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展望2025年:量子测量行业政策、产业链情况及相关企业玩家
发布日期: 2024-12-24 02:01:42

展望2025年:量子测量行业政策、产业链情况及相关企业玩家

1、量子测量行业概述

量子测量对外界物理量变化导致的微观系统量子态变化进行调控和观测,实现精密传感测量,精度、灵敏度和稳定性等核心指标比传统技术有数量级提升。主要技术方向包括用于新一代定位/导航/授时的光学原子钟、光学时频传输、原子陀螺仪与重力仪等,以及用于高灵敏度检测与目标识别的光量子雷达、磁场精密测量、物质痕量检测等。主要应用场景涵盖国防军工、航空航天、地质/资源勘测和生物医疗等众多行业领域,多种样机产品进入实用化与产业化阶段。

2、量子测量行业政策

2024年7月,二十届三中全会《中共中央关于进一步全面深化改革推进中国式现代化的决定》 加强关键共性技术、前沿引领技术、现代工程技术、颠覆性技术创新,加强新领域新赛道制度供给,建立未来产业投入增长机制,完善推动新一代信息技术、人工智能、航空航天、新能源、新材料、高端装备、生物医药、量子科技等战略性产业发展政策和治理体系,引导新兴产业健康有序发展。

2024年5月,网信办等三部门《信息化标准建设行动计划(2024-2027)》布局新兴技术领域标准。……加快量子信息标准布局,推动术语、功能模型、参考架构等基础通用标准研制,开展量子计算、量子通信、量子测量等关键技术标准研究。

2023年8月,工信部等四部门联合发布《新产业标准化领航工程实施方案(2023-2035 年)》。方案对量子信息领域标准化工作提出明确指导意见:开展量子信息技术标准化路线图研究。加快研制量子信息术语定义、功能模型、参考架构、基准测评等基础共性标准。聚焦量子测量领域,研制量子超高精度定位、量子导航和授时、量子高灵敏度探测与目标识别等标准。

2022年3月,科技部发布《“十四五”国家重点研发计划“地球观测与导航”重点专项2022年度项目申报指南(征求意见稿)》。2022年2月,科技部发布《“十四五”国家重点研发计划“基础科研条件与重大科学仪器设备研发”重点专项2022年度项目申报指南(征求意见稿)》。2022年1月,国务院印发《计量发展规划(2021-2035)》,提出加强计量基础和前沿技术研究。实施“量子度量衡”计划,重点研究基于量子效应和物理常数的量子计量技术及计量基准、标准装置小型化技术,突破量子传感和芯片级计量标准技术,形成核心器件研制能力。研究人工智能、生物技术、新材料、新能源、先进制造和新一代信息技术等领域精密测量技术。

3、量子测量行业产业链情况

量子测量具备技术方向多元、应用场景丰富、产业化前景明确的特点。量子测量各技术方向的发展成熟度有较大差异,既有原子钟、原子重力仪等已成熟商用产品,也有量子磁力计、光量子雷达和量子陀螺等处于工程化研发和应用探索阶段的样机产品,还有量子关联成像、里德堡原子天线等尚处于系统技术攻关的原型机。

近年来,随着量子测量技术和应用的不断发展,国内外均有相关初创企业不断涌现,传统行业企业也在量子测量不同技术方向加大布局推动力度,以上游基础材料器件系统、中游系统样机产品和下游多领域行业应用组成的产业链基本形成。

量子测量行业产业链

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资料来源:普华有策制图

(1)量子测量行业上游现状及影响

量子测量产业链上游主要是系统研发所需的基础材料、元器件和支撑系统提供商。基础材料包括高纯度同位素材料、金刚石、性气体等;元器件主要包括激光器、原子气室、光学系统元器件、电子元器件、线缆等;支撑系统主要包括磁屏蔽、真空、低温、隔振等环境保障;量子测量上游厂商在欧美集中度较高。现阶段量子测量技术路线多元,上游原料、器件差异性大,给上游整合和优化带来挑战。未来,供应链发展需要科研机构和企业积极推动产学研合作,促进上下游协同创新,通过共同研发、技术转让、联合生产等方式,逐步实现供应链整合和优化。此外,建立行业标准和规范也是推动量子测量供应链培育和发展的重要手段,通过制定技术标准和检测体系,推动上游材料和器件的标准化,可降低供应链企业成本和风险。

(2)量子测量行业中游发展现状分析

行业中游主要包含各种技术方向的系统设备提供商。目前可以商用的量子测量设备产品包括量子时钟、量子重力仪、量子磁力计及其衍生产品、光量子雷达等。

冷原子钟多用于计量、授时、基础科研等场景,同时其设备结构复杂、体积庞大,产业化程度较低。热原子钟已经广泛应用于通信、电力、卫星导航等领域,成熟度和商业化成熟度最高。近年来,芯片级的热原子钟成为产业界关注的热点逐步实现工程化样机向商用产品的迭代演进,如果成本可以进一步降低,有望替代现有高精度晶振并改变现有时频网络体系架构。分子钟是近年来提出的一种新型量子时钟,利用惰性气体的振动谱特性,有望实现千秒稳 10-11~10-13 量级,纯电学元件驱动,无需光学器件和恒温加热系统,对磁场不敏感,易实现芯片化,未来应用前景广阔。

