面附着一层铜，所以就出现了表1的结果，1处表面完好，有铜涂层保护，2处表面发生破损，露出内部成分，而且弹壳放置时间久了，表面也会出现一层铜绿。表1 56式步枪不同位置成分 （质量分数，wt%）56式步枪12C8.1114.34O2.718.65Al—0.72Si—0.7Na—0.6Cl—0.68Fe—1.09Cu89.1875.68我们在照扫描照片过程中，发现在弹壳收口处出现裂纹，我们选择其中一个裂纹最多的弹壳，如图2，95式自动步枪，我们发现裂纹沿轴向向金属内部扩展。图2 95式自动步枪弹壳外表面裂纹形貌后 记

p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 1964年的今天，黄褐色的蘑菇云在我国西北戈壁腾空而起，中国第一颗原子弹爆炸成功，震惊世界。据工作人员回忆，当时大家一同欢呼，“我们也把它称为‘争气弹’”！为了这一天，大批科技工作者隐姓埋名，艰苦钻研。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 今天，为两弹一星元勋和所有无名英雄点赞！ /p p style=" text-align: center margin-top: 10px " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 493px height: 802px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202010/uepic/aa1b12fc-54a5-4b50-b881-e9a67d847f36.jpg" title=" 原子弹.jpg" alt=" 原子弹.jpg" width=" 493" height=" 802" / /p p style=" text-align: center text-indent: 0em " span style=" font-size: 14px color: rgb(127, 127, 127) " strong 图片来自人民日报微博 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" font-size: 14px color: rgb(127, 127, 127) " span style=" font-size: 16px color: rgb(0, 0, 0) " /span /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em margin-top: 10px " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 第五个拥有原子弹的国家 /strong /span br/ /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 第一颗原子弹于1945年7月16日，由美国成功爆炸。同年8月6日，美国用B-29轰炸机运载“小男孩”原子弹轰炸日本广岛。第二个拥有原子弹的是前苏联，于1949年成功爆炸。1952年，1960年，英国、法国相继爆炸成功。1964年中国原子弹爆炸成功，成为第五个有核国家。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em margin-top: 10px " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 两弹一星元勋 /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 112, 192) " span style=" color: rgb(0, 0, 0) " 说起我国的原子弹，不得不提到邓稼先，隐姓埋名克服重重困难在艰苦的环境中带领团队研制出了 /span /span 我国的“争气弹”。邓稼先是我国著名核物理学家，中国科学院院士，是我国核武器理论研究工作的奠基者之一。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 同为两弹元勋的钱三强先生在50年代领导建成中国第一个重水型原子反应堆和第一台回旋加速器，以及一批重要仪器设备。60年代时，他在原子能所组织组开展氢弹的预研工作，为氢弹的研制做出了贡献。氢弹的成功爆炸在原子弹爆炸后仅两年零八个月。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 研制核弹（原子弹、氢弹）、导弹和人造卫星做出突出贡献的23位国宝级科学家尊称为“两弹一星元勋”，历史将永远记住他们。他们的精神为后续的航空航天、国防军事以及高新科技的研究都起到了卓越的引领的作用。 /p

量子钻石单自旋谱仪是一台以NV色心自旋磁共振为原理的量子实验平台。该谱仪通过控制光、电、磁等基本物理量，实现对钻石中氮—空位（NV色心）发光缺陷的自旋进行量子操控与读出，与传统顺磁共振、核磁共振相比，具有初态是量子纯态、自旋量子相干时间长、量子操控能力强大、量子塌缩测量实验结果直观等独特优势。带有负电的NV色心具有优良的量子特性。当施加532nm的绿色激光，电子从基态跃迁到激发态，从激发态衰减到基态的过程中，会发出红色荧光。ms=0态的荧光强度比较强，而ms=±1态发出的荧光比较弱，可以通过荧光强度区分自旋状态。量子钻石单自旋谱仪具有超高灵敏度与纳米级超高分辨率，能在室温大气条件下运行，可以完成单分子、单细胞的微观磁共振谱学和成像。该谱仪具备高保真度量子自旋态调控技术，通过自主研发的50ps时间精度脉冲发生器以及宽带高功率微波调制器件，能够实现对自旋低噪声、高效、快速的量子相干操控。与谱仪配套的高智能化控制与信号采集软件，能够实现自动光路调节、自动磁场调节以及长时间的无人值守自动测样实验，是科研实验的好搭档。公司同时具有完善的高品质金刚石探针制备工艺，可以自主制备长相干时间、高稳定度的金刚石探针。产品参数：产品特点：实现单自旋灵敏度，纳米级分辨率的磁共振谱学方法；50皮秒时间精度，超高谱线分辨率，高保真度量子自旋态操控；智能化仪器控制和信号采集；完善的金刚石探针制备技术；可进行长时间无人值守实验。欢迎下载样本了解更多产品详情。 创新点：量子钻石单自旋谱仪是一台以NV色心自旋磁共振为原理的量子实验平台。该谱仪通过控制光、电、磁等基本物理量，实现对钻石中氮—空位（NV色心）发光缺陷的自旋进行量子操控与读出，其具有超高灵敏度与纳米级超高分辨率，可以完成单分子、单细胞的微观磁共振谱学和成像，可在室温大气条件运行，对于生物样品具有良好的兼容性。与传统顺磁共振、核磁共振相比，具有初态是量子纯态，自旋量子相干时间长，量子操控能力强大，量子塌缩测量实验结果直观等独特优势。 带有负电的NV色心具有优良的量子特性。当施加532nm的绿色激光，电子从基态跃迁到激发态。从激发态衰减到基态的过程中，会发出红色荧光。ms=0态的荧光强度比较强，而ms=± 1态发出的荧光比较弱，可以通过荧光强度区分自旋状态。 钻石单自旋量子精密测量谱仪

p 　　量子技术为电子元件小型化开辟了新的途径。近日，德国弗劳恩霍夫应用固体物理研究所(IAF)和马普固体研究所发布消息称，其科研人员共同研发出一种量子传感器，未来可用于测量微磁场，如硬盘磁场和人脑电波。 /p p 　　集成电路越来越复杂，目前一台奔腾处理器可容纳约3000万个晶体管，因而硬盘的磁性结构可识别的范围仅为10至20纳米，比直径为80至120纳米的流感病毒还小，该量级的尺寸规格只有量子物理技术可触及。新研发的量子传感器则可精确测量这类用在未来硬盘上的微小磁场。新型量子传感器仅有氮原子的大小，作为载体物质的是一种人造金刚石。金刚石具有很好的机械和化学稳定性以及超强的导热性能，可通过引入硼、磷等外来原子，将晶体制成半导体，且非常适用于光学电路。 /p p 　　IAF的研究人员在近几十年中研制并优化出用于生产金刚石的设备，一种专用的椭圆形等离子体反应堆模具。在800-900摄氏度的高温下，在金刚石底物上从导入甲烷气和氢气中可长出金刚石层，再将边长3-8mm的晶体从底物剥离并抛光，最后制造出具备量子物理用途的、仅含碳原子稳定同位素C12的超纯单晶金刚石晶体。所用的甲烷气经锆过滤器净化，氢气经其它手段净化。 /p p 　　研究人员制做磁场检测器有两种途径：直接植入单个氮原子，或在制造金刚石的最后一步加入氮。之后，在超净室内采用氧等离子体蚀刻法均可制作出类似于原子力显微镜的纤细金刚石尖。关键点是导入的氮原子以及晶格中的相邻空位。该氮空位中心就是实际的传感器，用激光和微波照射时会发光，发出的光可随附近磁场的强度变化而变化。专家们将这项创新与光学探测磁共振(ODMR)相提并论。 /p p 　　这种传感器不仅能准确检测到纳米级的磁场，还能确定其强度，应用潜力惊人。例如，可监控硬盘质量，检测出密集存储数据中的小错误和发现有缺陷的数据片段，在刻写和读取前即将其去除。因此，可减少随着小型化的加速而迅速增加的废料，降低生产成本。IAF的专家称，这种量子传感器还可用于测量很多微弱磁场，包括脑电波。与目前使用的脑电波传感器相比，不仅更准确，而且在室温下即可使用，无需经液氮冷却。 /p

“新春上班第一天，省委、省政府就召开高规格的全省性会议，不仅是省委、省政府对民营企业的重视，也是对我们民营企业的激励，我深感使命在肩。”国仪量子技术（合肥）股份有限公司董事长贺羽说。　　国仪量子成立于2016年12月，是一家以量子精密测量为核心技术的专精特新“小巨人”企业，主要从事量子精密测量、量子计算及高端科学仪器的技术研发和相关产品的研制、生产与销售。国仪量子通过不断地原始创新、沿途下蛋和技术整合，以“鼎新”带动“革故”，打造以量子测量仪器为核心的先进仪器产业集群。去年，国仪量子营收超4亿元，实现连年翻番，研发投入占比近30%，现有员工600余人，其中，研发人员占比近70%，荣获“独角兽企业”称号。　　据介绍，公司成立时就承接了中国科大原始创新成果的产业化任务，并在国家及省市多项重点研发项目的支持下，不断进行原始创新，陆续研制并发布了多款“人无我有”“人有我优”的高端科学仪器。在公司的高端科学仪器产业化过程中，诞生了一系列关键部件，均取得了性能指标的突破。这些部件形成的产品，不仅提升了国产化率，同时为公司带来了更广阔的市场空间。　　“随着原始创新设备和关键器件在市场的推广应用，国仪量子在科学仪器行业形成了集聚效应，技术关联或市场相近的一些科学仪器团队不断聚拢、融合发展，形成以量子测量仪器为核心的先进仪器产业集群雏形。”贺羽介绍，公司成立7年来，集中精力办好自己的事情。目前，实现了量子精密测量仪器全球市场占有率领先；顺磁共振谱仪国内市场占有率第一，并超过其他进口品牌总和；电子显微镜年成交量近200台，国内市场占有率前三，超过其他国产品牌总和。目前，公司正在积极有序筹备上市工作。　　“国仪量子将立足安徽，坚持量子科技和高端科学仪器主航道，催生出更多‘从0到1’的原创性成果，突破一批‘卡脖子’关键核心技术，不断拓展行业应用示范场景，助力量子领域科技创新实现并跑领跑。”贺羽说。

