“量子化变革”大家谈:量子化变革情况介绍

计量资讯腾讯大楚网2019-05-18 12:15

“量子化变革”大家谈:量子化变革情况介绍

湖北省市场监管局党组成员、副局长 宋少华

为纪念作为国际计量合作标志的《米制公约》于1875年5月20日签署,每年的5月20日被设立为世界计量日。2019年世界计量日的主题是“国际单位制—根本性飞跃”,之所以选择这个主题,是因为2018年11月16日国际计量大会通过了有关修订国际单位制(SI)的1号决议,决定自2019年5月20日起,国际单位制(SI)7个基本单位将全部由基于量子现象测量方法的自然常数定义。在第二十个5.20世界计量日即将来临之际,我就量子化变革相关情况介绍如下:

一、国际单位制(SI)新定义

2018年11月16日,第26届国际计量大会(CGPM)在法国巴黎召开,这是被科学界和世界媒体同行誉为翻开人类科技发展新篇章,具有跨时代、里程碑意义的一次科技盛会。在这次会议上,经包括中国在内的53个成员国集体表决,全票通过了关于“修订国际单位制(SI)”的1号决议。根据决议,质量单位千克(kg)将由普朗克常数h定义、电流单位安培(A)将由基本电荷常数e定义、温度单位开尔文(K)将由玻尔兹曼常数k定义、物质的量单位摩尔(mol)将由阿伏伽德罗常数NA定义,并自2019年5月20日正式生效。加之此前对时间单位秒(s)、长度单位米(m)和发光强度单位坎德拉(cd)的重新定义,至此,国际计量单位制的7个基本单位全部实现由自然常数定义。

二、定义改变了什么

这次以物理常数为基础,对国际计量单位制重新定义,意味着所有SI单位将由描述客观世界的自然常数定义。重新定义开启了任意时刻、任意地点、任意主体根据定义实现单位量值的大门,将对经济、科技与民生等都将产生深刻影响。一是改变国际计量体系和现有格局。重新定义使得计量基标准与信息技术相结合,实现量值传递的多极化和扁平化,使量值溯源链条更短、速度更快、测量结果更准更稳,将彻底改变过去依靠实物基准逐级传递的计量模式,解决了费时费力、效率低下、误差放大等问题。二是显著提升国家计量管理效能。新的国际计量单位制和量子测量技术的发展,将使得计量基准可随时随地复现,将最准“标尺”直接应用于生产生活,大幅缩短量值传递链。三是有力支撑新一轮工业革命。通过量子计量基准与信息技术的结合,深度契合了以信息物理系统为基础、智能制造为主要特征的新一轮工业革命。通过嵌入芯片级量子计量基准,把最高测量精度直接赋予制造设备并保持长期稳定,可以实现对产品制造过程的准确感知和最佳控制。四是引发仪器仪表产业的创新发展。国际计量单位制实现量子化,新的测量原理、测量方法和测量仪器孕育而生,集多参量、高精度为一体的芯片级综合测量,不受环境干扰无需校准的实时测量,众多物理量、化学量和生物量的极限测量等均成为可能,进而催生测量仪器仪表形态的全面创新。

三、对我们日常生活有什么影响

计量单位量子化定义后,人们感觉不到对日常生活带来的影响,无论是超市中电子秤称出的重量、还是工业生产中游标卡尺量出的尺寸、医学检验中测量的血压等等都不会有什么差别。

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