计量量子化、数字化变革下的国内外计量技术发展趋势

美欧发达国家高度重视计量技术发展,将量子、数智等前瞻性、基础性计量技术纳入国家发展战略,抢占科技制高点。近年来,中国在原子频标、冷原子重力计等计量领域取得了突破,已进入国际计量先进国家行列。随着国际计量的量子化、数字化变革,计量不断加速向量子化演进、量传方式逐渐向数智化转型、计量保障技术更加向实战化发展趋势凸显。通过搜集、整理国内外大量计量量子化、数智化和实战化等相关技术文献资料,归纳并分析了计量技术发展趋势,可为计量测试技术发展提供借鉴。

量子真空标准研究进展

2018年,国际计量局将对国际单位制7个基本量进行重新定义或重述。基于光学方法的真空计量新方法、新概念进一步发展,促进真空计量标准向量子化迈进,对真空基本量复现以及今后真空国际单位制的重新定义(由压力的SI单位帕斯卡(Pa)向气体密度单位(mol/m^3或分子个数/m^3,变化)具有重要意义。与传统计量技术相比,利用光学方法所建立的量子真空计量标准具有不需要自校、溯源链零长度、响应快、准确度高、可在多个地点及不同时间复现等优点,为真正意义上的绝对原级标准。本文介绍了美国国家标准与技术研究院(NIST)、德国联邦物理技术研究院(PTB)及瑞典国家测试和检定研究院(SNTRI)等机构开展的基于折射率、吸收光谱、冷原子3种光学方法的新一代量子真空计量标准研究进展,对原理、关键技术及难度挑战进行了阐述和分析。

中国真空计量2004-2019年发展概况及趋势分析

回顾了近15年来中国真空计量学科领域的发展历程及态势。从真空全压力测量与校准、真空分压力测量与校准、气体微流量(真空漏率)测量与校准、正压漏率校准、真空材料放气率测试等方面分析了我国真空计量体系的动态演变,在应用需求及专业自身发展推动下,真空计量不断向极值量、极端环境条件下计量和动态量发展;通过与前沿学科的交叉融合,真空测量新方法、新概念进一步发展。面对国际单位制的重新定义,量子真空计量技术将是未来发展的重点方向及必然趋势。