图1 来源：诺贝尔奖委员会官网。北京时间10月4日17时45分，有着“理科综合奖”之称的诺贝尔化学奖揭晓。瑞典皇家科学院决定将2023年诺贝尔化学奖授予美国科学家Moungi G.Bawendi、Louis E Brus，俄罗斯科学家Alexei l.Ekimov ，以表彰他们对量子点的发现和研究。该奖项的授予充分表明了量子点技术在科学领域中的又一重要突破。 01量子点是一种纳米级半导体发光材料，通过施加一定的电场或光压，这些纳米半导体就会发出特定频率的光，而发出光的频率会随着半导体的尺寸的改变而变化。因此，我们通过控制它们的尺寸和形状，就可以控制其发出的光的颜色（如图2），从而获得独特的光学和电子特性（如图2）。 图2 量子点荧光随尺寸的变化示例。 由于量子点丰富的物理化学性质，吸引了很多学者投身其中，目前已经形成了很多重要的前沿技术。除了我们熟知的已经商业化的量子点液晶显示以外，量子点还可以用于未来显示、光伏发电、高性能激光光源应用、单光子光源应用以及作为荧光探针用于生物成像等。 02 作为一种独特的纳米材料，在量子点的研究中，首先会关注其光谱特征和量子产率；在一些情况下，电致发光效率和荧光寿命也是需要被测量的参数。 #宽广的光谱测量 在生物荧光探针等应用的量子点研究中，不仅需要测量可见光区的光谱，还可能需要测量近红外红外光的光谱。 图3 从可见到近红外连续光谱测量的双探测器方案。为了契合这样的需要，滨松Quantaurus-QY plus中不仅配备了高灵敏度高信噪比背照式CCD探测器（探测范围从紫外至约1100nm的近红外，如图3上左），而且配备了专门用于近红外波段的InGaAs探测器（从850nm至1650nm，如图3上右）。作为在光电行业深耕细作几十年，光探测器产品线非常宽广的技术型公司，滨松在Quantaurus系列产品中均选用了自产的探测器。并基于对探测器的深刻理解与定制，开发出了特有的“光谱无缝缝合”技术，使得通过可见光探测器和近红外探测器所得到的光谱能够衔接在一起（如图3），从而使用户可以在350-1650nm的范围内，横跨可见及近红外区域得到完整且精准的光谱和真实的量子产率数值。(如图4） 图4 文献案例：横跨可见到红外的光谱测量。500nm左右的峰为吸收光谱，1300nm左右的峰为发射光谱。(N. Hasebe, et al. Anal. Chem.&ensp 87&ensp (2015), 2360)。 #精准的量子产率测量滨松量子产率测试仪对上至100%，下至1%以下的量子产率都具有非常准确的测量能力（如图5）。 图5 滨松量子效率分析仪对一些标准样品的测试值与文献值的对比(K. Suzuki, et al. Phys. Chem. Chem. Phys. 11 (2009), 9850)。 为了得到精确的结果，除了在硬件方面精益求精，滨松也一直在研究量子产率测量中的各种误差来源。比如对于许多量子点，激发光谱和发射光谱会有所重叠（如图6）；这意味着量子点发出的荧光有可能被自身再次吸收——这种自吸收（reabsorption)现象会导致量子产率的测量值低于真实值，而且越浓的溶液低估得越厉害（如图7）。图6 几种量子点的吸收及发射光谱。实线为吸收光谱，多点连线为发射光谱；蓝绿黑红对应着量子点尺寸从小到大。(U. Resch-Genger, et al. Nat. Methods 5 (2008), 763)。 针对这种低估量子产率的可能，滨松运用了对应的自动测量流程及算法（K. Suzuki, et al. Phys. Chem. Chem. Phys.&ensp 11&ensp (2009), 9850）保证得到最为准确的量子产率读数（如图7）。 图7 自吸收（Reabsorption)校正结果示例(K. Suzuki, et al. Phys. Chem. Chem. Phys. 11 (2009), 9850)。#滨松量子产率测量仪Quantaurus-QY plus