量子重力仪目前已实现集成化、可移动、自动化控制,未来还需要实现小型化和降低成本。

量子磁力计近年来发展迅速,也随之衍生出一系列新型测量传感设备,如脑磁图仪、心磁图仪、量子扫描显微镜、量子电流互感器等,商业化成熟度方面正在快速提升。

量子雷达主要分为两种,一种是基于单光子探测的光量子雷达,另一种是基于量子纠缠、压缩等原理的量子干涉雷达、量子照明雷达和量子增强雷达。前者已经实现商用,后者仍处于原理验证阶段。光量子雷达在环境监测,道路交通、气象测绘等诸多领域具有广阔的应用前景,市场驱动力较大。

其他量子测量产品如量子惯性导航系统和原子天线等,在国防军工等领域有重要战略价值,但是产品成熟度还有待提升。

(3)量子测量行业下游应用

行业下游主要包括国防军工、环境监测、定位导航、基础科研、生物医疗等领域。

当前量子测量技术产品已经成为传统传感测量领域的有效补充和增强技术方案,未来随着样机产品性能指标、工程化水平和体积成本的进一步优化,有望成为超越现有传感测量手段的下一代技术方案演进方向。但也需要看到,大多数量子测量技术仍主要处于实验室研发和原型机攻关阶段,如何走出实验室,在工程化应用场景中实现落地样机整体能力指标如何满足实际场景中全方位应用需求,仍是需要产业界和学术界开展协同推动并突破的科技成果转化瓶颈。当前,量子测量技术的商业价值尚未完全显现,社会资本的投入力度有限,主要依靠公共研发资金支持,加大量子测量领域创新创业的支持力度也是未来推动商业化应用的必要条件。

4、量子测量行业相关企业玩家

(1)成都天奥电子股份有限公司

天奥电子由中电十所控股,目前旗下单位在量子雷达、量子成像、量子导航等方面开展了大量前沿性基础研究和关键技术攻关。主要从事时间频率、北斗卫星应用产品的研发、设计、生产和销售。时间频率产品包括频率系列产品和时间同步系列产品两类,主要应用于航空航天、卫星导航、军民用通信及国防装备等领域。

(2)国仪量子技术(合肥)股份有限公司

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,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。

(3)国耀量子雷达科技有限公司

国耀量子是一家从事近红外到中红外光量子雷达研发、生产、销售的企业。面向大气环境污染排放监控、大气气象变化监控、城市智慧交通出行、机场气象变化监控保障、国防军事应用、科研教学实验等需求,公司为用户提供网格化监测的软硬件解决方案。

(4)安徽省国盛量子科技有限公司

国盛量子致力于常温固态量子传感产品的自主研发与产业应用。核心产品为金刚石量子磁力仪、金刚石量子温度探针、金刚石量子显微镜,并以此为基础开发量子电流测量设备、量子电能测量模组、量子平面裂纹检测仪、量子笔试裂纹检测仪、量子管道裂纹探伤仪等系列产品。

(5)中科酷原科技(武汉)有限公司

中科酷原是国内首个同时具备原子量子计算和量子精密测量研发和产业化能力的公司,致力于成为国际领先的量子技术行业领导者。量子精密测量产品包括高精度紧凑型量子绝对重力仪、便携性原子量子重力仪、原子重力梯度仪。

(6)成都中微达信科技有限公司

中微达信主要致力于量子精密测控、量子传感器和基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的高效能实时计算平台的研制。

(7)北京未磁科技有限公司

未磁科技自成立以来以原子磁力计核心技术为平台,实现了底层技术和核心器件的完全自主可控,并瞄准心血管重大疾病精准检测和脑科学领域进行商业应用落地,率先成功研制了完全自主知识产权的心磁图仪高端医疗影像器械及脑磁图仪系统解决方案,获批脑磁图仪和心磁图仪医疗器械注册证。

(8)中科启迪光电子科技(广州)有限公司

中科启迪光电子专注于量子精密测量与传感技术研发;时频同步产品研发、制造以及北斗导航终端应用,拥有自研的时间频率核心关键技术和从晶振、原子钟到区域授时系统的完整产品链,能够为全行业提供端到端时间频率同步产品和方案。

2025-2031年量子测量行业深度调研及投资前景预测报告涵盖行业全球及中国发展概况、供需数据、市场规模,产业政策/规划、相关技术/专利,竞争格局、上游原材料情况、下游主要应用市场需求规模及前景、区域结构、市场集中度、重点企业/玩家,企业占有率、行业特征、驱动因素、市场前景预测、进出口数量/金额/地区/国家、投资策略、主要壁垒构成、相关风险等内容。同时北京普华有策信息咨询有限公司还提供市场专项调研项目、产业研究报告、产业链咨询、项目可行性研究报告、专精特新小巨人认证、市场占有率报告、十五五规划、项目后评价报告、BP商业计划书、产业图谱、产业规划、蓝白皮书、国家级制造业单项冠军企业认证、IPO募投可研、IPO工作底稿咨询等服务。