主办单位：麦姆斯咨询
协办单位：上海传感信息科技有限公司
一、课程简介
量子传感（Quantum Sensing）是利用量子对象及其特性（例如分立性、相干性、随机性）、量子力学的基本原理（例如量子叠加、量子纠缠）对物理量进行精密测量的先进技术，主要分为三种类型：（1）利用量子对象来测量物理量，量子对象的特征是量子化的能级（量子态）；（2）利用量子相干性（即具有波动属性的空间、时间叠加态）来测量物理量；（3）使用量子纠缠来提高测量的灵敏度或精度。在提升量子传感技术性能指标方面，目前主要有三条实现路径：（1）高Q值系统的制备和维持；（2）干涉仪的量子增强技术；（3）由物理量测量向频率测量转换。相比于经典传感器（基于宏观对象的经典物理学原理），量子传感器通常具有更高的灵敏度和精度，在探测极微弱信号方面表现出众，但如何在更复杂、更实际的环境中稳定可靠地工作，充分发挥量子技术所带来的颠覆性优势，是当前产业界亟需解决的核心问题之一。
微观粒子的基本属性：分立性（分立能级）、相干性（量子叠加态和纠缠态）、随机性（量子噪声）（来源：《量子传感(Ⅰ)：基础理论与方法》）
量子传感基本架构。充分兑现量子传感带来的颠覆性效果，主要体现在针对微观粒子量子态的“制备、操控、探测”三个方面。（来源：《量子传感(Ⅱ)：关键技术与典型代表》）
量子传感是量子技术领域的核心发展方向之一，是量子信息感知的物理实现基础，它与量子通信、量子计算共同构成了当前量子技术的三大支柱。基于量子传感技术形成的各种类型传感器已经在诸多领域发挥了重要作用。相较于量子计算和量子通信，量子传感的发展历程更悠久、技术成熟度更高、应用更广泛、效果更显著。伴随着量子理论及信息技术的发展，量子传感的概念和技术外延也在不断拓展，技术表现形式也愈发多样。如今，量子传感已经在世界各发达国家上升到国家战略技术的地位。2018年，欧盟发布了总预算为10亿欧元的《量子技术旗舰计划（Quantum Flagship）》，将“量子传感与计量”列为重点研究领域之一，旨在通过资助研究和开发，推动量子传感器的商业化应用。2022年，美国国家科学技术委员会（NSTC）发布了题为《将量子传感器付诸实践（Bringing Quantum Sensors to Fruition）》的战略报告，以美国《量子信息科学国家战略概览》和《国家量子倡议（NQI）》法案为基础，介绍了五类量子传感器及其应用，阐述了量子传感器从研发到产业化阶段面临的四大挑战，体现了美国在量子传感领域的重视和决心。
五类量子传感器示例（来源：《将量子传感器付诸实践》）
近些年，以集成电路（IC）、集成光路（PIC）、微机电系统（MEMS）为代表的半导体技术极大地促进了量子态的制备、操控、探测等技术发展，为量子传感器的微型化、集成化和商用化提供了关键支持，加快了量子传感技术渗透至众多应用领域——从定位、导航和授时（PNT）到遥感测绘、深空探测，再到医疗成像、脑机接口，以及各种工业监测。目前已进入实用化阶段的量子传感器的典型代表为原子钟、原子磁力仪、原子干涉重力仪、单光子探测器等。同时，基于金刚石氮-空位（NV）色心的惯性/磁场传感器、基于里德堡原子的电场传感器等因其独特的优势也正在成为重要的发展方向，受到学术界和产业界的广泛关注。展望未来，以人工智能（AI）为驱动力的新一轮信息化浪潮，必将为量子传感器带来新的发展契机：从单一维度的信号传感迈向更多维度的信息感知，并提升精度、稳定性和实用性。根据《量子传感器技术及市场-2025版》报告显示，全球量子传感器市场在2025 ~ 2045年期间的复合年增长率（CAGR）预计高达11.4%。
量子传感器产业路线图（来源：《量子传感器技术及市场-2025版》）
在量子传感器产业化方面，2022年，博世（Bosch）集团宣布进入量子传感器产品市场：成立独立子公司Bosch Quantum Sensing来加快实现量子传感器的商业化，基于金刚石NV色心的量子磁强计和量子陀螺仪是其主打产品，面向汽车、工业和医疗等应用领域。2024年，初创公司SpinMagIC从德国斯图加特大学（University of Stuttgart）独立出来运营，目标是将基于电子顺磁共振（EPR）的微型量子传感器商业化，其量子传感器仅有手掌大小，核心组件是微型IC芯片（EPRoC）和轻量化3D打印磁铁，面向食品/药品检测、电池监测、环境污染监测、医疗诊断等应用领域。2025年，由中国科学院上海微系统与信息技术研究所等单位研制的基于钻石NV色心的高性能MEMS集成式量子电流传感器顺利通过用户单位中国南方电网公司牵头组织的新产品技术鉴定。中国工程院李立浧院士、陈勇院士等专家组成的鉴定委员会一致认为，该MEMS量子电流传感器综合技术性能达到国际领先水平，能够满足±800 kV特高压输电线路的挂网应用需求。这是我国在量子传感领域自主原创技术迈向实用化过程中的又一项重要的标志性进展。这项量子传感技术的创新点是将钻石量子敏感材料与硅基MEMS技术相结合，实现高密度多器件垂直互联与异质异构一体化集成，在2.4 cm³的小体积内实现多种量子信号传感芯片的制备，为电力工业电流精密测量提供了核心微型传感器。
基于金刚石NV色心的量子传感器主要组件和传感原理
SpinMagIC开发的微型量子传感器可以放在手掌中，具有低成本、高精度、便携且电池供电等优点。
产业界、学术界、政府部门之间的协同合作，是量子技术迈向产业化征程的重要驱动力。为此，麦姆斯咨询立足产业界的广泛需求，邀请拥有丰富实践经验的科研学者和技术专家，为大家传授量子传感与精密测量知识及技术经验，同时探讨多种量子传感器的商用前景及量产之道。本次课程内容包括：（1）光晶格原子钟；（2）基于离子阱系统的量子精密测量技术及应用；（3）基于固态色心的量子精密测量技术及应用；（4）集成化微型钻石量子传感器及应用；（5）基于金刚石NV色心的固态磁传感器和陀螺仪；（6）仿生量子智能感知器件；（7）量子光力学及其精密测量应用；（8）基于腔光力系统的高精度微惯性传感器：从机理到实现；（9）光量子传感技术及其导航应用；（10）高保真光子数可分辨超导单光子探测技术；（11）基于量子机器学习算法的量子传感。
二、培训对象
本课程主要面向量子传感与精密测量产业链上下游企业的技术人员和管理人员，以及高校及科研院所师生，同时也欢迎其他希望了解量子传感、精密测量技术及应用的非技术背景人员参加，例如销售和市场人员、投融资机构人员、政府管理人员等。
三、培训时间
2025年3月28日~3月30日
授课结束后，为学员提供麦姆斯咨询的结业证书。
四、培训地点
无锡市（具体地点以培训前一周的邮件通知为准）。
五、课程内容
课程一：光晶格原子钟
老师：中国科学院国家授时中心 研究员 常宏
原子钟（Atomic Clock）是一种通过测量原子内部能级跃迁所产生的特定频率来计量时间的精密时钟。由于原子内部的跃迁频率极为稳定且不受外部环境因素的影响，因此原子钟具有极高的精度和稳定性，成为国际时间和频率转换的基准。原子钟不但在科学研究领域有着重要的应用，而且已深入大众的日常生活，例如全球卫星导航系统和高速电子通信等。根据跃迁频率，原子钟可分为微波原子钟和光频原子钟。根据量子参考体系制备手段，光频原子钟可分为冷原子光钟和热原子光钟。在高准确度冷原子光钟里，根据量子参考体系的类型，又进一步可分为离子光频原子钟和光晶格原子钟。光晶格原子钟利用囚禁在光晶格中的大量中性原子的钟跃迁信号来修正本地光频振荡器（钟激光）的输出频率，使钟激光与冷原子参考体系的钟跃迁频率保持共振，并通过飞秒光学频率梳来测量钟激光的频率。经过20多年的发展，光晶格原子钟展示了优异的频率稳定度和不确定度，不仅成功地走出了实验室，还是重定义时间单位“秒”的有力候选者之一。本课程详解光晶格原子钟工作原理、性能指标及典型应用，综述地面基准光晶格原子钟、可搬运光晶格原子钟和空间光晶格原子钟的技术特点和研究进展。