蚂蚁金服首席数据科学家漆远最近从在Netflix担任高管的麻省理工学院(MIT)老同学手底下挖走了一个优秀的数据工程师，老同学写了一封邮件给他说，“我们有个很好的家伙去你那里了，我完全能理解为什么。”　　还在美国的时候，漆远就是人工智能和机器学习领域的顶级专家了。十几年前，他以中科院硕士学位的身份去麻省理工大学攻读博士学位并进行博士后研究，后来成了普渡大学计算机系和统计系终身教授，开设了普渡大学第一门“机器学习”的课程。他的研究成果直接在微软游戏机盒Xbox上大规模使用，被授予“微软研究奖”，他曾有好几次投身工业界，包括加入早期的Google和Facebook，但他最终还是选择留在学术界。　　“在那时，这些科技公司还没法提供我所想要从事的工作。” 漆远说。　　但2014年，漆远觉得时机成熟了。让他的家人意外的是，漆远并没有加入美国的任何一家大公司，而是决定回到中国，加入阿里巴巴。现在，他是中国“千人计划特聘专家”，蚂蚁金服的首席数据科学家。　　漆远回中国加入阿里巴巴后，联合成立了阿里的大数据科学技术院，第二年就用刚推出关于的机器学习平台拿了阿里内部的技术大奖。他带着十几个人做的项目，为公司创造了十多个亿的营收，漆远自己也很有成就感，因为在机器学习的学术圈子里，这样既有技术影响力又有巨额业务营收的项目，非常罕见。用漆远自己的话说：“之前我是一个教授，而现在，我是在领兵打仗。”　　漆远就是阿里“DT”(数据技术)人才引进的重要成果之一，全球人工智能领域差不多一半的精英都在他Facebook的朋友列表里。他被“忽悠”回中国，现在自己又到美国“忽悠”那些更年轻的中国背景的专家回来的原因，其实是一样的——他们想在中国快速发展的互联网领域，干点大事。　　不仅阿里巴巴，包括百度和腾讯等在内的重量级中国互联网公司都已经将海外招聘放到人才体系建设中的重要位置。因为激烈乃至残酷的本土竞争，让中国的不少互联网产品体验走在了世界的最前面，超过了硅谷的公司。而无论是腾讯、百度和阿里巴巴，还是今日头条、滴滴和小米们，也越来越迫切地要走出国门，海外人才资源很重要。　　在这样的动力驱动下，阿里实施DT(数据技术，Data Technology)战略，从美国延揽了数名人工智能和大数据领域的顶级科学家 百度相继成立百度硅谷实验室和“百度大脑”团队，都以硅谷的高级技术人才为基础 腾讯在全球范围内招聘产品岗培训生。传统猎头和亲朋好友内推的“点状招聘”已经满足不了中国互联网公司的需求，就连职场社交平台LinkedIn领英，也嗅到了这个机会，针对中国互联网公司推出了海外招聘服务。　　一个流传在海外精英圈里的段子，是这么说的：2005年之前从美国回来(供职中国公司)，直接就是联合创始人 2008年左右回来，还能混一个VP(副总裁) 到了2014年，想做部门总监都得看具体的履历背景。　　回来是造原子弹的　　蚂蚁金服基础数据部的陈萌萌，目前的工作是在蚂蚁金服的自有数据库OceanBase团队负责SQL相关的开发。1981年出生的他至今单身，日常生活很简单。2014年加入支付宝的时候，陈萌萌没费多大劲就来杭州了，而且得到在天津的父母支持，“总比在国外近多了，有个什么事儿都方便回去”。　　按在硅谷流传的段子，陈萌萌就是那种广受欢迎、身价百万的单身码农，湾区中国女生的理想对象。作为数据库工程师，他曾先后在硅谷的甲骨文(Oracle)总部和华为美国研究所从事数据库的开发和研究，待遇优渥，生活平静。但是，加入支付宝后，陈萌萌从原来硅谷“朝九晚五”的标准时间表，直接跳到了轰轰烈烈的阿里巴巴“去IOE运动”中。　　“去IOE运动”是阿里巴巴发动的技术更替事件，意思是在阿里巴巴的IT架构中，去掉IBM的小型机、Oracle的数据库和EMC存储设备，代之以自己在开源软件基础上开发的系统。Oracle出身的陈萌萌非常明白这个过程多么有挑战性，在阿里巴巴发展这么快的业务要求下，更换技术底层架构的难度无异于在高速公路上给卡车换轮子。但是一旦更换成功，新技术成熟，看看Oracle今天的地位就知道了。　　“明年4月份，蚂蚁金服的全线业务就都将从Oracle迁到OceanBase上，”陈萌萌说，这将是数据库领域一个新的里程碑。他感到之前从没有过的兴奋与刺激。　　也是在2014年，国际人工智能和机器学习领域享有盛誉的吴恩达(Andrew Ng)加入百度担任首席科学家，全面负责百度研究院。迄今为止，他仍然被认为是中国互联网公司引进的最重磅人物。　　LinkedIn领英解决方案服务总监、海外招聘业务负责人王欢说：2015年开始，LinkedIn领英的许多国内客户已经开始把海外招聘当成一个独立的计划去做，跟传统的国内招聘同样重要。甚至有的公司，也已经专门成立了海外校招团队，或者设立专门负责海外校招的岗位。“这个转变就在这一两年，今年更是遍地开花。”　　有人把近两年的海外高级技术人才回流，和1949年后第一波以钱学森为代表的海归回国潮相比。不同的是，60年前，“报效家国”是当时的海归回国一个很重要的决定因素，但是今天，不同的海归技术专家，对回到中国的目的和使命，有了不同的答案。　　1985年就出国的弓峰敏，2016年9月回到中国担任滴滴信息安全战略副总裁，他被誉为“硅谷安全教父”，是连续创业者和硅谷的天使投资人，也是华人信息安全圈子里的“老前辈。他说：“在整个国际的信息安全局势下，我会想中国怎么做。毕竟我还是在中国出生的，有祖国情怀在里面”。　　而更多高级海归则选择回避讨论这个话题。一来他们担心，爱国情怀说有或者没有，都左右不讨好，要么被人心里认为蠢，要么被人骂不爱国。　　但有一点可以确认的是，他们可以利用自己的优势，直接推动国内技术的跳跃式发展，甚至改变亿万人的生活。漆远就曾对蚂蚁金服董事长彭蕾说，他选择回国的原因可以总结成三个：有意思、有挑战、有意义。有意思是指跟互联网金融业务紧密结合的人工智能和机器学习，可以碰撞出很多新的有意思的问题 有挑战是技术难度足够高，能吸引到更多像他这样的技术人才 而他的工作成果能让亿万用户直接使用到，这就是有意义。　　相呼应的是，彭蕾也在一次开会时对漆远说：“请你来公司，是造原子弹的。”　　回国三座大山：空气、教育和加班　　尽管中国公司对海外人才求贤若渴，从大环境到个人待遇的各方面利好都不少，但挡在双方前面的困难和阻碍仍然很多。　　郭东白是美籍华人，分别在甲骨文、微软和亚马逊供职过，2014年接到阿里巴巴的offer决定回国时，他最担心的是空气质量问题。　　郭东白对靠技术水平吃饭的生存哲学深以为然，对工作来说，技术难度越高的，挑战越大的，他越喜欢。他担任技术总监的“速卖通”，就是海外版淘宝，做的是“全球买全球卖”的工作，每年交易量增速非常快，交易场景非常多。今年“双十一”，共计有来自全球230个国家和地区的用户使用速卖通进行了在线购物。所以，速卖通业务对技术支持的要求非常高。　　这正是吸引他加入阿里巴巴的原因。在招人上，他也倾向于招愿意在技术上接受挑战，有追求的人，但中国的空气质量一直在困扰着他。一方面，郭东白自己从美国回来接受挑战了，但他现在在阿里巴巴同事，不少人反而会因为空气问题，陆续在往国外跑。另一方面，他去国外招人时，“雾霾”成为了一个最大的障碍。　　“除了雾霾，剩下的都是加分项。”郭东白说，“希望你们媒体能呼吁一下，否则会影响一个国家的人才战略。”　　蚂蚁金服首席数据科学家漆远对此也很无奈，他到北京出差，走出室外就一定会戴上防霾口罩。“跟美国比，杭州的空气也不好。但在杭州，我顶多是郁闷 在北京，这就只能让人愤怒了。”　　对于正在观望是否回到中国的海外人才来说，这绝对不是个小问题。郭东白和漆远都是因为选择回国工作而举家迁徙，对他们来说，一家人生活在一起更加重要。但也有相当一部分比例的海归选择把家庭留在美国，出于空气、医疗、子女教育等原因，工作生活两边跑，或者自己先孤身回到中国工作一段时间看看情况，再做决定看是否要把全家人都接过来。　　滴滴出行信息安全战略副总裁弓峰敏今年9月加盟滴滴的时候，就没有把全家都接回来，偶尔家人会从美国到北京来看看，但不会久留。滴滴出行是全球估值前五的独角兽公司，在飞速发展的四年里，历经好几场竞争惨烈的补贴大战，现在，滴滴出行的创始人程维说：要在快的同时进行“补课”，这种“补课”就包括从海内外招募大量高级技术人才。　　如果说糟糕的空气还能暂时容忍，海归人才的子女教育问题则是一个必须解决的前提条件。　　另一位不愿具名的供职于另一家中国互联网巨头高级工程师，此前在微软和Facebook有十多年的工作经历，2014年回国后，领导着70人左右的团队规模。他一开始是一个人到中国工作，第二年太太才带着两个孩子回来。老二今年3岁，还小，相对还好 老大10岁，回来就要直接上小学三年级，虽然在家里也会说中文，但完全不认识汉字，相当于比同龄人少学了1500个汉字，这些都得自己补，课业也比美国重。　　于是，他下班之后经常得陪着孩子一块儿做作业到深夜，这是他在美国时完全没有过的经验。“孩子学中文学得很困难，我也会很心疼。”他说，“尽管我是为了工作回来的，现阶段最主要照顾的还是我的家庭，孩子的教育如果现在错过了，以后都没法弥补。”　　尽管才回国两年，他的头发已经从工卡照片上的乌黑一片，到现在的白了大约四分之一。虽然也有遗传的因素存在，但相比起他之前在微软8年和Facebook4年的职业生涯，工作强度确实大了不少。　　这也是海外人才在考虑回国时的一个重要顾虑因素，中国互联网公司在许多人印象中就是“996”，公司内外竞争非常激烈，所有人都很拼命。不可否认，这确实是中国公司相比起美国同行的一个特点，不过那些希望在技术上不断挑战自己的工程师，更愿意接受这种忙碌状态而选择回国。　　除了空气、教育和加班的挑战之外，回国的“早与晚”也是个问题。跨境招聘平台 GCP 的 CEO 吴杰此前一直在硅谷，直到创办了 GCP 为中国公司提供硅谷人才招聘服务，才搬回北京。他说，2015年至2016年，正是硅谷人才回流的高峰时期。　　“这段时间基本上是国内创业大潮发展的最如火如荼的时段，各个公司估值轻松上亿，媒体上到处是创业神话。一方面这些公司有了高额的融资，在用人上更加大胆，不惜花重金砸下硅谷的人才，让他们加入到这些公司当中来。”吴杰说。“包机来硅谷投项目的投资人们也给整个硅谷想创业的华人打足了鸡血，一个项目拿回国，轻轻松松融资几百万，也是让大量硅谷人才回流很重要的因素。”　　但是，现实是残酷的。随着资本寒冬到来，尽管BAT这样的大公司在高端招聘上仍然非常积极。但很多创业公司开始储备过冬，在招聘上收紧了。　　“硅谷回去的技术人才还是带有硅谷光环的，大家本来是希望通过这些人能够了解美国公司在技术上和模式上有没有可以直接借鉴的地方。但是随着信息越来越透明，技术交流越来越多，硅谷光环正在慢慢褪去。而且一个小型公司也就可能引进1-2个硅谷人才，所以现在，时机变的很重要。”吴杰说。　　离开，是因为美国已经不再可爱　　另外一件让人意想不到的事，也在悄然影响着硅谷华人工程师“留下”还是“回国”的选择。　　美国新总统唐纳德特朗普(Donald Trump)将于2017年1月上任，但他并没有受到美国硅谷和西海岸的科技公司的欢迎，那里的人们认为他的政策将对科技创新造成伤害。而阿里巴巴董事局执行副主席蔡崇信在“双十一”那天则向英国《金融时报》“直言不讳地提醒”特朗普慎重考虑全球化问题。百度CEO李彦宏在贴吧转发了一篇《百余硅谷精英公开信：特朗普是创新的灾难》，暗示特朗普当选可能会使世界创新中心从硅谷转向中国。　　但硅谷的华人工程师群体则大多持支持特朗普的立场。　　前面提到的那个在美国微软和Facebook待了12年的资深工程师就是一个典型的支持川普的华人。他在2014年回国，很重要的一个原因就是他认为美国已经是“搞平均主义，搞福利养懒人”的国家。在过往移民政策方面，美国也让华人工程师群体感到不满，老老实实走技术移民的工程师们需要等很多年才能排到绿卡，而非法移民则经常迎来大赦而率先获得美国公民身份，获得国民待遇。　　他甚至说，在某种程度上，太平洋对面的中国已经比美国更为公平，“虽然有人说中国人钻到钱眼里，但是每个人都很努力，美国已经不是这样了。”　　1997年去美国时，这位本科学物理的工程师“喜欢得不行，可开心了” 但到了2014年，他打算回国的时候，一方面考虑的是来自中国的吸引力，另一方面就是对美国及其代表的价值观的好感和认同都在下降。　　回国加入阿里巴巴速卖通的郭东白也说，1995年去美国的时候，“没有歧义地”各方面条件都优于中国。但现在至少是可以争论的，对中国对美国可以“各有所爱”了。尤其是在他所从事的专业领域，中国公司也能为他提供充分发挥的舞台了。　　说到美国大选投票，郭东白则不忙于表态。可能是因为训练有素的专业和职业要求，他是一个非常理性、强调事实与数据的人，涉及到重要选择，都会考虑再三，大选如此，换工作也如此。　　2012年的大选，郭东白自己画了一个非常详细的决策树，将两位总统候选人的政策分门别类列出，再根据自己与每项政策的相关性和支持与否打分，统计出最终结果后再决定投票给谁，而不是根据媒体或其他人的影响来投票。最终，他把票投给了民主党候选人、即将离任的现任总统奥巴马。　　2014年回中国，他也做了一个类似的决策树，把回国接受阿里offer和留美国继续待在亚马逊的分数进行对比。他还记得结果发现两边都是24分，后来又调整了一些项目的权重，最后才做出去阿里工作的决定。　　而在硅谷的人看来，越来越多的知名企业高管和研究学者选择回国创业或加入中国公司，其实也有着多方面的因素。作为巷内硅谷华人工程师社区“巷内”的 CEO，吴睿智分析了一下回国潮背后的客观原因。　　一方面，美国职场的玻璃天花板，会让中国人做到一定程度上后就很难有更大的影响力，而中国机会巨大，有施展空间，也更有“钱力”。另一方面，美国中产阶级在过去几年的衰落是个不争的事实，在可预见的未来，在美国的中产生活质量可能会落后于中国 而某些领域的美国高级人才回到中国相当于“降维攻击”，会更加受到重视。　　“尤其是在特朗普上台后的几年，我预计将会有更大规模的人才回流，尤其是高级技术和管理人才。”吴睿智说。

日前，国仪量子（合肥）技术有限公司制定的《固态量子材料自旋信息测量仪》企业标准顺利通过“企业标准信息公共服务平台（安徽）”登记备案。该标准将于2019年12月20日正式实施。这是国内首个面向量子精密测量领域产品的企业标准。通过对产品企业标准的制定，规范了固态量子材料自旋信息测量仪的技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输、储存等。已达到整个生产过程规范化、程序化和科学化，使产品质量得到保证，废品率降低，经济效益提高。一流的企业做标准，国仪量子通过产品企业标准的制定建立自己的竞争壁垒，树立行业领导品牌，积极提升企业在整个行业中的公众形象。通过规范产品，破除各种各样技术贸易的壁垒，从而抢占国际国内市场先机，在产品参数的设定等方面引领产品或者行业的动向。国仪量子实现了标准体系建设零的突破，下一步将积极参与到行业标准和国家标准的制定中，提升企业的市场核心竞争力，引领行业的发展，担负起为国造仪的使命，掌握更多的国际话语权。

