Kwantumfysica is een van de meest belovende nieuwe onderzoeksgebieden. Theoretisch zet het ons gedurende enige eeuwen moeizaam opgebouwde begrip van de natuur geheel op losse schroeven en ten tweede leidt dit nieuwe inzicht de mensheid naar baanbrekende technologische vernieuwingen, zoals kwantumcomputers, kwantumcommunicatie en kwantumradar. Bijna al deze technologieën kunnen niet buiten kwantummeting.
Screenshot van een video over kwantummeting; foto Bilibili (disclaimer)
Overzicht
Kwantummeting, ook bekend als kwantumdetectie, is een van de drie kerngebieden van kwantumtechnologie. Het verwijst naar de ultra-precieze meettechnologie die wordt gerealiseerd door gebruik te maken van kwantumfysica. De essentie is gebaseerd op de regulering en observatie van microscopische deeltjessystemen zoals neutrale atomen, ionen en fotonen om de prestaties van detectie te verbeteren. In tegenstelling tot traditionele sensoren die gebaseerd zijn op de principes van de klassieke natuurkunde, hebben kwantumsensoren de kenmerken van ultrahoge precisie, hoge gevoeligheid, ultrasnelle responsiesnelheid, enz., met behulp van kwantumsuperpositie, kwantumverstrengeling en andere kwantumkenmerken. Ze kunnen het nauwkeurigheidsplafond van traditionele sensoren doorbreken en de uiterst nauwkeurige meting van fysieke grootheden realiseren. Reageren op veranderingen, voldoen aan de behoeften van dynamische meting met hoge snelheid spelen, bijvoorbeeld, een belangrijke rol bij de bewaking van het traject van bewegende objecten met hoge snelheid.
Industrieketen
De industriële keten omvat vier lagen: de perceptielaag, transmissielaag, platformlaag en toepassingslaag. De perceptielaag detecteert veranderingen in de microscopische wereld, zoals temperatuur, druk, rotatie, positie, enz., via kwantumdetectie en verkrijgt overeenkomstige informatie en gegevens. Als kanaal voor de gegevensoverdracht is de transmissielaag voornamelijk verantwoordelijk voor het verzenden van de informatie die door het kwantumdetectieapparaat wordt verzameld naar de platformlaag voor verwerking en opslag. De platformlaag is voornamelijk verantwoordelijk voor het operationele beheer, gegevensverwerking, analyse en opslag van kwantumdetectie. Door de gecentraliseerde besturing van kwantumdetectieapparatuur kan uniforme netwerkbewaking en bedienings- en onderhoudsbeheer worden gerealiseerd. Tegelijkertijd combineert het cloud computing, kunstmatige intelligentie en andere technologieën om de verzamelde gegevens te verwerken en te analyseren om gebruikers ondersteuning bij besluitvormings- en gegevensgarantie te bieden. De toepassingslaag zet de verwerkte gegevens om in specifieke toepassingen en diensten. Op het gebied van navigatie, medische zorg, elektriciteit en andere gebieden zullen gegevens bijvoorbeeld verder worden verwerkt en gebruikt volgens verschillende toepassingsscenario’s om aan de behoeften van specifieke gebieden te voldoen.
Toepassingsgebieden
In termen van toepassingsgebieden wordt de huidige kwantummeting vooral toegepast voor defensie (goed voor 43,2%). Het aandeel van civiel gebruik (30,6%) en wetenschappelijk onderzoek (26,2%) is minder. Op het gebied van defensie kunnen deze sensoren met hoge gevoeligheid kleine veranderingen in fysieke hoeveelheden detecteren (zoals licht, magnetisch veld en trillingen), wat een grote upgrade voor het leger oplevert op het gebied van dreigingsdetectie. Op civiel gebied heeft kwantummeettechnologie een groot toepassingspotentieel in de medische zorg, communicatie, energie, transport en andere gebieden. In de toekomst, met de volwassenwording van de technologie en de daling van de kosten, zal het aandeel toepassingen op civiel gebied blijven toenemen.
Marktomvang
Als belangrijke vertegenwoordiger van geavanceerde wetenschap en technologie is kwantummeettechnologie een een onderwerp van internationale concurrentie geworden. Van kwantumprecisiemeting tot kwantumnetwerkconstructie gaat kwantummeettechnologie geleidelijk van laboratorium naar praktische toepassing en injecteert het nieuwe vitaliteit in de ontwikkeling van wetenschap en technologie. De wereldmarkt voor kwantummetingen in 2024 was ongeveer USD 1,67 miljard; een stijging van 14,4% op jaarbasis.
Regionale structuur
Onderzoek in kwantummeting concentreert zich vooral in Noord-Amerika, Europe en China In 2024 waren hun respectievelijke aandelen: 38,9%, 28,1% en 18,0%. De rest van de wereld was dus goed voor slechts 15%.
China
In de afgelopen jaren heeft China zich snel ontwikkeld op het gebied van kwantummeting, met een gunstig beleid en voortdurende toename van de investeringen in wetenschappelijk onderzoek. Wetenschappelijke onderzoeksinstellingen zoals de Chinese Academie van Wetenschappen hebben herhaaldelijk fundamenteel onderzoek gedaan naar kwantumsensoren en belangrijke technologieën en de zelfontwikkelde atoomklokken met hoge precisie hebben het internationale geavanceerde niveau bereikt. In 2024 groeide de schaal van de Chinese kwantummeetindustrie naar RMB 2,14 miljard; een jaarlijkse stijging van meer dan 30%.
Bron: Chanye Xinxi, een Chinese site over industriële ontwikkeling d.d. 10/8/2025.
Recente artikelen over kwantumtechnologie op Chinasquare:
Kwantumcomputing krijgt praktische toepassingen
China ontwikkelt kwantumradar tegen stealthtechnologie
Loopt China voor in kwantumcomputing?
Chinese wetenschappers bereiken kwantumsuprematie