课程提纲：
1. 原子钟概述；
2. 光晶格原子钟工作原理及应用领域；
3. 光晶格原子钟性能指标：稳定度、准确度等；
4. 地面基准光晶格原子钟；
5. 地面可搬运光晶格原子钟和空间光晶格原子钟；
6. 光晶格原子钟总结和展望。
课程二：基于离子阱系统的量子精密测量技术及应用
老师：中国科学院精密测量科学与技术创新研究院 研究员 冯芒
离子阱（Ion Trap）是一种利用电磁场将离子（通常采用带电原子）俘获和囚禁在一定范围内的装置。离子阱系统因其高精度控制、长相干时间、高灵活性、强适应性等特点，成为现代量子技术和精密测量的重要工具，是目前最有希望展现量子技术优越性的物理系统之一。通过精准操控势阱内稳定囚禁的离子的运动状态和自旋量子态，能够在原子层面上快速处理量子信息和准确测量各种物理量，也能获得外部电磁场的准确信息。相对于中性原子阱（例如磁光阱），离子阱的势能更大（通常多达数电子伏特）。同时，离子阱不依赖具体的离子能级结构，使其适用范围更广，不仅可用于多种物理量测量，还可作为实现量子计算机的物理系统之一。本课程首先介绍离子阱系统及其在量子精密测量方面的应用，然后重点讲授基于离子探针的电场/磁场/摩擦力/角速度测量，最后探讨量子精密测量产业化前景。
课程提纲：
1. 离子阱概念及离子阱系统原理；
2. 基于离子阱系统的量子精密测量；
3. 基于离子探针的交变电场和磁场精密探测；
4. 基于离子探针的摩擦力精密探测；
5. 基于离子量子态的陀螺仪；
6. 基于离子阱系统的量子精密测量产业化前景探讨。
课程三：基于固态色心的量子精密测量技术及应用
老师：北京航空航天大学 教授 袁珩
固态色心（Solid-State Color Centers）是一种存在于金刚石/钻石、碳化硅（SiC）等晶体中的点缺陷，能够稳定地捕获电子并具有良好的光学和自旋特性。其中，氮-空位（NV）色心是金刚石中普遍的一种发光缺陷，由氮原子（N）替代碳原子（C）+相邻空位（V）组成，具有稳定的荧光发射、超长的电子自旋相干时间、良好的可拓展性、成熟的微波操作技术以及简易的光学读出手段等优点，已经成为最具有前景的室温固态量子传感体系之一，并在多个精密测量领域得到了广泛应用，包括磁场、电场、温度、应力、惯性导航、光学成像等。展望未来，通过材料优化、量子操控技术提升、集成技术发展，金刚石NV色心有望推动量子精密测量产业的快速发展。本课程首先介绍基于固体色心的量子精密测量技术总体情况，然后针对金刚石NV色心体系进行详细讲解，涵盖基本理论、调控技术、精密测量技术及应用，最后总结技术现状并展望发展前景。
课程提纲：
1. 基于固体色心的量子精密测量技术概述；
2. 基于金刚石NV色心的量子精密测量基本理论；
3. 金刚石NV色心量子调控技术进展；
4. 金刚石NV色心量子精密测量技术及应用进展；
5. 基于固体色心的量子精密测量技术总结与展望。
课程四：集成化微型钻石量子传感器及应用
老师：中国科学院上海微系统与信息技术研究所 研究员 陈浩
钻石，不仅可以作为珠宝装饰品，更是具有极高研究价值的新型量子材料。钻石氮-空位（NV）色心利用其在磁场中的量子顺磁共振效应及荧光辐射特性可以进行精密磁测量。钻石NV色心在常温下也具有稳定的量子态，可以在非制冷的室温下工作。同时，钻石量子磁传感器以其高空间分辨率、高灵敏度、高生物兼容性等技术优势，在近场微观磁共振、磁异常探测、电流测量、生命科学等领域具有重要的应用前景。小型化、集成化、便携化是钻石量子传感器取得实际应用的重要条件。近年来，中国科学院上海微系统与信息技术研究所武震宇、陈浩团队基于晶圆级MEMS工艺平台，利用标准微纳加工技术，制备出钻石量子磁传感器的核心：钻石芯片，并持续开展MEMS集成化钻石量子传感器研究与产业化，相关成果在Advanced Quantum Technology、ACS Photonics、Applied Physics Letters等期刊上发表了十余篇科研论文，申请和授权十余项发明专利。当前，在国家重点研发计划的支持下，正与南方电网、中国科学技术大学、西安西电高压开关公司等单位开展合作研究，研制可批量制备的、适用于我国特高压输电线路的精密量子传感器。本课程从钻石量子传感器工作原理出发，详解MEMS集成化微型钻石量子传感器设计、制造、调解、表征、应用，最后总结微型钻石量子传感器的产业化进展。
课程提纲：
1. 钻石量子传感器工作原理及应用前景；
2. 集成化微型钻石量子传感器设计与制造；
3. 集成化微型钻石量子传感器解调系统；
4. 基于集成化微型钻石量子传感器的闭环矢量磁场表征；
5. 基于集成化微型钻石量子传感器的高压电流测量；
6. 集成化微型钻石量子传感器产业化情况。
课程五：基于金刚石NV色心的固态磁传感器和陀螺仪
老师：中北大学 教授 马宗敏
金刚石氮-空位（NV）色心是一种固态单电子自旋体系，可以在室温下进行操控和读出，并保持较长的相干时间，在量子传感器领域（尤其是磁场和角速度测量）逐渐成为一个非常有前景的技术平台。在可扩展性和集成化方面，金刚石NV色心体系也具有优势：（1）可在单颗金刚石芯片上实现多个NV色心，以形成大规模传感网络，提升空间分辨率和测量灵敏度；（2）适用于芯片级微型传感器，可以与半导体微纳工艺兼容，推进量子传感器的产业化落地。基于金刚石NV色心的固态磁传感器的探测灵敏度可达皮特斯拉（pT）量级，在特定实验条件下甚至可达到飞特斯拉（fT）量级，能够精确测量极微弱的磁场信号。基于金刚石NV色心的固态陀螺仪的灵敏度超过传统的光纤陀螺仪（FOG）和MEMS陀螺仪，能够实现超高精度的角速度测量，并且无需机械旋转部件或复杂的光学腔，可以制成芯片级三轴量子陀螺仪，适用于微型惯性测量单元（IMU）。本课程首先概述基于金刚石NV色心的固态传感器，然后针对磁传感器和陀螺仪两类器件进行重点讲解，并介绍它们的实验平台和产业化情况，最后进行技术总结与未来展望。
课程提纲：
1. 基于金刚石NV色心的固态传感器概述；
2. 基于金刚石NV色心的固态磁传感器研究进展；
3. 基于金刚石NV色心的固态陀螺仪研究进展；
4. 基于金刚石NV色心的固态传感器实验平台；
5. 基于金刚石NV色心的固态传感器产业化情况；
6. 基于金刚石NV色心的固态传感器技术总结与展望。
课程六：仿生量子智能感知器件
老师：中北大学 教授 郭浩
仿生量子智能感知是一个融合了量子力学、仿生学以及传感技术的前沿研究领域，其核心目标是借助量子力学的原理和效应，模仿自然生物体的感知机制，以提高感知系统的性能和效率。仿生量子智能感知器件可以实现磁场、电场、温度、应变/应力、角速度等物理量的超高灵敏度探测以及多功能集成，有望在生物医疗、工业控制、环境监测、航空航天等应用领域取得突破，推动感知系统向更高精度、更高效率、更低功耗、更强适应性的方向发展，将会在多个行业推动技术革命。在小型化和集成化方面，基于金刚石NV色心的传感器集成制造是实现固态自旋体系量子传感器芯片化制造的主要技术途径。目前微纳集成主要技术途径包括：MEMS微纳加工、3D打印、CMOS集成、片上一体集成等技术。本课程从仿生智能感知机制出发，详细讲解量子智能感知器件原理、设计、制造、应用等知识，最后进行技术总结与未来展望。
课程提纲：
1. 量子效应驱动的仿生智能感知机制；
2. 固态自旋体系量子感知方法；