随着科技的进步，人们想要了解的现象越来越精细、想测量的信号也越来越微弱。而微弱信号常淹没在各种噪声中，锁相放大器可以将微弱信号从噪声中提取出来并对其进行准确测量。锁相放大器在光学、材料科学、量子技术、扫描探针显微镜和传感器等领域的研究中发挥着重要作用。国仪量子，赞1锁相放大器在精密磁测量中的应用在精密磁测量领域，特别是低频磁场测量领域，系综氮-空位（NV）色心磁测量方法发展迅速。其中连续波测磁系统是对NV色心施加连续的微波和激光进行自旋操控，从而实现高精度磁测量的实验系统。其基于NV色心基态的零场分裂和磁共振现象，当没有外磁场时，NV色心的ODMR谱如图所示，对NV色心打入共振频率的微波，其荧光强度最小。当存在外磁场时，外磁场会影响NV色心的塞曼劈裂的能级差，从而产生偏共振现象，使得荧光强度发生变化。我们将微波频率定于NV色心连续波谱的斜率最大处，则当外磁场发生变化，其荧光强度的变化最明显，从而提高测量的灵敏度。NV色心的ODMR谱为了提高测量信号的信噪比，通常采用锁相放大的方法，将微波信号进行频率调制，从而避开电测量系统的1/f噪声，实现更高的测量精度。其系统如下图所示，锁相放大器的参考输出信号和微波源进行频率调制后，通过辐射结构将微波电信号转化成磁场信号，作用于NV色心，然后将NV色心发射的荧光信号进行光电转换后用锁相放大器的电压输入通道进行采集，通过解调后即可得到系综NV色心样品的周围环境的磁场信号大小。参考文献：基于金刚石氮-空位色心系综的磁测量方法研究 -- 谢一进锁相放大器在磁成像——扫描NV探针显微镜中的应用扫描NV探针显微镜是利用金刚石NV色心作为磁传感器的扫描探针显微镜，其将光探测磁共振ODMR和AFM进行了巧妙结合，通过对钻石中NV色心发光缺陷的自旋进行量子操控与读出，来实现磁学性质的定量无损成像，具有纳米级的高空间分辨率和单自旋的超高探测灵敏度。国仪量子推出的量子钻石原子力显微镜其系统结构如下图所示，包括了NV色心成像系统和AFM控制系统。AFM控制系统负责将金刚石NV色心在待测样品上进行平面二维扫描，而NV色心对扫描区域的微弱磁信号进行高分辨率的探测，从而最终形成高分辨率的磁成像。在AFM的扫描过程中，金刚石与样品的距离是通过锁相放大器来进行控制的。金刚石NV色心固定在石英音叉上，形成探针。石英音叉有固定的振动频率，当探针在样品表面移动时，随着样品与探针的距离变化，石英音叉的共振幅度会发生变化。我们使用锁相放大器对音叉的振动信号进行采集和解调后，通过锁相放大器内部的PID反馈控制就可以实现样品位移台垂直方向（Z方向）的动态调节，从而使样品到NV色心探针的距离保持相同。锁相放大器主要用于AFM的控制系统中国仪量子数字锁相放大器LIA001MLIA001M锁相放大器是一款高性能、多功能的数字锁相放大器，基于先进硬件和数字信号处理技术设计，配合丰富的模拟输入输出接口，集可视化锁相放大器、虚拟示波器、参数扫描仪、信号发生器、PID控制器等多种功能于一体，有效的简化科研工作流程和设备依赖，提高科研效率和质量。数字锁相放大器LIA001M

量子精密测量，就是使用量子技术对物理量进行个更高分辨率和更高精度的测量技术。而很多高端科学仪器天然就在追求更高的分辨率和更准的精确度，这些正是量子精密测量可以发挥长处的地方。“所以我觉得量子精密测量技术给我们的科学仪器行业带来了一个‘弯道超车’甚至于‘换道超车’的变革式机遇。”国仪量子联合创始人、董事长、CEO贺羽在接受仪器信息网采访时如是说道。事实上，国仪量子也正在致力于以量子精密测量和量子计算为核心技术，打造以测量仪器为核心的先进仪器产业集群。基于金刚石NV色心的量子信息处理，国仪量子形成了两大业务线：一是磁共振业务线，主要产品有电子顺磁共振产品家族，以及量子钻石原子力显微镜、量子钻石单自旋谱仪、金刚石量子计算教学机等；二是量子测控产品线，包括任意波形发生器、数字延时脉冲发生器、量子态控制与读出系统、温度控制仪等。国仪量子源自于中国科学技术大学中科院微观磁共振重点实验室，将实验室技术转化的同时，公司自身也投入了很高的研发费用。“2020年度，国仪量子实现销售收入1个亿出头，投入研发费用就有4800万左右。”贺羽讲到。国仪量子不断加大研发投入的同时，新品推出的脚步也在不断加快，仅2020年就有十多款仪器推出。2020年，国仪量子发布的第一款新品是量子钻石原子力显微镜；6月，推出了任意波形发生器AWG4100；10月，重磅发布了EPR200-Plus升级版X波段电子顺磁共振谱仪、EPR200M台式电子顺磁共振谱仪、EPR-W900 W波段电子顺磁共振谱仪、无液氦变温系统CVTI-CF Series等电子顺磁共振谱仪系列新品。贺羽在接受采访时表示：“国仪量子在2021年还会有不少的新品上市。”谈到量子精密测量技术产业化面临的关键问题，贺羽提到了两点：“一是工程化，基于实验室的核心技术从理论到技术上已经得到了很多验证，但是将这些技术做成可靠性、可应用性、可生产性、可维护性都比较好的仪器，需要一支非常强大的工程化队伍；二是行业应用，虽然仪器有了更高分辨率和更准精确度，但还要找到一个‘杀手级’的应用场景，这个应用场景要足够需要更高分辨率和更准精确度的仪器，并且市场空间也要足够的大。”更多关于贺羽的采访内容，请点击以下视频观看：

古地磁学图片来源：摄图网古地磁学是一门介于地质学、物理学、地球物理学之间的交叉学科。古地磁学一般通过测定岩石或古文物的天然剩余磁化强度，研究地质时期地球磁场方向、强度、行星发动及其演化规律。岩石是天然矿物的结合体，其剩余磁性一般来自于岩石中的铁磁矿物，包含原生剩磁和次生剩磁。所谓原生剩磁指的是岩石形成时记录的地磁场信息。与之相对的，在岩石形成后得到的剩余磁性叫做次生剩磁，如岩石在外磁场的作用下（如自然雷电击中、流水风沙侵蚀）获得的剩磁。由于古地磁学研究的是岩石形成时地磁场的特征，故必须以准确地测量原生剩磁为先决条件。目前，岩石磁性是通过测量毫米到厘米大小的大块样品的净磁矩来分析的。目前常见的科学分析仪器有超导岩石仪、振动样品磁力仪等。然而，在亚微米尺度上，地质样品通常在矿物学和质地上都是不均匀的，只有小部分铁磁颗粒携带的剩余磁化。因此，在这种情况下表征岩石磁性需要一种能够在纳米空间尺度上成像磁场并具有高灵敏度的技术。例如，正广泛应用的扫描超导显微镜（SQUID）、磁阻显微镜、霍尔显微镜等。量子精密测量技术在古地磁研究中的应用（a）哈佛大学量子钻石显微镜（b）测量地质样品中的剩余磁化。（Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 2017, 18(8):3254-3267）2011年，科研工作者们证实了金刚石中的氮-空位色心（简称NV色心）可以用于亚微米尺度上的磁成像。2017年，哈佛大学R.L.Walsworth等人利用自搭的基于NV色心的量子钻石显微镜，实现了岩石磁场的成像，其指标空间分辨率为5 um、视场范围为4 mm。通过减少金刚石与样品之间的距离（≤10 um）,实现磁矩灵敏度10-16 Am2，这一指标可媲美乃至超越SQUID、磁阻显微镜、霍尔显微镜等主流设备。此外，量子钻石显微镜还具有光学成像功能和成像速度快的优势。 可见，在地质、磁陨石的探测分析中，量子钻石显微镜展现出了巨大的应用潜力，为弱磁成像开辟了新的道路。随着人类对月球、火星等深空领域的不断探索，量子钻石显微镜也将应用于月岩、火星岩石的表征分析中。（a）量子钻石显微镜结构示意图（b）金刚石放置于样品上（Geochemistry, Geophysics, Geosystems, 2017, 18(8):3254-3267.）量子钻石显微镜的大致构造如上图（a）所示。整个探头部分置于三维的亥姆霍兹线圈中，其作用是施加外磁场使得金刚石内NV色心能级退简并。实验过程中金刚石紧贴于岩石样品表面，如上图（b）所示。下面简述量子钻石显微镜的工作原理。首先利用激光聚焦实现金刚石内NV色心量子态的初始化。然后扫描输入微波的频率，并通过辐射天线作用到NV色心上。当微波频率与NV色心能级共振时，NV色心的ms=±1态与ms=0态布居数反转，荧光强度下降。在成像区域内随微波频率变化的荧光信号经物镜收集后由收集光路成像到sCMOS相机上。在实验中通过sCMOS相机设定成像区域为M×N个像素点，每次进行图片采集相当于M×N个像素点同时进行荧光信号探测。在所有频点数据采集完成后，即得到完整的光探测磁共振谱（简称ODMR谱），通过相应的数据运算把每个像素点的磁场强度解算出来。最后把每个像素点的位置与磁场强度对应起来，用颜色区分各个像素点的磁场强度，实现二维磁场成像。国仪量子——量子钻石显微镜国仪量子推出的量子钻石显微镜2022年，国仪量子自主研制的“量子钻石显微镜”面向全球发布，这是一款基于金刚石NV色心技术的、先进的商用量子精密测量仪器，具有高空间分辨率、大视野、成像速度快等优势，有望在古地磁领域产生新的科学增长点。同时，在半导体、材料科学、细胞磁学、体外诊断等多个领域也具有广阔的应用前景。

近日，央视《经济半小时》栏目聚焦报道合肥“场景创新”相关经验成绩，国仪量子发展的量子精密测量技术产业化成果受到关注。在采访中，国仪量子董事长贺羽表示，国仪量子源于中国科学技术大学，承接了实验室的科技成果转化。目前，我们（国仪量子）可以在一个比头发丝还要细一百倍、肉眼看不见的这样的一根针尖上，去人工制备一个量子传感器，这个传感器它的大小大概只有原子尺度，它有更高的分辨率和更高的灵敏度，可以测到过去我们测不到的信号。比如，人在想问题时大脑产生的磁场。这么精细灵敏的传感器，可以应用于对癫痫的病灶定位、测心脏产生的磁场，可以对心肌缺血和冠心病进行早期的筛查和诊断。震撼发布！引领磁传感领域进入量子时代作为量子信息技术产业化的引领者，国仪量子在今年世界制造业大会期间，面向全球发布了一款可用于心磁、脑磁、地磁等弱磁场精密测量的“量子自旋磁力仪”。该设备利用碱金属原子外层电子自旋性质，以泵浦激光作为操控手段，使碱金属原子产生自旋极化。在外界弱磁场的作用下，碱金属原子发生拉莫尔进动，改变对检测激光的吸收，从而实现高灵敏度的磁场测量。量子自旋磁力仪具有灵敏度高、体积小、能耗低、易于携带的特点，未来将引领人类在科学研究、生物医学等磁传感领域进入量子时代。量子精密测量，赋能产业焕新！国仪量子的核心技术是以量子精密测量为代表的先进测量技术，致力于为全球范围内企业、政府、研究机构提供以增强型量子传感器为代表的核心关键器件、用于分析测试的科学仪器装备、赋能行业应用的核心技术解决方案等优质的产品和服务。　　测量是科学技术的基础，以量子精密测量为代表的先进测量技术成果不断涌现，必将进一步提高人类科技发展水平，变革生产制造模式，促进社会经济发展转型升级。今年5月，国仪量子联合权威专家团队，与新能源、半导体、生命科学、医疗健康、能源勘探、航空航天、 基础科研、计量学等领域的一线行业伙伴，联合编撰并发布了《量子精密测量行业赋能白皮书》。从用户维度出发，通过大量的案例切入行业痛点，针对性提出赋能解决方案。

