2024量子精密测量产业发展展望

2024 全球量子精密测量产业发展展望 2024/02 量子信息年度系列报告 作为第二年发布量子精密测量产业报告，2024版报告涵盖了量子时钟、量子磁力计、量子重力仪和量子雷达等技术与产品，由于2023版量子精密测量报告中我们已对这些主要技术进行过介绍，本次报告我们重点关注量子精密测量技术在过去一年中的主要进展及其对各个领域的影响。 我们制作行业研究报告的目的，是为政策制定者、研究开发人员、商业人士等提供关键的信息参考，以及我们的观点，以支持他们在这一迅速变化的技术和商业环境中做出明智的决策。 本报告通过深入的技术评估和市场分析，呈现出量子精密测量领域当前状态，以及未来发展趋势的多维视角。我们从整机系统出发，系统的介绍了2023年不同量子测量技术或产品及其上游领域的具体进展，并针对其不同进展给出了未来发展方向的对应预测。同时，本报告基于产业发展的角度给出了不同量子精密测量设备当前以及未来发展的具体应用场景。下游市场的广泛应用不仅标志着量子对于精密测量与计量科学的巨大效用，对与行业中的供应商来说，也预示着新的商业机会和挑战。 随着技术的进步和产业的发展，本次报告中，我们更多地关注了量子精密测量技术的商业化进程，包括市场潜力，对行业应用的展望，以及面临的主要挑战和机遇。 我们相信，量子精密测量技术的发展将不仅仅是科学上的突破，更是逐渐改变我们社会生活方式的重要力量。我们期待与各位读者共同见证量子技术在未来几年中的变革和成就，也感谢大家对我们研究工作的关注和支持。 ICV前沿科技咨询总监、高级副总裁：JudeGreen 01本报告体现的内容和阐明的观点力求独立、客观，本报告中的信息或所表述的观点均不构成投资建议，请谨慎参考。 02本报告旨在梳理和呈现2023年度内全球与量子细分技术和产业领域发生的重要事件，涉及数据及信息以公开资料为主，以及对公开数据的整理。并且，结合发布之时的全球经济发展状态，对短期未来可能产生的影响进行预判描述。 03本报告重点关注2023年1月1日至2023年12月31日间量子细分行业发生的相关内容，以当地时间报道为准，以事件初次发布之时为准。对同一内容或高度相似内容的再次报道，若跨年度，不视为2023年发生的重要事件。 04本报告版权归ICVTA&K和光子盒所有，其他任何形式的使用或传播，包括但不限于刊物、网站、公众号或个人使用本报告内容的，须注明来源（2024全球量子精密测量产业发展展望[R].ICVTA&K&光子 盒.2024.02）。本报告最终解释权归ICVTA&K和光子盒所有。 05任何个人和机构，使用本报告内容时，不得对本报告进行任何有悖原意的引用、删减和篡改。未经书面许可，任何机构和个人不得以任何形式翻版、复制、发表、印刷等。如征得同意进行引用、转载、刊发的，需在允许范围内。违规使用本报告者，承担相应的法律责任。 06本报告引用数据、事件及观点的目的在于收集和归纳信息，并不代表赞同其全部观点，不对其真实性负责。 07本报告涉及动态数据，呈现截至统计之时的情况，不代表未来情况，不够成投资建议，请谨慎参考。 本篇报告由全球前沿科技咨询机构ICV邀请中国量子科技服务平台光子盒联合撰写和发布。感谢包括但不限于以下公司给予技术和素材的支持： Contents 目录 01.2023产业发展概览5 02.整机系统10 03.核心组件24 04.行业应用30 05.投融资37 06.供应商评价44 07.产业分析与预测53 08.产业展望70 09.附件77 01 2023产业发展概览 01 目录2023产业发展概览 01.产业已进入多元化发展周期 02.产业链相关企业逐年增多 03.下游应用市场前景广阔 01产业已进入多元化发展周期 2023年，量子精密测量领域呈现多样性和分散性。各领域发展路线多元，从量子陀螺仪到量子电场强计、再到量子加速度计，各自处于不同阶段，反映了科研进展和应用需求的多元化。