3. 仿生量子智能感知器件设计；
4. 量子智能感知器件集成制造；
5. 仿生量子智能感知器件优势及应用前景；
6. 仿生量子智能感知器件总结与展望。
课程七：量子光力学及其精密测量应用
老师：电子科技大学 教授 邓光伟
量子光力学是光学、力学和电子学等多个学科结合的新兴交叉研究领域，通过把光学腔或微波腔与机械谐振器（机械振子）相结合，形成腔光力系统并对光子和声子进行精密控制和转化，可用于实现对各种物理量的高灵敏度测量，也为研究固态量子系统提供了一个很好的载体平台。在腔光力系统中，量子规律可以在从纳米到厘米尺度、从微克到千克范围的物体运动中得到展示。近十多年，随着微纳加工工艺和冷却技术的进步，量子光力学实现了快速的发展，例如在基于超低噪声腔的室温量子光力学研究中取得了令人瞩目的成果，为量子传感与精密测量的发展开辟了新的道路。作为一种观察和控制宏观物体量子态的腔光力系统，其观测精度接近量子极限，这种测量微弱力和场的方法具有广阔的前景。本课程从量子光力学理论出发，重点讲解腔光力系统中声学量子态的探测与操控——这为进一步利用声学量子态进行微波到光波相干转换、构建固态量子换能器，以及实现腔光力量子传感器及精密测量应用奠定了基础。
课程提纲：
1. 谐振子量子化理论；
2. 腔光力系统中的辐射压力相互作用；
3. 腔光力系统精密测量的标准量子极限；
4. 腔光力系统中的机械模式量子态冷却与探测；
5. 利用量子压缩、光力纠缠突破标准量子极限；
6. 量子腔光力系统的精密测量应用：惯性导航、磁场传感、红外传感。
课程八：基于腔光力系统的高精度微惯性传感器：从机理到实现
老师：电子科技大学 教授 黄勇军
电容式MEMS惯性传感器已经获得广泛应用，从智能手机到自动驾驶汽车，但其在精度、灵敏度及稳定性等性能指标上受到制约。近年来，随着微纳加工技术的进步，微纳光腔以及微光机电系统（MOEMS）传感器快速发展。其中，微腔光力系统已经逐渐成为新兴微纳惯性传感的全新解决方案，可广泛用于微小位移、质量、加速度、引力波等物理量的测量。以基于科氏效应的微陀螺仪为例，其可将输入角速度转换为检测位移，而微腔光力系统对位移物理量具有极高的测量精度，这为设计实现高测量灵敏度及精度、高零偏稳定性、大动态范围、不易受电磁干扰的新型高精度微陀螺仪提供了一种新的思路。本课程详解基于腔光力系统的高精度微型传感器，从工作机理到工程实现，涵盖加速度计、陀螺仪、磁场传感器等，最后还会介绍量子增强型腔光力传感器，以及微型定位、导航和授时（Micro-PNT）系统。
课程提纲：
1. 腔光力系统工作机理；
2. 基于腔光力系统的高精度加速度计；
3. 基于腔光力系统的高精度陀螺仪；
4. 基于腔光力系统的高精度磁场传感器；
5. 基于腔光力系统的高稳定度微振荡器；
6. 量子增强型腔光力传感器及Micro-PNT系统。
课程九：光量子传感技术及其导航应用
老师：上海交通大学 副研究员 黄靖正
光量子传感技术利用光与物质的量子相互作用，结合量子叠加、纠缠、非破坏测量等特性，实现超高灵敏度和高精度测量。相比于固体系统（例如金刚石氮-空位（NV）色心）与原子系统（例如里德堡原子），光子系统具有相干时间长、抗干扰能力强、易于调控等优点，在精密测量任务中具有天然的优势。由于多数传感与测量任务都可以等效为光学相位的测量，因此，光量子精密测量的一类重要任务就是针对相位参数进行测量与估计。相比于传统传感器，光量子传感器能突破经典测量极限，能够在高精度导航、无卫星环境下的自主导航、深空探测等方面发挥关键作用。本课程从光量子传感技术机理出发，介绍基于弱测量方法的量子传感研究进展，深入讲解基于光量子传感技术的角速度测量（陀螺仪）及导航应用，最后进行技术总结与未来展望。
课程提纲：
1. 光量子传感技术机理；
2. 基于弱测量方法的光量子传感技术；
3. 基于光量子传感技术的角速度测量；
4. 基于光量子传感技术的导航应用；
5. 光量子传感技术总结与展望。
课程十：高保真光子数可分辨超导单光子探测技术
老师：中国科学院上海微系统与信息技术研究所 研究员 李浩
近几十年来，人们一直坚持对量子世界的探索，不断推进量子传感、量子通信、量子计算的理论体系构建和关键技术突破。随着基于量子力学的量子器件与技术发展，人类世界迎来了“第二次量子革命”的曙光。由于光子是最易产生、操控、传输及探测的量子态载体之一，因此光量子信息技术成为了量子信息领域的关键角色之一，同时也是科技强国的“重器”——世界发达国家非常重视的颠覆性技术。超导单光子探测器（SSPD）作为微观体系量子态检测和调控方面的核心器件，具有高时间分辨率、低暗计数率、高探测效率以及宽光谱响应等优点，在激光雷达（LiDAR）、光量子计算、远距离量子通信中均有应用。本课程综述单光子探测技术及超导单光子探测器研究进展，深入讲解高保真光子数可分辨超导单光子探测器关键技术，从设计与制造到测试与应用。
课程提纲：
1. 光量子信息及单光子探测技术；
2. 超导单光子探测器及研究进展；
3. 高保真光子数可分辨超导单光子探测器设计与制备；
4. 高保真光子数可分辨超导单光子探测器性能测试；
5. 超导单光子探测器在光量子信息领域的应用；
6. 超导单光子探测技术总结与展望。
课程十一：基于量子机器学习算法的量子传感
老师：上海交通大学 助理研究员 肖太龙
量子机器学习（Quantum Machine Learning，QML）是结合量子计算与机器学习的前沿交叉学科方向，旨在利用量子计算的特性来实现机器学习任务（例如数据分类、回归分析、模式识别）的优化，具有量子并行计算、指数级存储能力、量子优化加速等优点。将量子机器学习算法的引入量子传感领域，可以进一步增强传感器的数据处理能力，提高灵敏度和抗噪性，实现更高效的信号提取和模式识别。量子机器学习为量子关联成像/鬼成像（Ghost Imaging，GI）提供了新的优化方法，提升了采样效率、成像质量和抗噪能力，在量子雷达、遥感探测、生物成像等领域具有广阔的应用前景。本课程从量子计算和机器学习的基础知识出发，详细讲解基于量子机器学习算法的量子传感技术与应用。
课程提纲：
1. 量子计算进展；
2. 机器学习赋能量子信息技术；
3. 量子机器学习概念、算法及其优势；
4. 基于量子机器学习算法的量子传感；
5. 量子机器学习鬼成像与实际优势；
6. 基于量子机器学习算法的量子传感应用与展望。
六、师资介绍
常宏，博士，中国科学院国家授时中心研究员、博士生导师，国务院津贴获得者。他于2005年在山西大学获得光学专业博士学位，2005年在法国国家科研中心光学研究所从事博士后研究（导师为2022年诺贝尔物理学奖获得者A. Aspect教授）；2007年被中科院“百人计划”引进国家授时中心，负责国际新一代基准钟——光钟的研制，成功研制出我国自主的高性能光钟，用于应对国际“秒”定义的变更。目前，他还担任我国载人空间站高精度时频柜副主任设计师，带领团队负责研制了世界上首台空间站光钟。他于2013年获得“中国科学院王宽诚西部学者突出贡献奖”，2017年获得“全国时频领域优秀年轻科技工作者”荣誉称号，2021年获得“陕西省中青年科技创新领军人才”称号。