以下文章来源于中国物理学会期刊网 ，作者陈耕 李传锋中国物理学会期刊网.中国物理学会期刊网(www.cpsjournals.cn)是我国最权威的物理学综合信息网站，有物理期刊集群、精品报告视频、热点专题网页、海内外新闻、学术讲座，会议展览培训、人物访谈等栏目，是为物理学习和工作者提供一站式信息服务的公众平台。|作者：陈耕1,2,† 李传锋1,2,††(1 中国科学技术大学 中国科学院量子信息重点实验室)(2 中国科学技术大学 合肥国家实验室)本文选自《物理》2023年第6期01理论背景不断提升测量精度是科学研究发展的一个源动力。科学技术发展到今天，很多里程碑式的进步都得益于测量精度的提升。一个众所周知的例子是2016年引力波的成功探测[1]，验证了爱因斯坦广义引对论的预言。然而从激光干涉引力波天文台(LIGO)建成到第一次探测到引力波整整花了17年时间，这是科学家们不断改进装置以提升探测精度的结果。最近科学家们在引力波探测中使用了量子压缩的光源，进一步提升了探测精度，使得现在几乎每周都可以观测到引力波。用新的原理方法、技术手段提高测量精度，本身就是自然科学研究的一个重要方向，我们称之为精密测量研究。科学界一般使用测量的不确定度Δ随所使用的测量资源N的下降速率来刻画一个测量系统的测量能力。经典方法能达到的极限是Δ随N的0.5次方成反比下降，也就是我们所称的标准量子极限(standard quantum limit)。需要注意的是，虽然名字中带有“量子”，但是这个下降速率是经典方法能达到的极限。如果能把测量中所有的技术噪声都压制到很低，从而使量子涨落成为主要噪声，就可以达到这个极限。但是在实际测量场景中，起主导作用的经常是各种技术噪声，这时放大信号提升信噪比是一个提升最终精度的有效途径。一个典型的方法是“弱测量”方法，它可以后选择(post-selection)出移动幅度最大的一小部分探针，从而将信号放大100倍甚至1000倍以上。中国科学技术大学研究团队使用了一种改进型的偏置弱测量方法，在放大信号的同时大幅降低了探测器的光电饱和效应，相比标准弱测量方法的探测精度又提升了一个数量级[2]。但是这种弱测量方法并不能超越标准量子极限，因为它本质上是经典光的干涉效应。02量子精密测量量子精密测量是最近十年来在量子信息研究中一个蓬勃发展的领域，旨在利用量子的方法和资源实现突破标准量子极限的测量精度。如前所述，引力波探测装置使用量子压缩光之后可以实现超过标准量子极限的测量精度，这充分证明了量子精密测量的可行性和重要性。那么一个对于量子力学本身的理解和实际测量精度都很重要的问题是：量子精密测量可以提供的精度极限在哪里？实际上对于这个问题，海森伯在1927年就给出了很好的答案，也就是海森伯不确定原理。它是量子力学的一个基本原理，根据这个原理给出的最高测量精度我们称之为海森伯极限：即测量的不确度Δ与N的1次方成反比下降。因此，量子精密测量的一个重要任务是发明新的方法和量子资源来逼近这个极限。光或原子的压缩态不可能达到这个极限，因为实际实验中压缩比总是有限的。一个原理上可以达到这个极限的方法是使用多体纠缠态，比如在量子信息中常使用的N00N态，它通常具有如下的形式：这个形式的物理理解为：N个粒子同时处于0状态，或者同时处于1状态，这两种可能性之间是量子相干叠加的。显然N个没有关联的个体不可能处于这样的状态，因为它们中每个都可能处于0或1态，造成总的状态有2N种可能。这样一种量子资源原则上可以实现海森伯极限的测量精度，但是一个现实的困难是，N很大的量子态很难确定性地产生。利用光子可以实现大约10个光子的纠缠，但是产生和探测效率都极低。即便可以确定性地产生和探测10光子纠缠，一个经典的激光脉冲可能含有1010以上的光子，即便取0.5次方的反比，不确定度也比10光子纠缠达到的1/10小4个数量级。因而现阶段使用N00N态进行精密测量只是原理上演示了一种潜在的优势，并不具有实际价值。2018年，来自于中国科学技术大学的研究团队发展了一种量子化的新型弱测量方法。这种方法用光子数的混态作为探针，以单光子的量子叠加性作为量子资源，实现了对单光子克尔效应反比于N的1次方的测量精度，反比系数约为6.2[3]。该工作的最好精度相当于使用N = 100000的N00N态可以达到的效果，并优于之前最好的经典方法[4]一个数量级。不久后，该团队又通过使用单光子投影测量代替混态探针，实现了逼近海森伯极限的测量精度，反比系数进一步降低到了1.2[5]。其最好精度相当于使用N = 1000000的N00N态可以达到的效果，并优于之前最好的经典方法[4]两个数量级。虽然是在一个特定的测量任务中进行的，但是这两个工作首次实现了在实际测量任务中达到海森伯极限并优于经典方法，充分展现了量子精密测量的优势。海森伯极限被学术界广泛认为是量子力学所允许的测量极限，是否有可能超越这个极限一直是学术上备受关注和存在争议的问题。2011年，Napolitano等人的一个工作声称超越了海森伯极限[6]，对光非线性系数测量达到反比于N的1.5次方的超海森伯极限。但是这个工作后来受到了广泛的置疑甚至是批评[7—9]，因为所使用的资源为光子通过原子团产生的经典非线性，其哈密顿量里已经含有了N的平方项。在以所使用的总能量作为规范化资源定义的前提下，这个工作甚至没有超过标准量子极限。03基于量子不定因果序的精密测量近些年来，一种新的量子结构，即量子不定因果序(indefinite causal order，ICO)引起了学术界极大的研究兴趣。量子力学显然允许一个粒子处于不同状态的量子叠加，比如光子可以处于不同偏振叠加态，原子可以处于不同能级的叠加态。事实上，量子力学还允许两个演化不同的时序之间的量子叠加，这点显然不同于经典世界的因果关系。在经典世界里，如果两个事情A和B之间存在关联，那么它们之间孰因孰果是确定的。如果A发生在B之前，那必然A是因B是果；反过来的话，就是B因A果。而在量子世界里，两个事件可以处于如图1所示的两个相反时序的量子叠加上，也就是说孰因孰果这个问题是不确定的。这样的系统状态可以表示为：图1 量子不定因果序的示意图。图中的薛定谔猫处在先过左边门后过右边门和先过右边门后过左边门这两种相反时序的量子叠加态这样一种新的量子结构已经被证明在各种量子信息过程中可以提供进一步的量子增强。比如降低量子计算问题中的复杂度，提升量子通信中通过信道的互信息量。尤其让大家感觉到意外的是，2020年香港大学的一个理论工作证明[10]，量子不确定因果序可以在精密测量中突破海森伯极限，达到前所未极的反比于N的2次方的超海森伯极限。这样一个理论突破考虑了由两组连续变量进行N次独立演化产生的几何相位A的测量，比如一个变量是坐标空间的本征值x，另外一个变量是动量空间的本征值p。传统确定因果序的方法在这样一个测量问题中最好的精度极限是海森伯极限，可以由如图2(a)所示的串行测量装置达到。如果把这样两组演化制备到两个相反时序的叠加上，如图2(b)所示，就可以获得一个随着N2A增加的总体相位，也就是获得了指数加速的能力，从而对几何相位的估计可以达到反比于N2的精度，也就是超海森伯极限。图2 (a)确定性因果序方法通过分别测量x的N 步演化和p 的N步演化来估计两种演化产生的几何相位；(b)两组演化可以制备到两种相反时序的量子叠加上，两种时序如图中的蓝色和橙色线路所示；(c)实验结果(黑色方点)证明量子不定因果序方法可以达到超海森伯极限精度(红线)，并优于确定因果序方法能达到的最好精度(蓝色虚线)这样一个结果在实验实现上遇到了很大的困难，因为它同时涉及到了离散变量和连续变量体系，并且需要将这两种体系纠缠起来，也就是利用离散的量子比特状态去控制两组连续变量的演化时序。量子信息方案中的离散变量体系无法实现连续变量的演化，而连续变量体系无法把两组演化制备到两个相反时序的量子叠加上。中国科学技术大学的团队通过构造一种全新的杂化(hybrid)装置实现了这样一个量子结构[11]，用光子的偏振状态来控制光子横向模式的位置和动量的演化。他们用特制的光学元件精准实现了这两个连续变量的多步微小演化，在一个接近1 m长的马赫—曾德尔(MZ)干涉仪的两臂上分别实现了两个时序相反的演化过程。实验结果对几何相位的测量精度可以达到如图2(c)所示的超海森伯极限，并且优于任意确定因果序方案能达到的最高精度。这个实验中所使用的探针是单个光子，所以每次测量所需要的能量与N无关。在以能量为规范定义的前提下，这是目前唯一可以达到1/N2超海堡极限的实验工作。这一点和以经典非线性作为资源的工作形成了鲜明对比。同时在这样一个测量任务中，两种时序所能达到的精度已经是最优的结果，用更多的时序并不能获得更好的测量精度。这使得用光子的二维偏振就可以控制不定因果序，而不需要更高维度的离散变量。特别值得强调的是，这样一个实验在演示的范围内已经实现了相对于传统方法的绝对优势，而不仅仅是一种潜在的优势。因为这个实验中N代表的是独立演化的次数，而不是量子态的规模。如N00N态精密测量所具有的潜在优势无法变成现实优势，就是因为现阶段量子态的规模无法做大。04总结和展望一个无法避免的情况是，关于海森伯极限是否是量子力学的最终极限的争议会一直持续下去，这主要是由学术界对测量资源定义的不统一所导致的。用量子不定因果序可以实现超海森伯极限的测量精度也必然会引起学术界的广泛讨论和争议。但是如果我们搁置这些争议，从一个更加现实的角度去考量这种新方法，它确实达到了比之前任何确定因果方法都要更好的测量精度，这种优势独立于海森伯极限该如何定义这样一个深刻的问题。当然另外一个值得思考的问题是，不确定度反比于N的2次方是不是测量精度的极限？是否有方法可以达到更高的极限，比如反比关系是N的3次方，4次方……这仍然是一个未解之谜。参考文献[1] Abbott B P et al. Phys. Rev. Lett.，2016，116：061102[2] Yin P et al. Light Sci. Appl.，2021，10：103[3] Chen G et al. Nature Communications，2018，9：1[4] Matsuda N et al. Nature Photonics，2008，3：95[5] Chen G et al. Phys. Rev. Lett.，2018，121：060506[6] Napolitano M et al. Nature，2011，471：486[7] Zwierz M et al. Physical Review A，2012，85：042112[8] Berry D W et al. Phys. Rev. Lett.，2012，86：053813[9] Hall M J et al. Physical Review X，2012，2：041006[10] Zhao X et al. Phys. Rev. Lett.，2020，124：190503[11] Yin P et al. Nature Physics，2023，https://doi.org/10.1038/s41567-023-02046-y

