編者按
“遇事不決,量子力學。”這句謔語的背后,隱喻著量子力學這一前沿科技在公眾面前的深奧與神秘。然而,盡管看似遙不可及,量子科技——尤其是量子信息產業化的步伐已然開啟,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。
為還原量子科技產業化真相,《中國科學報》通過走訪科學家、創業者和投資方,推出系列報道,深入探究上述三大賽道的技術現狀、產業前景等。
2016年12月底創立,5年時間融資5輪,最近一輪(C輪)融資數億元人民幣,估值達70億元,這家公司就是國儀量子——孵化自中國科學技術大學的量子精密測量儀器產業初創公司。
訊飛創投投資總監孫嘯天憶起對國儀量子的投資,至今猶記當年的興奮。2018年3月,該投資團隊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輪領投方,訊飛創投給這個當時創立僅1年多的團隊投出4000萬元。
這些數字的背后,是量子精密測量技術落地應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”創業者,曾就讀于中國科學技術大學少年班。2016年從中國科學技術大學杜江峰院士團隊出來創辦國儀量子時,已經是他第三次投身創業,“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《中國科學報》介紹,“最小意味著它能測量一些我們用現代儀器測不到的信號,比如微弱的磁場、神經元放電、血液中的分子標識物等等,它是打開微觀世界的一把鑰匙。”
物質的電磁場、溫度、壓力等與量子體系發生相互作用后會改變其量子狀態,而通過對這些變化后的量子態的檢測,就能實現對物質環境參數的高靈敏度測量。量子精密測量就是基于量子力學基本特性——如量子相干、量子糾纏、量子統計等,實現對物理量測量的一項技術。如今量子態操控技術已趨成熟,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,借助它就可以實現對諸如壓力、溫度、磁場乃至時間等各物理量更精密的測量,因此又稱“量子傳感”。
不僅如此,量子糾纏還可以進一步提高測量靈敏度。
假設讓N個“量子尺子”的量子態處于一種糾纏態上,外界環境對這N把量子尺的作用就會相干疊加,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典力學的散粒噪聲極限,并提高了倍數,是量子力學理論范疇內所能達到的最高精度——海森堡極限。
“換道超車”的機會
基于量子精密測量技術研制的儀器,相比一些傳統科學儀器是“降維打擊”,因為科學儀器天然追求更高靈敏度和更高精度。這在賀羽看來,給了國產科學儀器研制“換道超車”的機會。
高端科學儀器是科學研究、工程探測、醫療診斷等不可或缺的重要工具,但由于精密儀器技術要求高、制造難度大,全球范圍內只有來自發達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口,讓包括中國在內的許多國家不得不付出高價的同時還要仰人鼻息,可謂“天下苦壟斷廠商久矣”。
量子精密測量技術在科學儀器方面的落地應用,正在改變這一尷尬現狀。“我們研制的不少儀器一經推出就是‘世界首臺’,不僅樹立了國儀量子的品牌,也奠定了國產高端儀器打破國外科學儀器巨頭壟斷的基礎。”賀羽說。
賀羽形容量子精密測量儀器是一個“鼎新帶動革故”的創業賽道。他介紹,基于量子精密測量技術,國儀量子瞄準高端儀器市場缺口,錨定人有我優、人無我有的“為國造儀”理念,展現了新技術的競爭力。