人类历史首次成功！超冷原子传感技术成功检测太空环境变化【附量子信息技术赛道观察图谱】

图源：摄图网

瞻观前沿

8月14日，美国国家航空航天局的冷原子实验团队利用原子干涉仪等量子传感工具，成功测量了国际空间站的细微振动。这是科学家首次使用超冷原子检测太空环境的变化。相关论文发表于13日出版的《自然·通讯》杂志。

原子干涉仪可精确测量重力、磁场和其他力。科学家一直在地球上利用该传感器研究重力的基本性质，促进了飞机和船舶导航技术的发展。他们也渴望在太空中应用该技术，因为太空的微重力环境可延长测量时间，并获得更高灵敏度。但原子干涉仪此前无法单独在太空长时间运行，在最新研究中，冷原子实验室的原子干涉仪做到了这一点。

2018年，冷原子实验室进驻国际空间站。科学家希望将其长期置于低地球轨道的微重力环境，通过相关研究推进量子科学发展。该实验室能将原子冷却到几乎绝对零度。在此温度下，一些原子会形成玻色—爱因斯坦凝聚态（BEC）。在BEC下的原子处于相同量子态，其微观量子特性会变得宏观，更便于科学家开展相关研究。在微重力环境下，BEC可以达到更低温度并存在更长时间，为科学家提供了更多研究机会。其中的原子干涉仪是利用原子的量子特性进行精确测量的传感器之一。

研究人员表示，对引力进行精确测量可提供更多关于暗物质和暗能量本质的信息。原子干涉仪也可利用全新方式检验爱因斯坦的广义相对论。

技术价值观察

超冷原子传感技术的应用为太空环境探索开辟了新途径，量子科学因此受益。该技术位于量子信息产业重大突破。当前，量子信息产业链从上游到下游主要包含基础光电元器件、量子通信核心元器件、量子通信传输干线、量子系统平台、以及应用层五个环节。其中基础光电元器件和核心设备是支撑起量子通信的技术和硬件基础;量子传输干线是实现远程量子通信及量子网络的传输渠道;量子系统平台主要负责对信息进行整合处理并根据需求做出相关指令，是维护整个系统健康运转的软件基础;应用层则为量子信息产业化的下游，主要为军事国防、政务、金融、互联网云服务、电力等领域的应用。

宏观市场观察

量子测量：逐步走向商业应用

量子测量是距离实用化最近的量子技术方向，传感单元是量子态制备、操控和测量的载体，根据物理媒介和制备操控方式不同，存在冷原子、热原子蒸气、氮空位(NV)色心、里德堡原子、量子纠缠、单光子等多种技术路线。国内外研究机构和初创企业在陆续推出了冷原子钟、重力仪、磁力计、光量子雷达等样机和产品，并逐步走向商业应用。

产业商业化进一步成熟，量子磁力计和量子时钟占据主要市场

数据显示，2022年，全球量子精密测量市场规模达到13.27亿美元，产业整体初具规模。未来随着量子信息科技的发展，会有更多的量子精密测量设备可能会让市场进一步扩大，预计2030年，量子精密测量市场数据增长到25.27亿美元。

量子精密测量市场主要包括量子时间测量、量子磁场测量、量子重力测量、以及其他量子精密测量仪器。具体来看，2022年，量子磁场测量仪器(量子磁力计)市场份额排名第一，为41%，其次为量子时间测量仪器(量子时钟)，市场占比34%。

中国量子信息技术赛道热力图

根据前瞻产业热力图显示，与量子信息关键技术强关联的城市集群主要集中在华南、华中地区，并且以广东省为重点发展区域，未来布局量子信息技术及其他相关技术的发展路径，极大可能性在于华南、华中优先导入，其中可重点关注广东省深圳市福田区、湖南省长沙市开福区、广东省广州市天河区、四川省成都市金牛区、安徽省合肥市蜀山区所处量子信息的相关企业，以及该地方对于量子信息产业发展投资环境、供给市场的潜力空间。

前瞻经济学人APP资讯组

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《量子信息产业技术趋势前瞻及投资前景分析报告》

同时前瞻产业研究院还提供产业新赛道研究、投资可行性研究、产业规划、园区规划、产业招商、产业图谱、产业大数据、智慧招商系统、行业地位证明、IPO咨询/募投可研、专精特新小巨人申报等解决方案。在招股说明书、公司年度报告等任何公开信息披露中引用本篇文章内容，需要获取前瞻产业研究院的正规授权。

更多深度行业分析尽在【前瞻经济学人APP】，还可以与500+经济学家/资深行业研究员交流互动。更多企业数据、企业资讯、企业发展情况尽在【企查猫APP】，性价比最高功能最全的企业查询平台。