冯芒，博士，中国科学院精密测量科学与技术创新研究院二级研究员，中国科学院大学教授、博士生导师。他于1996年在中国科技大学获得博士学位，1996年至1998年在中国科学院从事博士后研究工作，2000年至2005年在德国、意大利和爱尔兰等多个欧洲国家的研究所和国立大学担任客座科学家和研究学者。他长期从事原子分子物理、量子光学和量子信息处理等方面的前沿研究工作，近年来致力于超冷离子体系的量子计算、量子精密测量等基础性研究和量子技术的应用，曾两次参与欧盟委员会资助的量子计算项目。迄今为止，他已发表SCI收录的文章320余篇，他人引用超过7500次。他的量子科研工作受到广泛关注，曾多次被新华社报道；曾三度被美国物理学会作为研究亮点撰文评价；曾被英国皇家物理学会期刊评为2012-2013年度最高质量等级（Q1）论文。他是Phys. Rev. Lett.等国际著名物理学杂志的审稿人，也是《中国物理B》、《中国物理快报》的特约评审员。
袁珩，博士，北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院智能感知工程系副系主任、研究员、博士生导师，中国仪器仪表学会量子传感与精密测量仪器分会理事、传感器分会理事，科技部重点研发专项专家库成员，国家自然科学基金网评专家，IEEE工业电子学会工业信息学技术委员会委员。他主要从事量子传感技术、微纳传感芯片技术研究工作，是“量子传感技术”工业和信息化部重点实验室成员，主持承担了包括国家重点研发专项课题、国家自然金项目（3项）等在内的国家级科研项目7项。他是IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics（Q1）客座编辑，以第一作者与通讯作者发表SCI论文40余篇；已授权国家发明专利30余项，国外发明专利2项；获国家教学成果二等奖1项。
陈浩，博士，中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员、硕士生导师。他于南京大学取得博士学位，曾在美国伊利诺伊大学厄巴纳香槟分校（University of Illinois Urbana Champaign）从事微纳光学器件、超构表面的研制和应用，具有丰富的MEMS和亚波长光子学器件制造经验。他长期从事先进光学MEMS传感器、基于量子效应的集成化钻石传感器以及微纳光学传感器等研究工作，开发在高精密磁场探测、电流测量、激光在线测量等领域中应用的微型传感器，并取得多项具有创新性的科技成果。他作为第一作者或通讯作者在Nat. Commun.、ACS Nano、Adv. Quantum. Technol.等期刊上发表了SCI论文40余篇，申请中、美专利7件。他于2021年入选上海市级人才项目，并作为负责人承担国家重点研发计划目课题和子课题。他还作为项目骨干参与中科院先导专项课题、中国科学院仪器项目等重要科研任务。
马宗敏，博士，中北大学教授、博士生导师，中国仪器仪表学会量子传感与精密测量分会常务理事，2021年度山西省杰出青年基金获得者，山西省优秀青年学术带头人，是科技部重点研发计划项目会评专家，科技部重大科学仪器设备开发重点专项总体组专家等。他主要从事固态量子传感、超高分辨精密测量等研究工作，提出了基于金刚石氮-空位（NV）色心的固态磁传感器和陀螺仪方法与技术，搭建了相关实验平台，完成了灵敏度较高的原子磁强计样机研制；同时提出了铁磁共振磁交换力显微镜方法，建立了基于塞曼分裂的铁磁共振磁交换力显微系统模型，自主搭建了基于超高真空原子力显微镜的磁信息测量平台，得到了典型磁性材料的高分辨成像。近年来，他作为负责人主持国家科技部重点研发计划课题2项，国家自然基金国际（地区）合作重点项目、面上、青年基金各1项；其它省部级项目十余项。他在Nanotechnology、Appl. Phys. Lett.、Applied Surface Science、Optics Express、Nanoscale Research Letters、Applied Physics Express、IEEE Sensors Journal等国际高水平期刊上累计发表SCI论文70余篇。
郭浩，博士，中北大学教授。他于2016年毕业于中北大学获博士学位，目前主要研究方向为量子智能感知与精密测量。他入选山西省杰青、博士后创新人才支持计划。他主持国家自然科学基金面上项目、青年项目，博士后科学基金等各部委项目20余项。他获得山西省技术发明二等奖1项，IOP中国高被引论文奖1项。他在Advanced Materials、Cell Reports Physical Science、Advanced Functional Materials、Sensors and Actuators B: chemical等领域内顶级期刊上发表SCI论文60余篇，ESI高被引/热点论文2篇，封面文章1篇，授权国家发明专利20余项。
邓光伟，博士，电子科技大学教授、博士生导师，国家青年人才，国家重点研发计划青年首席。他于2016年6月毕业于中国科学技术大学，获理学博士学位，导师为郭国平教授和郭光灿院士；2016年7月至2018年1月任中国科学技术大学副研究员；2018年2月加入电子科技大学基础与前沿研究院量子信息研究中心，担任量子物理与工程实验室负责人、量子物理与光量子信息教育部重点实验室副主任。他先后荣获“王大珩光学奖”、“电子科技大学校百人”、“四川省青年人才”等奖励，并受自然科学基金委邀请代表中国博士参加2016年诺贝尔奖获得者大会。他作为项目负责人主持国家自然科学基金青年、面上、重大研究计划培育、联合基金重点项目各一项，主持国家重点项目子课题一项、国家重点研发计划青年项目一项；作为学术骨干参与科技部超级973项目，科技部重点研发计划，中科院战略先导B等国家重大研究项目。在量子计算与精密测量等领域做出了系列创新研究成果，在各类学术期刊发表论文60余篇，其中第一/通讯作者在Nature Communications、Science Advances、PNAS、Physical Review Letters、Optica期刊上各发表1篇，在Nano Letters期刊上发表2篇。他目前主要关注的研究方向为：量子光力学、量子计算与精密测量关键器件（纳光机电器件、量子换能器、光电集成量子器件）、精密测量研究平台（量子压缩、量子纠缠、分布式量子传感网络）、精密测量应用推广（量子惯性导航、极低温光电子学、微纳传感）等。他组织PIERS等国际会议，多次在国际国内学术会议上做邀请报告；担任APS、IOP、npj等系列刊物评审，Chinese Optics Letters青年编委，《激光技术》编委，《电子科技大学学报》量子信息专栏编委；担任中国光学学会-光量子科学与技术专业委员会-委员，中国计算机学会CCF-量子计算专业委员会-常务委员。
黄勇军，博士，电子科技大学教授、博士生导师，国家青年人才，电子科技大学校百人。他博士毕业于电子科技大学，后留校任教，期间曾赴美国哥伦比亚大学、加州大学洛杉矶分校学习交流两年，师从IEEE/OSA/APS/SPIE/NAI Fellow Chee Wei Wong教授。他的研究领域主要包含基于腔光力系统的高精度微加速度计、微陀螺仪、微磁场传感器、微腔振荡器及芯片级原子钟等。他曾主持国家自然科学基金（NSFC）青年及面上、JKW173基金及GF创新特区、ZF预研基金、ZF“慧眼行动”、ZF-教育部联合基金等10余项国家级项目，对新型腔光力高精度微加速度计、微陀螺仪等惯性传感器芯片开展了系统深入的研究工作，研制出系列微惯性传感器芯片，构建了完整的腔光力微惯性传感器芯片技术体系；发表中外高水平期刊论文100余篇，总被引4000余次，授权发明专利23项。他的科研成果已联合航天科技/科工、中航工业、军事科学院、兵器工业等多家单位开展引导转化应用，曾获四川省科技进步奖、省学术技术带头人后备、博士后创新人才支持计划、电子教育学会优秀博士学位论文奖、国家WR计划青年人才等荣誉，并在科技部期刊《中国高新科技》做封面人物报道。
