西方垄断被打破！中国量子孪生干涉仪横空出世，精度远超国际水平

说起量子精密测量这块儿，以前总觉得欧美那边卡着脖子，高端仪器进口靠天吃饭。可最近上海交大团队搞出的量子孪生干涉仪，直接把信噪比提升三个数量级，稳稳甩开国际纪录。

这玩意儿不光是实验室里的花架子，还能实打实用到重力探测、导航和矿产勘探上。

想想看，以前测个重力得花大价钱买洋货，现在自家技术顶得上，成本低精度高，这不就是打破垄断的硬实力吗？

上世纪70年代中期，北京地质仪器厂搞出了ZSM系列重力仪，那时候精度不算顶尖，但够用。野外测绘、部队需求，全靠它撑着。

珠峰重力测量队扛着国产货上山，海拔几千米的地方，仪器稳稳给出数据，帮着画出初步重力图。产量一度世界第三，亚洲这边就他们一家玩转石英弹簧工艺，手工打磨微米级零件，基本满足国内野外作业。

可80年代末，市场风向变了。“买不如造”倒过来成了“造不如买”，厂子订单掉得快，技术骨干转行走人。北京地质仪器厂最扎心，重力仪车间直接撤了，机器闲置成仓库。到2005年，只剩俩老工人守着旧图纸，一年勉强拼10来台。伊朗客户来订货，厂里连货都出不了。

外部压力更大，1996年瓦森纳安排一落地，重力仪直接进管制清单，出口卡得死死的。中国瞬间成全球最大进口国，美国加拿大那边小厂靠卖给我们重振旗鼓，生产线热火朝天。

这局面逼着国内科研咬牙顶上。中国计量科学研究院1975年就整出第一台固定式绝对重力仪，不确定度10^{-6}米每平方秒。1983年推第二代，1985年带NIM-II去巴黎国际比对，不确定度降到1.4×10^{-7}米每平方秒。

那次比对数据乱成一锅粥，各国仪器分群，谁也说不清谁准，只能算平手。但团队没停，默默迭代设备。进口依赖让大家看清，核心东西买不来，得自己攥紧拳头干。

量子精密测量这块儿，传统干涉仪总有个老大难：强振荡场一搅和，光强就失衡，噪声把信号淹没，灵敏度上不去。上海交大张卫平教授和包谷之研究员领衔的团队，针对这点下手。

2025年11月在Science Advances上发文，推出量子孪生干涉仪。核心是互为纠缠的双对孪生光束，并行配置下，量子关联干涉和纠缠探测协同发力，直接取代平衡零拍探测。

简单说，这架构让两束光像双胞胎一样同步，一头捕捉微弱相位变化，一头专职压噪声。实验结果呢？信噪比比他们自己之前保持的国际纪录高三个数量级，稳超标准量子极限。

共同第一作者是李政道研究所的杜威和物理天文学院的吴书贺，张卫平和包谷之挂通讯作者。背后有合肥国家实验室、上海市量子科学中心、国家自然科学基金委、量子科技创新2030计划、科技部重点研发等多方支持。

这技术落地快，导航、引力波探测、电磁传感、量子计量学，全都能用上。拿重力来说，地球重力加速度9.8米每平方秒，但地方差异大，矿藏分布就藏在这些微变里。以前测不准，现在精度高了，找矿准头直线上升。全球量子精密测量论文，中国排第二，只差美国一截。

产业预测，到2035年市场规模44.97亿美元，重力测量占10.9亿美元。国产仪器从实验室走出来，MEMS级加速度计样机单价从百万压到十万，自动驾驶、手机都能塞进去。

张卫平团队早几年就铺路，2013年静音光量子放大器，2020年上海市自然科学一等奖的光量子关联干涉仪。包谷之专注实验，2018年纠缠项目上手，博士后阶段就带队验证孪生光束。

华东师大陈丽清、袁春华合作，高损耗下噪声压缩保护，路径损耗96%还保量子优势。整个过程逻辑清楚，从瓶颈切入，到范式重构，再到验证迭代，硬是把量子资源榨干榨透。

2017年，北京昌平，中国计量院主办第十届全球绝对重力仪关键比对，14国32台仪器同台。国产绝对重力仪杀出重围，全球重力计量基准原点从欧洲搬到中国，坐标北纬40.2448度、东经116.2248度，海拔111.21米。

这原点就是重力加速度量值源头，以前欧洲垄断，现在自家门口，试验周期砍一半，成本降七成。用它扫描明十三陵，地下陵墓形状、位置、埋深全现形。瓦森纳安排虽卡脖子，但也倒逼自主。

产业侧，量子测量渗透深。矿产勘探，三维重力图像勾勒矿脉，钻孔减半。航天，空间站微重力监测，晶体培养稳如老狗。国防，潜艇断GPS，量子芯导航地下盲行。民企推MEMS样机，目标批量。

国家层面，《计量发展规划（2021-2035）》定调底层技术，工信部新产业标准化工程给政策快车道。融资看，2023年量子精密测量17笔交易，2.38亿美元，中国9家企业最多，但美国总金额高，说明投资规模还得追。全能选手少，市场缺口明显。但路子对头，堵30年的墙裂缝了。

超冷原子源还靠进口同位素，光纤耦合良率低，规模化卡壳。补短板是关键，材料工艺装备得跟上。全球合作增，中国基准拉动国际比对，话语权稳。量子孪生干涉仪只是起点，加速度还在后头。

量子精密测量从跟跑到领跑，靠的就是实打实的积累。欧美垄断松动，中国论文量稳第二，应用落地快。重力地图备用定位，卫星失效时顶上；电网异常成像，维护响应秒级。产业爆点在量子重力市场，占四分之一份额。

工程化是当下痛点，实验室曲线漂亮，野地耐摔耐老化还得练。数据处理模型建，自转月扰地壳密度全算进去，标准化给信任底气。多单位上手，科研院、工业界、国防评估适配。

产品链从演示到稳定，复杂环境性能是看点。路长，但接力已动。北京厂新生，青年跟老手重做弹簧，3D精雕机嗡嗡转。规划底层押注，量子芯装高端仪，国产取代依赖。

以前测矿像大海捞针，现在激光笔点穴，准狠快。产业规模破450亿人民币，重力占大头。国家快车道，民企样机迭代，人才聚齐补全能。难关越，路开阔。