不同物理量的量子传感器成熟度存在差异，量子陀螺仪尚未展现优势，量子电场强计相对成熟，差距反映了技术挑战和商业应用的不同情况。 传感器产业利润 图表2023年精密测量产业发展周期示意图 量子时钟 消费级量子传感器阶段 量子电场强计量子加速度计 量子重力仪量子磁力计量子增强雷达 专用级量子传感器阶段 旧的行业竞争格局稳定后，新一轮的技术创新开始孕育 少数企业探索新产品及服务模式，大部分客户及参与者持观望态度 客户需求与行业供给达到适配，行业引爆点开始出现 客户人数、购买频次与金额接近峰值 企业间不断整合，市场出清，行业逐渐进入长治久安阶段 量子陀螺仪 量子优越性探索阶段实验室样机演示阶段 工业级量子传感器阶段 变革期起步期成长期成熟期 技术成熟度 衰退期 •由传感器领域成熟企业与初创企业共同引导，完成初步概念验证 •相比于MEMS等经典陀螺仪，量子陀螺仪在实际应用中尚未展现出量子优势 •代表企业：North •初创企业及大量科研机构开始加入硬件研发行列，样机尺寸、功率超过经典传感器 •量子电场强计技术较为成熟，仅缺乏相关标准制定；量子加速度计已有工程样机 •代表企业：M •各技术路线的专用量子传感器不断涌现，并且在某些参数指标上对比经典传感器有较大的优势 •该阶段产品具有高动态可靠性；高精度；高成像分辨率；抗干扰能力强等优势 •传感器开始小型化、集成化，并且参数指标上对比经典传感器有数量级的优势 •主要由下游新应用场景的需求驱动产业链进一步细化，产业链上游话语权增加，产线扩张直至供需平衡 •全系统集成的新测量方案，可搭配经典系统使用，适配量子传感器网络，设备芯片化、可手持，参数比经典传感器好3个数量级以上 •在成本可控的前提下，量子传感器与经典传感器多为替代关系， Groumman、 Squared、清远天 •代表企业：国盛量子、•代表企业：天奥电子、 少部分将与经典传感 Twinleaf、AOSense之衡 微伽量子、中科酷原 Microchip 器互补共存 |VersionFeb2024 未来，不同量子传感器之间的成熟度差异将逐步缩小，技术的不断创新将成为推动产业发展的主要动力，跨领域的合作将进一步加强，解决特定领域的技术难题，推动整个产业向成熟和商业化迈进。未来量子精密测量将进一步以技术创新、标准完善和市场扩展为主导，合作推动技术实用化，标准制定提高可比性，量子传感器逐渐小型化和集成化推动产业链向前发展。各领域发展趋向协同，形成更完善的生态系统。技术突破将主导整体趋势，跨领域合作解决技术难题，推动产业向成熟和商业化迈进，取得显著成果。 02产业链相关企业逐年增多 新版产业生态概览图较此前ICV发布版本，新增若干企业logo，在结构上也做了新的调整。 图表量子精密测量产业生态概览 测控线路器件仪器 低温设备真空系统 单光子探测器 激光器 赋能技术 磁体/超导磁体材料 时间测量设备 重力测量设备 磁场测量设备 目标识别设备 中游整机 惯性测量设备其它 卫星导航 通信 医疗 军事国防 下游应用 科学研究 |VersionFeb2024 03下游应用市场前景广阔 量子精密测量技术在各领域的下游应用市场展现出广阔的前景。从2023年到2035年，不同领域对于量子精密测量的需求逐渐增长，呈现出多元化的应用场景。 首先，对于一些低市场规模的应用，如网络时频管理、心理健康治疗等，虽然市场规模相对较小，但量子精密测量的高精度和灵敏度为这些领域带来了更为精准的数据和解决方案，为技术的逐步商业化提供了契机。特别是在老年痴呆症治疗、气候变化对抗等领域，量子精密测量的精确诊断和数据采集能力将成为未来关键技术，推动这些领域的创新和发展。 其次，随着技术的不断成熟，大规模商业化的领域也将在未来几年逐渐崛起。例如，航空交通管制雷达、无卫星导航、卫星导航等领域对于高精度测量的需求逐渐增大，量子精密测量技术将在这些领域发挥更为重要的作用。