黄靖正，博士，上海交通大学副研究员、博士生导师，上海交通大学量子感知与信息处理研究所副所长。他长期研究光量子传感技术及其在导航、电力等方面的应用研究，解决相关基础科学问题与样机研发过程中的核心技术问题。他已主持国家自然科学基金委项目3项、国防科技项目6项，并以骨干成员身份参与科创2030重点研发项目。他在Nature Communications、Science Advances、Physical Review Letters等高水平国际学术期刊上发表SCI论文40余篇，获授权国家发明专利10余项、国防专利6项，以第一译者身份出版译著1部。
李浩，博士，中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员，长期从事超导单光子探测技术及应用研究，具有丰富的超导及光电器件研究经验。他发明了多层超导纳米线单光子探测器件，实现近极限效率（98%）超导单光子探测器；研制了百通道超导探测器应用于“九章”光量子计算原型机，合作应用成果多次创造光纤量子密钥分发和光量子计算世界纪录，入选两院院士评选的“中国十大科技进展新闻”。他作为项目负责人承担了国家基金委、上海市、中国科学院等重大科研任务。已发表学术论文150余篇，申请专利50项。他入选上海市青年科技启明星，中科院青年创新促进会，上海微系统所新微之星等人才计划，获第五届中国光学工程学会技术发明奖一等奖。
肖太龙，博士，上海交通大学感知学院助理研究员。他于2023年在上海交通大学获得博士学位，研究方向为量子人工智能（AI）算法及其在量子传感中的应用，主持国家自然科学基金等项目4项，曾获得首届CCF量子计算优秀博士论文，在Nature合作期刊npj Quantum Information、Communications Physics、New journal of Physics以及Phys. Rev.系列等期刊上发表SCI论文25余篇，被引用170余次。他目前担任Physical Review Letters、PRX Quantum、Quantum Science and Technology、New Journal of Physics、Physical Review A/Applied等期刊审稿人。他曾获2019年首届上海交大杨嘉墀奖学金、2022年光纤国重一等奖研金、中国计算机学会“司南杯”量子编程挑战赛一等奖（2023）与二等奖（2022）。
七、培训费用和报名咨询
报名咨询：请发送电子邮件至BISainan@MEMSConsulting.com，邮件题目格式为：报名+量子传感与精密测量+单位简称+人数。
报名网站：
https://www.memstraining.com/training-68.html
培训赞助：请致电联系毕女士（18921125675），或麦姆斯咨询固话（0510-83481111）。
麦姆斯咨询联系人：毕女士
电话：18921125675
邮箱：BISainan@MEMSConsulting.com
主办单位：麦姆斯咨询
协办单位：上海传感信息科技有限公司
一、课程简介
量子传感（Quantum Sensing）是利用量子对象及其特性（例如分立性、相干性、随机性）、量子力学的基本原理（例如量子叠加、量子纠缠）对物理量进行精密测量的先进技术，主要分为三种类型：（1）利用量子对象来测量物理量，量子对象的特征是量子化的能级（量子态）；（2）利用量子相干性（即具有波动属性的空间、时间叠加态）来测量物理量；（3）使用量子纠缠来提高测量的灵敏度或精度。在提升量子传感技术性能指标方面，目前主要有三条实现路径：（1）高Q值系统的制备和维持；（2）干涉仪的量子增强技术；（3）由物理量测量向频率测量转换。相比于经典传感器（基于宏观对象的经典物理学原理），量子传感器通常具有更高的灵敏度和精度，在探测极微弱信号方面表现出众，但如何在更复杂、更实际的环境中稳定可靠地工作，充分发挥量子技术所带来的颠覆性优势，是当前产业界亟需解决的核心问题之一。
微观粒子的基本属性：分立性（分立能级）、相干性（量子叠加态和纠缠态）、随机性（量子噪声）（来源：《量子传感(Ⅰ)：基础理论与方法》）
量子传感基本架构。充分兑现量子传感带来的颠覆性效果，主要体现在针对微观粒子量子态的“制备、操控、探测”三个方面。（来源：《量子传感(Ⅱ)：关键技术与典型代表》）
量子传感是量子技术领域的核心发展方向之一，是量子信息感知的物理实现基础，它与量子通信、量子计算共同构成了当前量子技术的三大支柱。基于量子传感技术形成的各种类型传感器已经在诸多领域发挥了重要作用。相较于量子计算和量子通信，量子传感的发展历程更悠久、技术成熟度更高、应用更广泛、效果更显著。伴随着量子理论及信息技术的发展，量子传感的概念和技术外延也在不断拓展，技术表现形式也愈发多样。如今，量子传感已经在世界各发达国家上升到国家战略技术的地位。2018年，欧盟发布了总预算为10亿欧元的《量子技术旗舰计划（Quantum Flagship）》，将“量子传感与计量”列为重点研究领域之一，旨在通过资助研究和开发，推动量子传感器的商业化应用。2022年，美国国家科学技术委员会（NSTC）发布了题为《将量子传感器付诸实践（Bringing Quantum Sensors to Fruition）》的战略报告，以美国《量子信息科学国家战略概览》和《国家量子倡议（NQI）》法案为基础，介绍了五类量子传感器及其应用，阐述了量子传感器从研发到产业化阶段面临的四大挑战，体现了美国在量子传感领域的重视和决心。
五类量子传感器示例（来源：《将量子传感器付诸实践》）
近些年，以集成电路（IC）、集成光路（PIC）、微机电系统（MEMS）为代表的半导体技术极大地促进了量子态的制备、操控、探测等技术发展，为量子传感器的微型化、集成化和商用化提供了关键支持，加快了量子传感技术渗透至众多应用领域——从定位、导航和授时（PNT）到遥感测绘、深空探测，再到医疗成像、脑机接口，以及各种工业监测。目前已进入实用化阶段的量子传感器的典型代表为原子钟、原子磁力仪、原子干涉重力仪、单光子探测器等。同时，基于金刚石氮-空位（NV）色心的惯性/磁场传感器、基于里德堡原子的电场传感器等因其独特的优势也正在成为重要的发展方向，受到学术界和产业界的广泛关注。展望未来，以人工智能（AI）为驱动力的新一轮信息化浪潮，必将为量子传感器带来新的发展契机：从单一维度的信号传感迈向更多维度的信息感知，并提升精度、稳定性和实用性。根据《量子传感器技术及市场-2025版》报告显示，全球量子传感器市场在2025 ~ 2045年期间的复合年增长率（CAGR）预计高达11.4%。
量子传感器产业路线图（来源：《量子传感器技术及市场-2025版》）
在量子传感器产业化方面，2022年，博世（Bosch）集团宣布进入量子传感器产品市场：成立独立子公司Bosch Quantum Sensing来加快实现量子传感器的商业化，基于金刚石NV色心的量子磁强计和量子陀螺仪是其主打产品，面向汽车、工业和医疗等应用领域。2024年，初创公司SpinMagIC从德国斯图加特大学（University of Stuttgart）独立出来运营，目标是将基于电子顺磁共振（EPR）的微型量子传感器商业化，其量子传感器仅有手掌大小，核心组件是微型IC芯片（EPRoC）和轻量化3D打印磁铁，面向食品/药品检测、电池监测、环境污染监测、医疗诊断等应用领域。2025年，由中国科学院上海微系统与信息技术研究所等单位研制的基于钻石NV色心的高性能MEMS集成式量子电流传感器顺利通过用户单位中国南方电网公司牵头组织的新产品技术鉴定。中国工程院李立浧院士、陈勇院士等专家组成的鉴定委员会一致认为，该MEMS量子电流传感器综合技术性能达到国际领先水平，能够满足±800 kV特高压输电线路的挂网应用需求。这是我国在量子传感领域自主原创技术迈向实用化过程中的又一项重要的标志性进展。这项量子传感技术的创新点是将钻石量子敏感材料与硅基MEMS技术相结合，实现高密度多器件垂直互联与异质异构一体化集成，在2.4 cm³的小体积内实现多种量子信号传感芯片的制备，为电力工业电流精密测量提供了核心微型传感器。
