导读
近百年前，诺贝尔物理学奖获得者海森堡提出“测不准原理”：微观世界中，你无法同时准确测得一个微观粒子的速度和位置。
打个比方，如果我们需要测量一杯热水的实时温度，最容易想到的方式是借助温度计。可是，温度计放入水中的那一刹那，它已使水温有所下降。虽然温度计很快就能测出一个温度值，但它只是我们关心的这杯热水温度的近似值。
科学发展至今，依赖高精度测量的领域越来越多。极弱信号、分子级空间分辨率、磁场通量……如何满足这些精度要求在单个微观粒子级别测量的需求？有科学家想到找神奇的量子帮忙。
从事量子精密测量研究的科学家调试设备 张端 摄
量子测量，也称量子传感，是指利用量子特性实现的超高精度传感测量技术，其要义在于基于对中性原子、离子、光子等微观粒子系统的调控和观测，提升传感测量的性能。
量子测量有个独特优势——利用微观粒子的固有性质测量物理量，无须依靠外部计量校准，测量更为可靠，兼具稳定性和准确性。目前，已有科学家探索利用量子干涉效应构造具有超高灵敏度的磁信号量子探测仪器，从而打造出一把“量子尺”。
在医学之外，量子测量从“上天”（航空航天）到“入地”（能源勘探），大显身手的领域还有很多。
2024年5月，英国科学、创新和技术部宣布，已在飞机上成功演示了基于量子的惯性导航系统。这是全球首次公开展示此类技术，标志着量子导航技术向实际应用迈出重要一步。
除增强导航能力外，量子精密测量还能观测到许多常规仪器无法感知的地球奥秘。把配有这把“量子尺”的传感器安装在近地轨道卫星或飞机、海上平台上，成像的精度、灵敏度就可大为提升。如果装在隧道或地下、水下结构中，还可能探测到重力场或磁场的细微扰动。
可以预见，不久的将来，越来越多的量子精密测量仪器将走出实验室，“量子尺”将为我们揭示更为广阔的世界。
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优秀奖
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