在國儀量子的應用中心，進(jìn)門(mén)最顯眼的一臺設備就是半人高的掃描NV探針顯微鏡。

　　“我們自主研發(fā)的這臺掃描NV探針顯微鏡，利用NV色心量子探針，能夠實(shí)現超高靈敏度、空間分辨率達10納米的微觀(guān)磁測量，為相關(guān)材料的深層次研究提供基礎?！眹鴥x量子傳感事業(yè)部總經(jīng)理許克標指著(zhù)磁盤(pán)成像結果向記者介紹。

　　10納米分辨率的顯微鏡，能洞察到怎樣的微觀(guān)世界？技術(shù)人員將磁盤(pán)樣品送至掃描NV探針顯微鏡測量平臺，綠色激光射入NV色心量子探針，一旁的屏幕上很快顯示出動(dòng)態(tài)變化的色塊，這是磁盤(pán)樣品表面納米尺度的磁場(chǎng)分布。運用量子精密測量技術(shù)，磁盤(pán)樣品表面的磁場(chǎng)分布“一覽無(wú)余”。

　　量子精密測量是一種利用量子特性突破經(jīng)典測量技術(shù)極限、實(shí)現更高精度物理量測量的技術(shù)，就像微觀(guān)世界中的一把精密度非常高的尺子，可以測到過(guò)去看不到的現象。例如，可用于鋰電池漏流檢測；用于定位芯片失效點(diǎn)位點(diǎn)，幫助芯片設計和研發(fā)；用于免疫檢測，可以提升腫瘤細胞的精準定量檢測精度。

　　業(yè)內人士認為，量子精密測量技術(shù)應用前景非常廣泛。它可應用于各類(lèi)超高精度和復雜情況的測量場(chǎng)景，也被認為是量子信息技術(shù)下一個(gè)“離產(chǎn)業(yè)最近”的方向，或將率先實(shí)現大規模產(chǎn)業(yè)化應用。據有關(guān)機構預測，到2035年，全球量子精密測量市場(chǎng)規模將增長(cháng)到39億美元。

　　但量子精密測量?jì)x器的研發(fā)并不是一帆風(fēng)順，測量精度不斷攀升的背后，是量子調控技術(shù)的持續研發(fā)和產(chǎn)品工程化的無(wú)數次嘗試。

　　“NV色心作為量子精密測量最前沿的技術(shù)之一，將其開(kāi)發(fā)為商用儀器沒(méi)有太多可參考的案例。圍繞NV色心技術(shù)，我們不斷嘗試、反復迭代，對量子探針以及配套的控制設備進(jìn)行了自主研發(fā)與集成優(yōu)化，研發(fā)出一整套量子精密測量操控設備和操作系統，最終實(shí)現量子精密測量?jì)x器的產(chǎn)品化與工程化?！痹S克標說(shuō)。

　　在攻克產(chǎn)品化基礎的操控技術(shù)后，測量?jì)x器還需要穩定、可靠。在實(shí)驗室的科研成果向真正能夠產(chǎn)業(yè)落地的設備產(chǎn)品轉化過(guò)程中，如何實(shí)現穩定量產(chǎn)同樣是塊“難啃的骨頭”。

　　量子精密測量的核心是金剛石NV色心量子傳感器的制造，包括金剛石生長(cháng)、離子注入、退火、微納加工以及裝配調試等多個(gè)精密工序，任何一個(gè)環(huán)節出現偏差都可能導致產(chǎn)品性能下降。

　　“各道工序中，傳感器的裝配既是設備完成精密測量的基礎，也是能否轉化為穩定量產(chǎn)產(chǎn)品、真正實(shí)現技術(shù)向產(chǎn)業(yè)轉化的重要環(huán)節?！痹S克標說(shuō)，和通常意義上的裝配不太一樣，掃描NV探針顯微鏡的傳感器包含大量極小尺寸的零部件，例如傳感器尖端直徑可小到200納米，相當于一根頭發(fā)絲的三百分之一，其安裝涉及微納加工工藝，對裝配提出了極高的要求?！盀榱藢?shí)現穩定的高性能產(chǎn)品制造，我們組織了專(zhuān)業(yè)的工程化團隊，針對各個(gè)工序逐個(gè)攻克，進(jìn)行了無(wú)數次的實(shí)驗改進(jìn)，最終完成了一整套能夠保持一致性與穩定性的裝配工藝，實(shí)現量子傳感器的批量制造?！?/p>

　　持續的創(chuàng )新與探索使得國內量子精密測量產(chǎn)業(yè)不斷推進(jìn)。量子精密測量是正處于產(chǎn)業(yè)起步階段的前沿尖端技術(shù)，多方合作也為中國精密測量的發(fā)展獲得了與國際同行站在同一起跑線(xiàn)的機會(huì )。

　　“量子精密測量的發(fā)展，還需要培育一批配套企業(yè)，形成產(chǎn)業(yè)鏈，共同提高工程化水平。作為中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的成果轉化企業(yè)，我們也希望能夠投身到中國量子精密測量?jì)x器的發(fā)展中，為我國測量產(chǎn)業(yè)以及更廣泛的工業(yè)領(lǐng)域作出更多貢獻?！眹鴥x量子董事長(cháng)賀羽說(shuō)。