基于金刚石NV色心的量子传感器主要组件和传感原理
SpinMagIC开发的微型量子传感器可以放在手掌中，具有低成本、高精度、便携且电池供电等优点。
产业界、学术界、政府部门之间的协同合作，是量子技术迈向产业化征程的重要驱动力。为此，麦姆斯咨询立足产业界的广泛需求，邀请拥有丰富实践经验的科研学者和技术专家，为大家传授量子传感与精密测量知识及技术经验，同时探讨多种量子传感器的商用前景及量产之道。本次课程内容包括：（1）光晶格原子钟；（2）基于离子阱系统的量子精密测量技术及应用；（3）基于固态色心的量子精密测量技术及应用；（4）集成化微型钻石量子传感器及应用；（5）基于金刚石NV色心的固态磁传感器和陀螺仪；（6）仿生量子智能感知器件；（7）量子光力学及其精密测量应用；（8）基于腔光力系统的高精度微惯性传感器：从机理到实现；（9）光量子传感技术及其导航应用；（10）高保真光子数可分辨超导单光子探测技术；（11）基于量子机器学习算法的量子传感。
二、培训对象
本课程主要面向量子传感与精密测量产业链上下游企业的技术人员和管理人员，以及高校及科研院所师生，同时也欢迎其他希望了解量子传感、精密测量技术及应用的非技术背景人员参加，例如销售和市场人员、投融资机构人员、政府管理人员等。
三、培训时间
2025年3月28日~3月30日
授课结束后，为学员提供麦姆斯咨询的结业证书。
四、培训地点
无锡市（具体地点以培训前一周的邮件通知为准）。
五、课程内容
课程一：光晶格原子钟
老师：中国科学院国家授时中心 研究员 常宏
原子钟（Atomic Clock）是一种通过测量原子内部能级跃迁所产生的特定频率来计量时间的精密时钟。由于原子内部的跃迁频率极为稳定且不受外部环境因素的影响，因此原子钟具有极高的精度和稳定性，成为国际时间和频率转换的基准。原子钟不但在科学研究领域有着重要的应用，而且已深入大众的日常生活，例如全球卫星导航系统和高速电子通信等。根据跃迁频率，原子钟可分为微波原子钟和光频原子钟。根据量子参考体系制备手段，光频原子钟可分为冷原子光钟和热原子光钟。在高准确度冷原子光钟里，根据量子参考体系的类型，又进一步可分为离子光频原子钟和光晶格原子钟。光晶格原子钟利用囚禁在光晶格中的大量中性原子的钟跃迁信号来修正本地光频振荡器（钟激光）的输出频率，使钟激光与冷原子参考体系的钟跃迁频率保持共振，并通过飞秒光学频率梳来测量钟激光的频率。经过20多年的发展，光晶格原子钟展示了优异的频率稳定度和不确定度，不仅成功地走出了实验室，还是重定义时间单位“秒”的有力候选者之一。本课程详解光晶格原子钟工作原理、性能指标及典型应用，综述地面基准光晶格原子钟、可搬运光晶格原子钟和空间光晶格原子钟的技术特点和研究进展。
课程提纲：
1. 原子钟概述；
2. 光晶格原子钟工作原理及应用领域；
3. 光晶格原子钟性能指标：稳定度、准确度等；
4. 地面基准光晶格原子钟；
5. 地面可搬运光晶格原子钟和空间光晶格原子钟；
6. 光晶格原子钟总结和展望。
课程二：基于离子阱系统的量子精密测量技术及应用
老师：中国科学院精密测量科学与技术创新研究院 研究员 冯芒
离子阱（Ion Trap）是一种利用电磁场将离子（通常采用带电原子）俘获和囚禁在一定范围内的装置。离子阱系统因其高精度控制、长相干时间、高灵活性、强适应性等特点，成为现代量子技术和精密测量的重要工具，是目前最有希望展现量子技术优越性的物理系统之一。通过精准操控势阱内稳定囚禁的离子的运动状态和自旋量子态，能够在原子层面上快速处理量子信息和准确测量各种物理量，也能获得外部电磁场的准确信息。相对于中性原子阱（例如磁光阱），离子阱的势能更大（通常多达数电子伏特）。同时，离子阱不依赖具体的离子能级结构，使其适用范围更广，不仅可用于多种物理量测量，还可作为实现量子计算机的物理系统之一。本课程首先介绍离子阱系统及其在量子精密测量方面的应用，然后重点讲授基于离子探针的电场/磁场/摩擦力/角速度测量，最后探讨量子精密测量产业化前景。
课程提纲：
1. 离子阱概念及离子阱系统原理；
2. 基于离子阱系统的量子精密测量；
3. 基于离子探针的交变电场和磁场精密探测；
4. 基于离子探针的摩擦力精密探测；
5. 基于离子量子态的陀螺仪；
6. 基于离子阱系统的量子精密测量产业化前景探讨。
课程三：基于固态色心的量子精密测量技术及应用
老师：北京航空航天大学 教授 袁珩
固态色心（Solid-State Color Centers）是一种存在于金刚石/钻石、碳化硅（SiC）等晶体中的点缺陷，能够稳定地捕获电子并具有良好的光学和自旋特性。其中，氮-空位（NV）色心是金刚石中普遍的一种发光缺陷，由氮原子（N）替代碳原子（C）+相邻空位（V）组成，具有稳定的荧光发射、超长的电子自旋相干时间、良好的可拓展性、成熟的微波操作技术以及简易的光学读出手段等优点，已经成为最具有前景的室温固态量子传感体系之一，并在多个精密测量领域得到了广泛应用，包括磁场、电场、温度、应力、惯性导航、光学成像等。展望未来，通过材料优化、量子操控技术提升、集成技术发展，金刚石NV色心有望推动量子精密测量产业的快速发展。本课程首先介绍基于固体色心的量子精密测量技术总体情况，然后针对金刚石NV色心体系进行详细讲解，涵盖基本理论、调控技术、精密测量技术及应用，最后总结技术现状并展望发展前景。
课程提纲：
1. 基于固体色心的量子精密测量技术概述；
2. 基于金刚石NV色心的量子精密测量基本理论；
3. 金刚石NV色心量子调控技术进展；
4. 金刚石NV色心量子精密测量技术及应用进展；
5. 基于固体色心的量子精密测量技术总结与展望。
课程四：集成化微型钻石量子传感器及应用
老师：中国科学院上海微系统与信息技术研究所 研究员 陈浩
钻石，不仅可以作为珠宝装饰品，更是具有极高研究价值的新型量子材料。钻石氮-空位（NV）色心利用其在磁场中的量子顺磁共振效应及荧光辐射特性可以进行精密磁测量。钻石NV色心在常温下也具有稳定的量子态，可以在非制冷的室温下工作。同时，钻石量子磁传感器以其高空间分辨率、高灵敏度、高生物兼容性等技术优势，在近场微观磁共振、磁异常探测、电流测量、生命科学等领域具有重要的应用前景。小型化、集成化、便携化是钻石量子传感器取得实际应用的重要条件。近年来，中国科学院上海微系统与信息技术研究所武震宇、陈浩团队基于晶圆级MEMS工艺平台，利用标准微纳加工技术，制备出钻石量子磁传感器的核心：钻石芯片，并持续开展MEMS集成化钻石量子传感器研究与产业化，相关成果在Advanced Quantum Technology、ACS Photonics、Applied Physics Letters等期刊上发表了十余篇科研论文，申请和授权十余项发明专利。当前，在国家重点研发计划的支持下，正与南方电网、中国科学技术大学、西安西电高压开关公司等单位开展合作研究，研制可批量制备的、适用于我国特高压输电线路的精密量子传感器。本课程从钻石量子传感器工作原理出发，详解MEMS集成化微型钻石量子传感器设计、制造、调解、表征、应用，最后总结微型钻石量子传感器的产业化进展。