近日，冷原子量子精密测量和量子计算技术研发商中科酷原科技（武汉）有限公司（以下简称“中科酷原”）完成数千万元A轮融资，独家投资方为中科创星。据悉，本轮融资主要用于量子精密测量仪器和原子量子计算的研发和产业化，进一步强化公司人才储备，提升公司核心竞争力，将系列化的量子精密测量仪器和量子计算产品在科研、教学和科普等领域进行推广和应用。中科酷原成立于2020年，核心团队源自中国科学院精密测量创新与技术研究院，先后承担过973、863、国家重点研发计划等多项国家项目。公司于2020年获得中科科源基金种子轮的投资，入选了武汉市量子技术产业重点企业；2021年获得湖北省工友杯创业大赛决赛第一名、湖北省工会“工人先锋号”等荣誉。核心团队研制的原子绝对重力仪参加了第十届绝对重力仪的国际比对，测量结果得到国际计量局的认可，仪器测量灵敏度和稳定度等关键指标已达到国际一流水平。团队自主研制的小型化原子重力仪入选“中科院自主研制仪器产品”名录。中科酷原以推动量子技术革命的浪潮为使命，致力于为科研机构、企业研发部门、工业生产和教育科普等领域的客户提供技术先进、品质优异、成本可控的量子技术产品。地球重力场反映物质分布及其随时间和空间的变化。测量重力场的仪器统称为重力仪，具体可分为相对重力仪和绝对重力仪。量子重力仪是一种典型的绝对重力仪，它摆脱了传统光电仪器的工作机理限制，直接利用物质的量子本质进行精密测量，测量精度也有了大幅提升。量子重力测量研究分为超高精度和小型化两个方向。大型超高精度喷泉式冷原子重力仪有望应用于验证爱因斯坦广义相对论理论、探测引力波、研究暗物质和暗能量等，成为基础科研的有力工具。小型化下抛式冷原子重力仪有望应用于可移动平台，例如航空重力仪、潜艇重力仪甚至卫星重力仪。英国伯明翰大学率先开发了名为Wee_G的量子重力仪样机，并于2018年成功实现了量子重力梯度仪样机Gravity-Imager的测试。2019年该团队进一步将Wee_G的重力场测量精度提升至10-9mGa数量级。其未来有望被当成一个早期预警系统，用于监测火山喷发前衡量火山的岩浆堆积程度。同时，它还能被用于民用工程以及油气储藏的勘察等。美国的激光干涉引力波观测仪（LIGO）成功测量到在距离地球13亿光年处的两个黑洞合并所发射出的引力波信号。总体来说，随着相关技术的发展，将广泛应用于地球物理、资源勘探、地震研究、重力勘察等领域。

近日，由514所航天河公司牵头的国家重点研发计划“重大科学仪器设备开发”专项“低场量子电阻测量仪”项目顺利通过国家科技部、高技术研究发展中心组织的综合绩效评价验收。 验收会以视频的方式进行，科技部高技术研究发展中心组织了来自清华大学、北京大学、中科院、中国计量院等单位的国内顶级技术专家和财务专家形成的评审专家组。项目负责人徐思伟研究员对项目执行情况进行了汇报、黄晓钉研究员对项目技术进展进行了汇报。 专家组严格按照项目任务书，对项目目标和考核指标完成情况、研究成果水平及创新性、成果示范推广及应用前景、项目组织管理及内部协作配合、人才培养等情况进行综合绩效评价。经过质询和讨论，专家组一致认为：项目攻克了多项核心技术，高质量完成了任务书规定的研究内容和考核指标，通过终期验收。 “低场量子电阻测量仪”项目由514所航天河公司牵头，北京东方计量测试研究所、中国计量科学研究院、中船重工鹏力（南京）超低温技术有限公司、中国科学院电工研究所、湖南银河电气有限公司、中国工程物理研究院计量测试中心和北京博华鑫诺科技有限公司联合承担。项目组经三年艰辛努力，研制出新型量子电阻测量仪，可满足国内电阻计量和精密电阻测量的广泛需求。 项目组利用“低场量子电阻测量仪”产品的技术优势，已经在型号测试、军工计量和高精度仪表研制领域开展了应用研究，对装备计量保障和国产精密仪器技术指标的提升发挥了重要作用。后续，514所将进一步持续开展推广应用工作，服务国计民生。

随着科技不断进步，科研以及工业领域精细测量微弱信号的需求不断增长。为满足用户需求，同时推动国产科研仪器发展，国仪量子于近日正式推出“微弱信号测量系列设备免费试用”活动（包括国仪量子的锁相放大器、任意波形发生器、时间数字转换器、同步控制系统等产品，如有更多产品试用需求请在下方问卷中登记）。活动免费试用产品扫描下方二维码或点击底部“阅读原文”填写相关需求，参与试用活动。填问卷试用仪器数字锁相放大器LIA001M国仪量子 LIA001M锁相放大器是一款高性能、多功能的数字锁相放大器，基于先进硬件和数字信号处理技术设计，配合丰富的模拟输入输出接口，集可视化锁相放大器、虚拟示波器、参数扫描仪、信号发生器、PID控制器等多种功能于一体，有效简化科研工作流程和设备依赖，提高科研效率和质量。任意波形发生器AWG4100国仪量子 AWG4100是一款多通道的高性能任意波形发生器。该产品拥有四个相互独立的波形输出通道，每个通道可以提供高达1.2 GSa/s采样率、16位垂直分辨率的单端波形输出。每通道拥有最大512 MSa的存储深度，配合灵活的用户自定义波形编辑以及序列播放功能，能够轻松应对各种不同场景的复杂波形需求。时间数字转换器TDC1610国仪量子 TDC1610是一款结构紧凑的高精度时间测量仪器，拥有16个采集通道，8 ps时间分辨率；支持时间标签模式,可以实时记录采集信号的时间信息。产品采用易于操作的图形化界面，提供C++、Python和LabVIEW的SDK供用户进行二次开发，可广泛应用于统计激光器后脉冲分布、量子光学、光检测和激光雷达测距等科研领域。同步控制系统SCS1800国仪量子 SCS1800同步控制系统是基于高精度网络时钟与时间同步技术，实现多节点时钟信号的分发和亚纳秒级同步控制，可广泛应用于量子计算、工业自动化控制、分布式基站、电力电网同步、自适应阵列天线和多基地雷达等多种应用场景。注：1.本次试用产品包括国仪量子的锁相放大器、任意波形发生器、时间数字转换器、同步控制系统，如有其他产品试用需求，请登记详询；2.本次活动时间截止到2022年12月31日，后续如有变动，将另行通知；3.本次活动最终解释权归国仪量子（合肥）技术有限公司所有。

导读近年来量子材料的概念逐渐走进大家的视野，量子材料顾名思义就是由于自身电子的量子特性而具有奇异物理特性的材料。从铜氧化物超导体到铁基超导体，从石墨烯到拓扑缘体，越来越多的新材料不能被原来的自旋电子材料、强关联体系所准确定义，而量子材料这一概念从本质上描述了这类材料的特性。纵观几十年来材料科学的发展历程，从1984年台基于量子材料的超导量子干涉仪（SQUID）的诞生到现在人为设计、制备量子材料，由量子材料制造的工具正在不断推动新型量子材料的研究和发展。从当初的SQUID到现在的完备测量领域“生态圈”，Quantum Design正是这一历史发展的见证者和创造者。?正文今天我们为大家介绍北京大学王健教授（Quantum Design用户）课题组在人为设计二维超导材料方面的新研究进展。2018年4月Physical Review X报道了北京大学王健教授课题组的新发表的科研成果“Interface-Induced Zeeman-Protected Superconductivity in Ultrathin Crystalline Lead Films”。 众所周知，在超导材料中电子并不是单存在而是以“库珀对”的形式存在。对超导材料施加外磁场将会破坏“库珀对”从而破坏材料的超导特性。在超薄二维超导材料中面内限磁场Bc通常由泡利限Bp所决定，但是近期研究发现一些特殊的机制可以阻止“库珀对”被破坏，使得Bc可以超越Bp的限制。例如，在自旋三重态的超导体中“库珀对”由自旋平行的电子对组成，因此限场可以超越泡利限。在无序二维超导薄膜中传统型“库珀对”对应的泡利限被自旋轨道散射取代，散射会破坏自旋朝向并减弱自旋顺磁性。此外，内在的自旋轨道相互作用（SOI）也会提升Bc。由面外对称性破缺导致的Rashba型SOI可以在面内产生自旋化提升限场，不过面内的限磁场Bc上限是√2Bp。在面内对称性破缺的高质量二维超导材料中，例如单层NbSe2 和MoS2，也观察到了Bc远超泡利限的现象，我们称之伊辛超导特性。由于面内对称的破缺在面外产生的自旋化我们称为Zeeman型 SOI，这样的二维超导材料面内限场Bc可以远超泡利上限。但是大多二维超导材料都是面对称的，并不能产生Zeeman型SOI。图1 文章中对材料在不同磁场和温度下超导性质的测量为了更加深入地研究塞曼保护超导性（Zeeman-protect Superconductivity），王建课题组通过精密控制成功在Si（111）表面制备出面内带状对称性破缺的超薄Pb薄膜，测量发现6层Pb薄膜面内限磁场Bc竟高达35.5T（大测量磁场），远超泡利限Bp=14.7T，并且作者从理论计算上解释了新型薄膜中的超高Bc的机理。超高Bc材料的发现对于超导机理的研究和超导材料的应用都具有十分重要的意义，也推动了超导材料在强磁场和多种端环境下的使用。这一结果也预示着人们有望在二维超导体系中，通过界面调制发现新的非常规超导特性。图2 文章中分别对4、5、6层Pb薄膜在不同温度下的限场进行的测量。更多详细内容请参考原文献（DOI:10.1103/PhysRevX.8.021002）在本项研究中作者利用Quantum Design公司生产的综合物性测量系统PPMS和磁学测量系统MPMS对材料磁场下的电学性质以及磁学性质进行了精细测量，优质的测量数据也为理论计算和实验对比提供了重要的帮助。作为综合物性和磁学测量的设备生产商，Quantum Design见证了我国在量子材料领域的快速发展。Quantum Design公司在30多年的发展历程中，从初的SQUID到现在的MPMS3和PPMS，助力越来越多的科研工作者利用Quantum Design的优质设备取得重要科研成果。Quantum Design也根据用户的需求不断推出新的设备和功能，目前PPMS已经成为包含力、热、光、电、低温以及显微学等功能的全面的测量系统。近Quantum Design推出了超全开放强磁场低温光学研究平台OptiCool，这是一套专门为低温强磁场光学实验所设计的系统。结合已有的MPMS和PPMS， Quantum Design现已形成了完整的测量 “生态圈”，成为量子材料研究领域为完备的测量体系。从量子设计到设计量子，Quantum Design 与时代共同前进。图3 Quantum Design公司设备：MPMS3、PPMS和OptiCool在此，Quantum Design再次祝贺王健教授课题组取得重要成果，也祝愿广大Quantum Design用户科研顺利！相关产品及链接：1、 综合物性测量系统PPMS：http://www.instrument.com.cn/netshow/C17086.htm2、 完全无液氦综合物性测量系统 DynaCool：http://www.instrument.com.cn/netshow/C18553.htm3、 新一代磁学测量系统MPMS3：http://www.instrument.com.cn/netshow/C17089.htm4、 超全开放强磁场低温光学研究平台OptiCool：http://www.instrument.com.cn/netshow/C283786.htm

