量子技术进入应用市场

新技术正在扩展“技术”本身的边界，将“技术”带入一个新的维度。德国《弗劳恩霍夫协会杂志》(Fraunhofer. Das Magazin)2020年第4期刊登电子物理/光学博士Robert Bauer的一篇专业文章，介绍量子技术进入市场的应用情况，其主要观点是：量子技术将会改变几乎所有行业与制造业；量子传感技术是定义测量精度新“边界”的一个例证；量子测量传感技术能够防止资源浪费。以下为该文内容摘录：

传感器技术是当今和未来行业的关键，无论是物流、生产还是过程自动化，都需要传感器进行监视、检测、测量、保护和保存数据。传感器解决方案推动了数字化和创新，软件的快速开发（例如“增强现实Augmented Reality” 和“深度学习oder Deep Learning”软件）创造了新的软件工业4.0的机会。

工业应用对传感器系统提出了很高的要求，迫使传感器硬件不断发展和完善，处理器性能的极大提高不断带来全新的传感技术解决方案。量子技术将给所有行业带来重大变化：从汽车行业到化学工业再到金融领域。量子技术的商业化已经开始启动，将在未来几十年内延续下去，成为一场“马拉松”长跑竞赛，应用研究部门、工业界以及政府决策部门需要做好充足的准备。

1.量子效应创造全新的测量方式

量子效应通过利用各个量子之间的关系实现了全新的测量方法。量子技术正在改变原来的技术“边界”：在以前无法测量特定信号的地方，现在可以使用量子效应从信号噪声中捕捉到更多微小信号，量子可以同时采取不同的状态（“叠加”）或者说量子可以几乎同时在不同位置存在。另外，借助数字化手段可以在单个量子水平上进行统计评估，组合上述技术可以将测量精度推向新的高度。这使量子传感器成为工业未来的关键技术，并为现有测量技术方面的挑战提供解决方案。

2.量子传感器技术是一项关键技术

德国SICK公司借助量子传感技术拓展了其核心业务，也是该公司取得成功的关键。在1950年代，欧文·西克（Erwin Sick）发明了一种可用于测量烟囱中烟雾密度的设备，通过这种设备可以测算有害颗粒和气体含量，从而确定排放上限，减少排放对环境的影响。 SICK目前正在德累斯顿提供用于粉尘测量技术的传感器解决方案，新的设备上安装有量子传感器组合。与数字传感器解决方案结合使用可通过评估传感器数据来提供其他信息，这使得在实时条件下可以以极低的密度对极小的颗粒进行分类。

3.量子传感器进入应用市场

量子传感器能够测量尺寸为五分之一微米的颗粒，传感器记录有关颗粒大小、颗粒分布、颗粒浓度、速度和方向的数据。使用量子传感器使得在半导体工业中可以检测到机器本身产生的污染物，这在以前是无法通过在线对此进行检测，现在可以实现实时记录数据并防止出现物量（Yieldproblem）问题。此外，可以连续实时测量粉末生产过程中的最小颗粒，例如在水泥工业中，颗粒大小对最终产品至关重要，如果颗粒尺寸不正确，则混凝土在后期会无法达到其预期强度。传统的方法是定期取样并在实验室中进行了分析，这可能需要几个小时，如果结果不令人满意，则不得不批量处理这些已经生产出来的“废”产品，现在使用量子传感器可以实时进行分析，可以避免资源的浪费，并且可以在世界任何地方随时在线调取相关数据。

除了半导体行业和水泥行业外，公共建筑也是量子测量技术广泛可用的潜在领域：例如，量子传感器将能够检测出地铁中粉尘极限值并可以最佳对地铁通风系统进行控制。

文章最后指出，很多其他的领域都可以应用上量子技术，在量子技术转化到市场应用过程中，竞争非常重要，单个企业无法建立起量子应用市场，竞争才能促进这个行业的繁荣。