课程提纲：
1. 钻石量子传感器工作原理及应用前景；
2. 集成化微型钻石量子传感器设计与制造；
3. 集成化微型钻石量子传感器解调系统；
4. 基于集成化微型钻石量子传感器的闭环矢量磁场表征；
5. 基于集成化微型钻石量子传感器的高压电流测量；
6. 集成化微型钻石量子传感器产业化情况。
课程五：基于金刚石NV色心的固态磁传感器和陀螺仪
老师：中北大学 教授 马宗敏
金刚石氮-空位（NV）色心是一种固态单电子自旋体系，可以在室温下进行操控和读出，并保持较长的相干时间，在量子传感器领域（尤其是磁场和角速度测量）逐渐成为一个非常有前景的技术平台。在可扩展性和集成化方面，金刚石NV色心体系也具有优势：（1）可在单颗金刚石芯片上实现多个NV色心，以形成大规模传感网络，提升空间分辨率和测量灵敏度；（2）适用于芯片级微型传感器，可以与半导体微纳工艺兼容，推进量子传感器的产业化落地。基于金刚石NV色心的固态磁传感器的探测灵敏度可达皮特斯拉（pT）量级，在特定实验条件下甚至可达到飞特斯拉（fT）量级，能够精确测量极微弱的磁场信号。基于金刚石NV色心的固态陀螺仪的灵敏度超过传统的光纤陀螺仪（FOG）和MEMS陀螺仪，能够实现超高精度的角速度测量，并且无需机械旋转部件或复杂的光学腔，可以制成芯片级三轴量子陀螺仪，适用于微型惯性测量单元（IMU）。本课程首先概述基于金刚石NV色心的固态传感器，然后针对磁传感器和陀螺仪两类器件进行重点讲解，并介绍它们的实验平台和产业化情况，最后进行技术总结与未来展望。
课程提纲：
1. 基于金刚石NV色心的固态传感器概述；
2. 基于金刚石NV色心的固态磁传感器研究进展；
3. 基于金刚石NV色心的固态陀螺仪研究进展；
4. 基于金刚石NV色心的固态传感器实验平台；
5. 基于金刚石NV色心的固态传感器产业化情况；
6. 基于金刚石NV色心的固态传感器技术总结与展望。
课程六：仿生量子智能感知器件
老师：中北大学 教授 郭浩
仿生量子智能感知是一个融合了量子力学、仿生学以及传感技术的前沿研究领域，其核心目标是借助量子力学的原理和效应，模仿自然生物体的感知机制，以提高感知系统的性能和效率。仿生量子智能感知器件可以实现磁场、电场、温度、应变/应力、角速度等物理量的超高灵敏度探测以及多功能集成，有望在生物医疗、工业控制、环境监测、航空航天等应用领域取得突破，推动感知系统向更高精度、更高效率、更低功耗、更强适应性的方向发展，将会在多个行业推动技术革命。在小型化和集成化方面，基于金刚石NV色心的传感器集成制造是实现固态自旋体系量子传感器芯片化制造的主要技术途径。目前微纳集成主要技术途径包括：MEMS微纳加工、3D打印、CMOS集成、片上一体集成等技术。本课程从仿生智能感知机制出发，详细讲解量子智能感知器件原理、设计、制造、应用等知识，最后进行技术总结与未来展望。
课程提纲：
1. 量子效应驱动的仿生智能感知机制；
2. 固态自旋体系量子感知方法；
3. 仿生量子智能感知器件设计；
4. 量子智能感知器件集成制造；
5. 仿生量子智能感知器件优势及应用前景；
6. 仿生量子智能感知器件总结与展望。
课程七：量子光力学及其精密测量应用
老师：电子科技大学 教授 邓光伟
量子光力学是光学、力学和电子学等多个学科结合的新兴交叉研究领域，通过把光学腔或微波腔与机械谐振器（机械振子）相结合，形成腔光力系统并对光子和声子进行精密控制和转化，可用于实现对各种物理量的高灵敏度测量，也为研究固态量子系统提供了一个很好的载体平台。在腔光力系统中，量子规律可以在从纳米到厘米尺度、从微克到千克范围的物体运动中得到展示。近十多年，随着微纳加工工艺和冷却技术的进步，量子光力学实现了快速的发展，例如在基于超低噪声腔的室温量子光力学研究中取得了令人瞩目的成果，为量子传感与精密测量的发展开辟了新的道路。作为一种观察和控制宏观物体量子态的腔光力系统，其观测精度接近量子极限，这种测量微弱力和场的方法具有广阔的前景。本课程从量子光力学理论出发，重点讲解腔光力系统中声学量子态的探测与操控——这为进一步利用声学量子态进行微波到光波相干转换、构建固态量子换能器，以及实现腔光力量子传感器及精密测量应用奠定了基础。
课程提纲：
1. 谐振子量子化理论；
2. 腔光力系统中的辐射压力相互作用；
3. 腔光力系统精密测量的标准量子极限；
4. 腔光力系统中的机械模式量子态冷却与探测；
5. 利用量子压缩、光力纠缠突破标准量子极限；
6. 量子腔光力系统的精密测量应用：惯性导航、磁场传感、红外传感。
课程八：基于腔光力系统的高精度微惯性传感器：从机理到实现
老师：电子科技大学 教授 黄勇军
电容式MEMS惯性传感器已经获得广泛应用，从智能手机到自动驾驶汽车，但其在精度、灵敏度及稳定性等性能指标上受到制约。近年来，随着微纳加工技术的进步，微纳光腔以及微光机电系统（MOEMS）传感器快速发展。其中，微腔光力系统已经逐渐成为新兴微纳惯性传感的全新解决方案，可广泛用于微小位移、质量、加速度、引力波等物理量的测量。以基于科氏效应的微陀螺仪为例，其可将输入角速度转换为检测位移，而微腔光力系统对位移物理量具有极高的测量精度，这为设计实现高测量灵敏度及精度、高零偏稳定性、大动态范围、不易受电磁干扰的新型高精度微陀螺仪提供了一种新的思路。本课程详解基于腔光力系统的高精度微型传感器，从工作机理到工程实现，涵盖加速度计、陀螺仪、磁场传感器等，最后还会介绍量子增强型腔光力传感器，以及微型定位、导航和授时（Micro-PNT）系统。
课程提纲：
1. 腔光力系统工作机理；
2. 基于腔光力系统的高精度加速度计；
3. 基于腔光力系统的高精度陀螺仪；
4. 基于腔光力系统的高精度磁场传感器；
5. 基于腔光力系统的高稳定度微振荡器；
6. 量子增强型腔光力传感器及Micro-PNT系统。
课程九：光量子传感技术及其导航应用
老师：上海交通大学 副研究员 黄靖正
光量子传感技术利用光与物质的量子相互作用，结合量子叠加、纠缠、非破坏测量等特性，实现超高灵敏度和高精度测量。相比于固体系统（例如金刚石氮-空位（NV）色心）与原子系统（例如里德堡原子），光子系统具有相干时间长、抗干扰能力强、易于调控等优点，在精密测量任务中具有天然的优势。由于多数传感与测量任务都可以等效为光学相位的测量，因此，光量子精密测量的一类重要任务就是针对相位参数进行测量与估计。相比于传统传感器，光量子传感器能突破经典测量极限，能够在高精度导航、无卫星环境下的自主导航、深空探测等方面发挥关键作用。本课程从光量子传感技术机理出发，介绍基于弱测量方法的量子传感研究进展，深入讲解基于光量子传感技术的角速度测量（陀螺仪）及导航应用，最后进行技术总结与未来展望。
课程提纲：
1. 光量子传感技术机理；
2. 基于弱测量方法的光量子传感技术；
3. 基于光量子传感技术的角速度测量；
4. 基于光量子传感技术的导航应用；
5. 光量子传感技术总结与展望。
课程十：高保真光子数可分辨超导单光子探测技术
老师：中国科学院上海微系统与信息技术研究所 研究员 李浩
近几十年来，人们一直坚持对量子世界的探索，不断推进量子传感、量子通信、量子计算的理论体系构建和关键技术突破。随着基于量子力学的量子器件与技术发展，人类世界迎来了“第二次量子革命”的曙光。由于光子是最易产生、操控、传输及探测的量子态载体之一，因此光量子信息技术成为了量子信息领域的关键角色之一，同时也是科技强国的“重器”——世界发达国家非常重视的颠覆性技术。超导单光子探测器（SSPD）作为微观体系量子态检测和调控方面的核心器件，具有高时间分辨率、低暗计数率、高探测效率以及宽光谱响应等优点，在激光雷达（LiDAR）、光量子计算、远距离量子通信中均有应用。本课程综述单光子探测技术及超导单光子探测器研究进展，深入讲解高保真光子数可分辨超导单光子探测器关键技术，从设计与制造到测试与应用。