而在深海探测、电池改良、智能驾驶等领域，量子精密测量的高灵敏度和高精度将成为技术突破的助推器，为产业的不断升级提供动力。 最后，2023年至2030年之间，量子雷达技术的应用也将逐渐拓展。量子雷达的高分辨率和高灵敏度使其在国防安全、环境/能源监测、航空交通管理雷达等领域具有独特优势。预计随着技术的进一步发展，量子雷达将在未来成为下一代雷达技术的重要组成部分。 图表精密测量产业应用时间及市场规模概览 lmagers 2035 Quantumradar SignificantLarge Moderate Small Minimal Magnetic Combatingclimatesensors change 2030 Brain-computerinterface Intelligentdriving AugmentedRealityandVirtualRealityProducts 2027 Dementiamanagement Defence&Security Navigationwithoutsatellies Gravity,accelerationandrotationsensors Improvedbatteries NetworkDeep-seaexplorationlnfrastructure 2023 Mentalhealththerapies BrainCivilengineering imaging（transport/housing/utilityrepairs） Enyironment/energy （CCS/oil/gas/mining） Conventianalradarsforsaterairtrafficcontrol Fintech Precisianagriculture （u/groundwater） Satellitenavigation AtomClock Networkmanagement |VersionFeb2024 02 整机系统 02 目录整机系统 01.量子时频 02.量子磁力计 03.量子重力仪 04.量子加速度计&陀螺仪 05.量子雷达 06.量子场强计 07.软件算法平台 01 2023年量子时频测量进展 量子时频 CPT原子钟 •中国首条芯片级原子钟生产线在天津华信泰科技有限公司落成投产，年产能力可达3万台。 冷原子钟 •Infleqtion的原子钟Tiqker荣获军事+航空航天电子创新者白金奖。该产品是一种原子频率基准，具有在多个领域广泛应用的潜力， 包括智能电网、金融时间戳、科学测试等。 量子时钟 原子钟作为一种相对成熟的量子精密测量产品，具有高度准确和稳定的时间测量能力。目前光学原子钟技术正迅速拓展其应用领域，涵盖了铁路移动通信、数据中心、国防和科学测量等多个行业。这一趋势表明光学原子钟不仅在科学实验室中有着卓越表现，还逐渐走向实际应用，为不同行业提供精准的时间测量和同步服务。 铷钟/铯钟/氢钟 •Microchip发布的5071B型铯原子钟可在失去卫星信号后仍可提供保持长达数月100ns的精确时间； •AdtranOscilloquartz推出采用卫星时间和定位技术的新同步解决方案可确保在卫星信号中断的情况下也能恢复功能。 光钟 •中国科大的研究团队，成功研制了万秒稳定度和不确定度均优于5×10-18（相当于数十亿年的误差不超过一秒）锶原子光晶格钟。该成果对未来实现远距离光钟比对、建立超高精度的光频标基准和全球性光钟网络奠定了重要的技术基础。 在原子钟的发展过程中，持续提升性能是关键的趋势之一。针对光学原子钟，不断提高频率稳定性和延长保持时间是研究和发展的主要方向。这种性能提升旨在满足不同应用领域对更高精度和更长时间同步的需求，为用户提供更可靠的时间基准。 原子钟技术在面对GNSS漏洞和网络攻击时的可靠性和安全性成为行业关注的焦点。随着对全球导航卫星系统（GNSS）的依赖增加，对其受到