中国科学技术大学郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室孙方稳研究组，在国际上首次利用量子统计测量技术实现了不受传统光学散射极限限制的相邻发光物体的测量和分辨，其精度可以达到纳米量级。研究成果4月9日发表在《物理评论快报》上。 　　如何提高测量精度，数百年来一直是科学研究的主要课题和技术发展的主要追求目标 同时，通过物理量的高精度量反过来又推动着科学技术向前发展。因此，新型的测量技术不断地被开发，而其中最有吸引力的就是利用量子力学基本原理实现的量子测量方法。随着量子力学的发展以及相关量子信息技术的开发和应用，量子测量一方面可以实现超过经典测量极限的高精度测量 另一方面，可以实现经典方式无法完成的各种测量。如利用传统光学测量相近的两个物体的距离受制于光学瑞利散射极限，其精度仍在数百个纳米，远远大于现在各种物理、化学、材料、生物等学科发展所要求的成像精度。孙方稳研究组利用物体发光的量子统计属性，设计并实验实现了不受经典光学散射极限的量子统计测量技术，其精度可达纳米量级。 　　实验中，他们在自己制备的金刚石氮-空穴色心样品上，非常巧妙地利用简单的光学收集装置，通过探测单光子以及双光子的光子数，基于单光子的量子反聚束效应成功实现了两个相距8.5纳米的氮-空穴色心独立成像和分辨，同时测量了每个色心的轴向。实验中的测量精度达2.4纳米，通过增加收集光子数，可以把精度提高到1纳米以内。实验测量中所需的光路简单，测量系统稳定，不受量子消相干的影响。该测量方法的原创性以及测量效果受到了编辑和审稿人的一致认可。 　　量子统计测量技术除了可以适用于相邻物体的光学成像，还可以实现发光寿命，偏振和其他自由度的测量和分辨。同时，该测量技术可以实时测量近邻物体的动力学演化以及它们之间的相互作用，为实现进一步的量子信息技术提供了一种新的测量技术，也将在化学、材料、生物等方向得到应用。 　　该项研究受到科技部、国家自然科学基金委和中国科大青年基金的资助，并已经申请了国家发明专利。

发展现代化先进量子测量体系具有重要的研究意义，它符合时代发展需求和国际化发展潮流，同时面向国际前沿和国家重大需求。由于里德堡原子具有较大的电偶极矩，可以对微弱电场产生很强的响应，因此已经成为一个非常有前景的微波测量量子体系。此外，由于里德堡原子之间具有长程强相互作用，常被用于模拟研究强关联系统以及相变。强关联系统在临界点附近对外界扰动更加敏感，可以被应用于量子精密测量领域。虽然有大量理论报道利用强关联系统的临界状态去做量子传感，但在实验上一直未能成功实现。“主要原因是多体系统相变过程制备难、临界点的外场调控技术欠缺等。” 论文共同作者、中科院量子信息重点实验室丁冬生教授介绍。近年来，史保森、丁冬生科研团队利用里德堡原子体系，聚焦量子模拟和量子精密测量科学研究，已取得了重要进展。此次工作中，团队发展了里德堡原子临界点与微波电场的耦合技术。基于室温铷原子体系，利用多体系统相变点对于微波扰动更加敏感的特点，显著提高了测量微波的精度和灵敏度。丁冬生说，“实验发现，多体系统中的原子透射谱线在相变点附近变得更加陡峭，这相当于一把频域上刻度更细的尺子，因此对于微波测量具有更高的精度。”在评估传感器时，一个关键量是Fisher information，它表示一个测量量包含多少关于未知参数的信息。实验表明，相比于少体无相变的情况，多体系统在临界点的Fisher information具有显著提高，具体提高了三个数量级。对应于测量精度提升至少一个量级，并且随测量时间的增加而增加，呈现指数增长的趋势。该工作得到审稿人高度评价：“该实验真正具有开创性，具有重大的潜在影响，因为它为开发基于强相互作用多体系统的新一代量子传感器打开了大门。” “49纳伏每厘米每根号赫兹的灵敏度令人印象深刻，很好地表明了这种方法在计量方面的潜在应用。”中科院量子信息重点实验室丁冬生教授与博士研究生刘宗凯为本文共同第一作者，丁冬生教授、史保森教授、丹麦奥尔胡斯大学Klaus Molmer教授和英国杜伦大学Charles S. Adams教授为本文共同通讯作者。

p style=" text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em " 高质量的光子源是量子技术的关键器件，近期中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等人与美国普林斯顿大学等机构的学者合作，在同时具备高纯度、高效率的单光子源器件上观察到强度压缩，为实现基于单光子源的量子精密测量奠定了基础。国际权威学术期刊《物理评论快报》日前发表了该成果。 /span /p p style=" text-indent: 2em " 当代量子应用研究主要分为量子通信、量子计算和量子精密测量三大领域，单光子源不仅可以用于量子通信、量子计算研究，也是实现量子精密测量的重要资源。 /p p style=" text-indent: 2em " 中科大科研团队长期致力于发展高品质的单光子源，他们首创了脉冲共振荧光方法，利用微腔耦合提高单光子提取效率，通过双色激发和极化腔方案解决了单光子由于极化损耗而至少损失50%的科学难题。 /p p style=" text-indent: 2em " 近期，他们发展了高品质的单光子源，通过对共振荧光的直接测量，证明了0.59分贝的强度压缩，在第一物镜处的压缩量达到3.29分贝。这是自2000年实现量子点单光子源后，国际学界通过20年的努力，首次在该体系直接观测到强度压缩。 /p p style=" text-indent: 2em " 陆朝阳说，通过这项研究获得了一个高品质的单光子源，它的强度被压缩，可以作为一个更加精密的度量工具。 /p p style=" text-indent: 2em " 据悉，他们的这一突破，为基于单光子源的无条件超越经典极限的精密测量奠定了科学基础。 /p p br/ /p

记者从中国科大获悉，该校郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室孙方稳研究组，在国际上首次利用量子统计测量技术实现不受传统光学散射极限限制的相邻发光物体的测量和分辨，其精度可以达到纳米量级。研究成果近日发表在国际权威刊物《物理评论快报》上。 　　如何提高测量精度，数百年来一直是科学研究的主要课题和技术发展的主要追求目标。因此，新型的测量技术不断被开发，而其中最有吸引力的就是利用量子力学基本原理实现的量子测量方法。随着量子力学的发展以及相关量子信息技术的开发和应用，量子测量一方面可以实现超过经典测量极限的高精度测量，另一方面可以实现经典方式无法完成的各种测量。 　　孙方稳研究组利用物体发光的量子统计属性，设计并实验实现了不受经典光学散射极限限制的量子统计测量技术，其精度可达纳米量级。实验中，他们用氮原子取代金刚石材料中的一个碳原子，与近邻的空穴形成氮—空穴色心——一种极其微小的发光体。然后，他们巧妙地利用简单的光学收集装置，通过探测色心所发出的光子数，基于它们的量子统计属性，成功实现了两个相距8.5纳米的氮—空穴色心独立成像和分辨，同时测量了每个色心的结构，测量精度达2.4纳米。如果通过增加收集光子数，可以把精度提高到1纳米以内。实验中所需的光路简单，测量系统稳定，不受量子消相干效应的影响。

近日，电科思仪正式发布多通道任意波形发生仪器，该仪器主要应用于超导量子计算领域，可对量子比特进行调控与测量，在量子计算、量子通信等领域具有广泛应用前景。该仪器突破了多通道精密同步、高质量波形处理、多路信号接收与快速反馈等技术难题，具有调控信号纯度高、可任意编程、多通道精密同步等特点。量子科技正在成为新一轮科技革命和产业变革的前沿领域，具有重大科学意义和战略价值，相关测试测量技术对于量子科技发展至关重要。电科思仪立足于国家重大战略需求，不断提升关键核心技术竞争力，推动量子测试测量等技术取得显著突破，为我国超导量子信息技术的快速发展提供测试测量保障。

近日，中国科学技术大学郭光灿院士团队李传锋、项国勇研究组与香港中文大学袁海东教授合作，在量子精密测量实验中同时实现3个参数达到海森堡极限精度的测量，测量精度比经典方法提高13.27分贝。该成果1月1日在线发表于《科学进展》。单参数量子精密测量是量子精密测量中最简单的问题，近年来在引力波探测等问题中有了重要应用。但多参数量子精密测量复杂得多，参数之间存在精度制衡。如何减少参数之间的精度制衡以实现多参数同时最优测量，是多参数量子精密测量的最重要问题之一。为了消除参数之间的精度制衡，研究人员将单参数测量实验中控制增强的次序测量技术应用到多参数测量中，通过调控量子系统动力学演化，完全解决了量子比特幺正演化算法中3个参数之间的精度制衡问题，实现3个参数同时达到海森堡极限的最优测量。这项成果对于推动量子精密测量与海森堡不确定性关系交叉发展具有重要意义，相关技术在实际测量中具有重要潜在应用价值。

近日，合肥市科学技术局发布“第四批合肥市技术创新中心拟认定名单”，依托国仪量子（合肥）技术有限公司建设的量子精密测量合肥市技术创新中心通过认定。图片来源：合肥市科学技术局量子精密测量是利用量子特性获得突破经典测量技术极限，开拓物理信息感知维度的新一代精密测量技术，与传统测量技术相比，具有更高测试精度、灵敏度。精密测量是获取物理量信息的源头，随着量子力学、原子物理学等领域的发展，精密测量已经进入“量子时代”。CIQTEK量子精密测量合肥市技术创新中心量子精密测量合肥市技术创新中心面向量子精密测量前沿技术，依托国仪量子（合肥）技术有限公司，一方面开展量子传感、电子光学、微弱信号测量等系列关键共性技术攻关，研制出量子钻石显微镜、量子自旋磁力仪、电子顺磁共振波谱仪、锁相放大器等一系列核心指标国际领先、稳定可靠的高端精密仪器，技术水平达到国际领先[1]，推动合肥市量子科技产业做大做强，构建以量子精密测量为核心的先进仪器产业集群；另一方面推动量子传感器在动力电池检测、生物磁测量、体外诊断、金属无损探伤等行业研究与部署，实现量子精密测量在前沿科学、生物医药、航空航天等诸多领域的广泛应用。建设量子精密测量合肥市技术创新中心，对加强量子精密测量领域关键共性技术研发、创新成果转化及产业化应用示范，推动发展国产仪器替代进口、解决“卡脖子”问题，保障国家安全都具有十分重要的意义。参考资料：[1]https://kjj.hefei.gov.cn/zwgk/tzgg/14939501.html

