量子传感可划分为为感知层、网络层、平台层、应用层四层
思瀚产业研究院    2025-03-04

量子传感是一个广泛的技术范畴，它不仅包括量子精密测量（含量子传感器）还涵盖了量子传输、量子信息处理以及量子信息感知等多个相关领域按照技术架构划分，量子传感可划分为四层架构，分别为感知层、网络层、平台层、应用层四层。

感知层：即通过量子传感设备对微观世界的变化进行探测和感知，如温度、压力、旋转、位置等，并获取相应的信息和数据。

传输层：作为数据传输通道，主要负责将量子传感设备采集到的信息和数据传输到平台层进行处理和储存。

平台层：主要负责量子传感设备的运行管理、数据处理、分析与存储。通过集中管控量子传感设备，实现统一的网络监控与运维管理；同时结合云计算与人工智能等技术，处理和分析采集的数据，为用户提供决策支持与数据保障。

应用层：将处理后的数据转化为具体的应用和服务。例如，在导航、医疗、电力等领域，数据会根据不同的应用场景被进一步加工和利用，以满足特定领域的需求。

由于量子感知层的设备与传感器部分领域仍处于早期研发阶段，应用也在探索中，量子传感的系统建设尚不成熟。因此，本报告的研究对象选取量子传感，但研究重点仍在量子感知层，即量子精密测量。

量子精密测量是利用量子力学特性（如原子能级、基本粒子的自旋等）进行物理量探测和感知的技术，主要通过测量微观粒子在待测物理量作用下的状态变化来实现对物理量的测量，并且依赖于对微观粒子状态的精确操控和读取。

根据实现方式不同，量子精密测量主要分为囚禁原子/离子、固态自旋、超导以及其他传感技术；根据测量的物理量不同，其主要分为磁场、电场、时频、位移/相位、旋转、压力、温度、重力等量子传感器。

量子传感技术正形成全链条布局，涵盖上游的赋能技术、中游的整机制造以及下游的广泛应用领域。近年来，更多企业纷纷涌入量子传感领域，产业链不断壮大，展现出巨大的发展潜力。

上游赋能技术方面，外围保障系统、核心硬件和辅助硬件为量子传感器的研发提供了重要支持，这些要素共同构成了一个紧密协作的技术体系，为量子传感器的研发提供了强大的技术支撑，使其能够在各种应用场景中发挥出卓越的性能。

中游整机方面，量子传感器的集成化和模块化设计使得其在多个测量领域展现出强大的应用潜力。当前，量子传感器在时频、磁场和重力等领域技术相对成熟，在电场、温度、压力等领域优越性尚未完全体现。

未来，随着技术的不断进步，量子传感器的整机制造将更加注重小型化和低功耗设计，以适应更广泛的应用需求。下游应用方面，量子传感技术的潜力已在多个领域显现。例如在卫星导航中，原子钟、量子陀螺仪、量子重力仪、量子磁力计等组合能够实现超高精度的定位，提升导航系统的可靠性；在医药领域，量子磁力计可以实现对生物信号的精准探测，助力疾病的早期诊断；在军事国防方面，量子增强雷达可为战略监测和侦察提供了强大支持。

未来，随着各行业对高精度测量需求的增加，量子传感技术的应用前景将更加广阔，推动整个产业链蓬勃发展。

2024全球量子传感产业生态图谱

从整体来看，总产业规模从2024年的16.74亿美元增长至2035年的44.97亿美元，年均复合增长率为9.40%，呈现出产业规模持续增长的态势。所有量子精密测量仪器的市场份额都在随着时间的推移而增加，彰显了量子精密测量技术在多个领域的广泛应用潜力及市场需求的逐渐扩大。

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