加拿大物理学家们首次利用量子力学克服了测量科学中的一个重大挑战。新开发的多探测器方法可测量出纠缠态的光子，实验装置使用光纤带收集光子并将其发送到由11个探测器组成的阵列。此项研究为使用量子纠缠态开发下一代超精密测量技术铺平了道路。 　　研究报告主要作者之一、多伦多大学物理系量子光学研究小组博士生罗泽马· 李称，新技术能利用光子以经典物理学无法达到的精度进行测量。此项研究成果在线发表在《物理评论快报》上。 　　现存最灵敏的测量技术，从超精确原子钟到世界上最大的望远镜，均依赖于检测波之间的干涉，这种干涉发生于两个或更多个光束在相同空间的碰撞。罗泽马及其同事使用的量子纠缠态包含N个光子，它们在干涉仪中均被保证采取同样的路径，即N个光子要么全部采取左手路径，要么全部采用右手路径。 　　干涉效应可用干涉仪进行测量。干涉装置的测量精度可通过发送更多的光子加以改善。当使用经典光束时，光子数目(光的强度)增加100倍，干涉仪的测量精度可提高10倍，但是，如果将光子预先设置在一个量子纠缠态，干涉仪在同等条件下的测量精度则同步增长100倍。 　　科学界虽已了解到测量精度可通过使用纠缠光子加以改善，但随着纠缠光子数的上升，所有的光子同时到达相同检测器的可能性微乎其微，因此该技术在实践中几无用处。罗泽马及其同事于是开发出一种使用多个探测器来测量纠缠态光子的新方法。他们设计了一种使用&ldquo 光纤带&rdquo 的实验装置，用以收集光子并将其发送到11个单光子探测器组成的阵列。 　　这使研究人员能够捕捉到几乎所有最初发送的多光子。罗泽马称，同时将单光子以及两个、三个和四个纠缠光子送入检测设备，测量精度可得到显著提高。 　　研究人员表示，两个光子好于一个光子，探测器阵列的效果则远远好于两个。随着技术的进步，采用高效探测器阵列和按需纠缠的光子源，此项技术可被用于以更高精度测量更多的光子。《物理评论快报》的评论指出，该项技术为提高成像和光刻系统的精度提供了一种行之有效的新途径。

中国科学技术大学郭光灿院士团队在量子精密测量的研究中取得重要进展。该团队李传锋、陈耕等人与香港大学同行合作，利用量子不确定因果序实现了超越海森堡极限精度的量子精密测量。研究成果于5月1日以“Experimental super-Heisenberg quantum metrology with indefinite gate order”为题发表在国际著名期刊《自然物理》上。 　　量子精密测量致力于把量子力学原理运用到各种测量任务中以实现超过经典极限的测量精度。海森堡极限被认为是利用量子方法和资源所能达到的最终极限。之前国际上曾有一些工作声称超越了海森堡极限，然而这些工作利用了非线性效应或者包含了含时的哈密顿量，引起了广泛讨论，最终被理论上证明在以能量等作为规范化资源定义的前提下仍然会遵循海森堡极限。 图1：量子不确定因果序的示意图。蓝色和红色路线经过两个门的时序不同且处于量子叠加态。 　　近年来，学术界提出一种新的量子结构，即量子不确定因果序。量子力学的叠加原理不仅允许不同量子本征态之间的叠加，也允许两个事件处于两个相反时序的量子叠加上(如图1所示)。这样一种新型的量子资源已经被证实可以在特定的量子计算和量子通信任务中提供优势，然而此前工作都是基于离散变量体系，未能直接应用于量子精密测量任务中。 　　李传锋、陈耕等人设计了一种全新的杂化(hybrid)量子装置，即用一个离散量子比特控制光子两组连续变量的演化时序，实验实现了不确定因果序，从而实现了对演化产生的几何相位的超海森堡极限的精密测量，即测量的不确定度δA反比于独立演化过程的次数N的平方(δA∝1/N2)。实验结果表明，这种新方法在实验演示的范围内获得了对确定因果序方法理论上的最高测量精度，即海森堡极限(δA∝1/N，图2中的蓝色虚线)的绝对优势，实验结果逼近了理论上的超海森堡极限(图2中的红色实线)。 　　该实验使用单个光子作为探针，不存在光子间的相互作用，且单次测量所需要的能量不超过单个光子的能量，从而实现了首个在规范化资源定义下超越海森堡极限的实验工作。实验实现的相对于确定因果序方法的提升可以直接转化为在实际测量任务中的现实优势。图2：实验的测量精度。黑色方点为N个独立演化过程的实验测量精度，红色实线为不确定因果序方法的超海森堡极限(δA=1/N2)，蓝色虚线为确定因果序方法的最高精度，即海森堡极限(δA=1/N)。 　　该实验对不确定因果序和量子精密测量的理解均带来了重要影响。中科院量子信息重点实验室已毕业博士研究生殷鹏、香港大学博士生赵晓斌为论文共同第一作者。该工作得到了科技部、国家基金委、中国科学院、安徽省、中国科学技术大学的资助。

测量是科学技术的基础，以量子精密测量为代表的先进测量技术成果不断涌现，必将进一步提高人类科技发展水平，变革生产制造模式，促进社会经济发展转型升级。但前沿技术的落地应用首先要弥合技术的信息鸿沟。国仪量子联合权威专家团队，与新能源、半导体、生命科学、医疗健康、能源勘探、航空航天、 基础科研、计量学等领域的一线行业伙伴，联合编撰了《量子精密测量行业赋能白皮书》。白皮书从用户维度出发，分为技术简介与产业应用两大版块，通过大量的案例切入行业痛点，并针对性提出赋能解决方案。完整白皮书欢迎扫码/点此下载作为国内量子信息产业化的引领者，国仪量子团队长期从事量子精密测量这一前沿技术的探索，并率先开启了量子信息产业化实践。通过白皮书，国仪量子希望让广大行业伙伴了解量子科技的最新成果和创新思维，共同将量子精密测量这一先进测量技术打造为服务产学研用的普惠技术。

1. 什么是量子产率？ 荧光量子产率是发射的光子数与吸收光子数之比，如下图所示。 图1 量子产率示意图 量子产率的大小可以表示物质的发光能力，量子产率越大，说明荧光材料的质量越好。依据量子产率可以对生物领域中的荧光探针进行开发和评估，同时助力于照明领域中有机EL材料和荧光物质的开发。量子产率的类型，按照测定的样品来分，有两种，固体量子产率和液体量子产率。按照量子产率测定方式，可以分为绝 对量子产率和相对量子产率。2. 固体量子产率测定2.1 测定装置固体量子产率的测定需要使用积分球附件，通过积分球的光收集效应，样品向各个方向发射的荧光都可以被检测到，保证荧光的准确测量。图2 量子产率附件日立荧光量子产率附件具有以下特点： i. 6阶动态范围的高精确度、高灵敏度测量，即使是量子产率较低的样品，也可以得到高精度测量。 ii. 有效的光谱校正功能，由于样品需要放置在积分球上进行测量，因此需要对积分球的波长特性进行校正才可以测定到准确的荧光量。积分球的校正比较困难，日立开发了一种简易有效的方法，利用扩散子和积分球的比例，进行校正。从而可以在200~800nm的宽波长范围内测定校正光谱。 iii. 高速扫描，对于有光敏性的物质，超高的扫描速度提高通量，有效测量其量子产率。 iv. 专用量子产率计算软件，易于选择计算范围，操作更便利。2.2 测定技巧对于量子产率较大的样品，一般指量子产率大于0.5的样品，需要考虑间接激发产生的量子产率。间接激发指的是没有被样品吸收的激发光反射到积分球内壁上，被积分球内壁反射再次激发样品产生荧光。图3 直接激发示意图通过将样品放置在积分球不同位置，以校正间接激发产生的量子产率，如图4所示。 通过对样品进行不同放置，获得直接激发的量子产率Φd和间接激发的量子产率Φi，利用公式（1）得到校正之后的样品实际量子产率Φ。图4直接激发样品位置（左）和间接激发样品位置（右）更多技巧点击：量子产率测量技巧检测仪器_检测方案_日立高新技术公司 (instrument.com.cn)总结：日立荧光量子产率测量附件具有高灵敏度和六位数的动态范围，即使样品量子产率比较低，也可以准确测定；高扫描速度，减少激发光对避免光敏性物质的影响；校正积分球的波长特性，确保结果准确；吸收池支架，实现液体量子产率的测定。

近日，市场监管总局、科技部、工业和信息化部、国务院国资委、国家知识产权局联合印发《关于加强国家现代先进测量体系建设的指导意见》（以下简称《指导意见》），提出一个出发点、十一项重点任务和六项保障措施。 《指导意见》指出，测量是人类认识世界和改造世界的重要手段，是突破科学前沿、解决经济社会发展重大问题的技术基础。国家测量体系是国家战略科技力量的重要支撑，是国家核心竞争力的重要标志。国际单位制量子化变革以来，开启了以测量单位数字化、测量标准量子化、测量技术先进化、测量管理现代化为主要特征的“先进测量”时代。据介绍，《指导意见》提出一个出发点，鼓励和引导社会各方资源和力量，构建国家现代先进测量体系，提升国家整体测量能力和水平，服务经济社会高质量发展。十一项重点任务主要包括建立先进量传溯源体系；优化计量基准标准和标准物质建设；加快先进测量技术研究；推动先进测量仪器设备的研发和应用；建设国家先进测量实验室；提升企业测量能力和水平；推进测量数据积累和应用；完善先进测量技术规范；优化先进测量技术服务；发挥质量基础设施协同推动作用；培养先进测量人才队伍等内容。六项保障措施包括加强组织领导、完善制度保障、加大财政支持、强化知识产权战略、普及先进测量理念、加强国际测量合作等六项具体措施。近年来，我国计量事业得到快速发展，国家整体测量能力和水平不断提升，获得国际互认的国家校准与测量能力达1779项，位居世界前列。《指导意见》作为国家现代先进测量体系建设的纲领性文件，对未来一段时间我国测量事业的发展具有重要的战略指导意义。作为以量子精密测量为核心技术、高端科学仪器为主营产品的高新技术企业，国仪量子将面向世界科技前沿和国家重大需求，加大关键核心技术攻关力度，为提高国家科技创新能力、促进经济社会高质量发展贡献力量。