课程提纲：
1. 光量子信息及单光子探测技术；
2. 超导单光子探测器及研究进展；
3. 高保真光子数可分辨超导单光子探测器设计与制备；
4. 高保真光子数可分辨超导单光子探测器性能测试；
5. 超导单光子探测器在光量子信息领域的应用；
6. 超导单光子探测技术总结与展望。
课程十一：基于量子机器学习算法的量子传感
老师：上海交通大学 助理研究员 肖太龙
量子机器学习（Quantum Machine Learning，QML）是结合量子计算与机器学习的前沿交叉学科方向，旨在利用量子计算的特性来实现机器学习任务（例如数据分类、回归分析、模式识别）的优化，具有量子并行计算、指数级存储能力、量子优化加速等优点。将量子机器学习算法的引入量子传感领域，可以进一步增强传感器的数据处理能力，提高灵敏度和抗噪性，实现更高效的信号提取和模式识别。量子机器学习为量子关联成像/鬼成像（Ghost Imaging，GI）提供了新的优化方法，提升了采样效率、成像质量和抗噪能力，在量子雷达、遥感探测、生物成像等领域具有广阔的应用前景。本课程从量子计算和机器学习的基础知识出发，详细讲解基于量子机器学习算法的量子传感技术与应用。
课程提纲：
1. 量子计算进展；
2. 机器学习赋能量子信息技术；
3. 量子机器学习概念、算法及其优势；
4. 基于量子机器学习算法的量子传感；
5. 量子机器学习鬼成像与实际优势；
6. 基于量子机器学习算法的量子传感应用与展望。
六、师资介绍
常宏，博士，中国科学院国家授时中心研究员、博士生导师，国务院津贴获得者。他于2005年在山西大学获得光学专业博士学位，2005年在法国国家科研中心光学研究所从事博士后研究（导师为2022年诺贝尔物理学奖获得者A. Aspect教授）；2007年被中科院“百人计划”引进国家授时中心，负责国际新一代基准钟——光钟的研制，成功研制出我国自主的高性能光钟，用于应对国际“秒”定义的变更。目前，他还担任我国载人空间站高精度时频柜副主任设计师，带领团队负责研制了世界上首台空间站光钟。他于2013年获得“中国科学院王宽诚西部学者突出贡献奖”，2017年获得“全国时频领域优秀年轻科技工作者”荣誉称号，2021年获得“陕西省中青年科技创新领军人才”称号。
冯芒，博士，中国科学院精密测量科学与技术创新研究院二级研究员，中国科学院大学教授、博士生导师。他于1996年在中国科技大学获得博士学位，1996年至1998年在中国科学院从事博士后研究工作，2000年至2005年在德国、意大利和爱尔兰等多个欧洲国家的研究所和国立大学担任客座科学家和研究学者。他长期从事原子分子物理、量子光学和量子信息处理等方面的前沿研究工作，近年来致力于超冷离子体系的量子计算、量子精密测量等基础性研究和量子技术的应用，曾两次参与欧盟委员会资助的量子计算项目。迄今为止，他已发表SCI收录的文章320余篇，他人引用超过7500次。他的量子科研工作受到广泛关注，曾多次被新华社报道；曾三度被美国物理学会作为研究亮点撰文评价；曾被英国皇家物理学会期刊评为2012-2013年度最高质量等级（Q1）论文。他是Phys. Rev. Lett.等国际著名物理学杂志的审稿人，也是《中国物理B》、《中国物理快报》的特约评审员。
袁珩，博士，北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院智能感知工程系副系主任、研究员、博士生导师，中国仪器仪表学会量子传感与精密测量仪器分会理事、传感器分会理事，科技部重点研发专项专家库成员，国家自然科学基金网评专家，IEEE工业电子学会工业信息学技术委员会委员。他主要从事量子传感技术、微纳传感芯片技术研究工作，是“量子传感技术”工业和信息化部重点实验室成员，主持承担了包括国家重点研发专项课题、国家自然金项目（3项）等在内的国家级科研项目7项。他是IEEE Journal of Biomedical and Health Informatics（Q1）客座编辑，以第一作者与通讯作者发表SCI论文40余篇；已授权国家发明专利30余项，国外发明专利2项；获国家教学成果二等奖1项。
陈浩，博士，中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员、硕士生导师。他于南京大学取得博士学位，曾在美国伊利诺伊大学厄巴纳香槟分校（University of Illinois Urbana Champaign）从事微纳光学器件、超构表面的研制和应用，具有丰富的MEMS和亚波长光子学器件制造经验。他长期从事先进光学MEMS传感器、基于量子效应的集成化钻石传感器以及微纳光学传感器等研究工作，开发在高精密磁场探测、电流测量、激光在线测量等领域中应用的微型传感器，并取得多项具有创新性的科技成果。他作为第一作者或通讯作者在Nat. Commun.、ACS Nano、Adv. Quantum. Technol.等期刊上发表了SCI论文40余篇，申请中、美专利7件。他于2021年入选上海市级人才项目，并作为负责人承担国家重点研发计划目课题和子课题。他还作为项目骨干参与中科院先导专项课题、中国科学院仪器项目等重要科研任务。
马宗敏，博士，中北大学教授、博士生导师，中国仪器仪表学会量子传感与精密测量分会常务理事，2021年度山西省杰出青年基金获得者，山西省优秀青年学术带头人，是科技部重点研发计划项目会评专家，科技部重大科学仪器设备开发重点专项总体组专家等。他主要从事固态量子传感、超高分辨精密测量等研究工作，提出了基于金刚石氮-空位（NV）色心的固态磁传感器和陀螺仪方法与技术，搭建了相关实验平台，完成了灵敏度较高的原子磁强计样机研制；同时提出了铁磁共振磁交换力显微镜方法，建立了基于塞曼分裂的铁磁共振磁交换力显微系统模型，自主搭建了基于超高真空原子力显微镜的磁信息测量平台，得到了典型磁性材料的高分辨成像。近年来，他作为负责人主持国家科技部重点研发计划课题2项，国家自然基金国际（地区）合作重点项目、面上、青年基金各1项；其它省部级项目十余项。他在Nanotechnology、Appl. Phys. Lett.、Applied Surface Science、Optics Express、Nanoscale Research Letters、Applied Physics Express、IEEE Sensors Journal等国际高水平期刊上累计发表SCI论文70余篇。
郭浩，博士，中北大学教授。他于2016年毕业于中北大学获博士学位，目前主要研究方向为量子智能感知与精密测量。他入选山西省杰青、博士后创新人才支持计划。他主持国家自然科学基金面上项目、青年项目，博士后科学基金等各部委项目20余项。他获得山西省技术发明二等奖1项，IOP中国高被引论文奖1项。他在Advanced Materials、Cell Reports Physical Science、Advanced Functional Materials、Sensors and Actuators B: chemical等领域内顶级期刊上发表SCI论文60余篇，ESI高被引/热点论文2篇，封面文章1篇，授权国家发明专利20余项。
邓光伟，博士，电子科技大学教授、博士生导师，国家青年人才，国家重点研发计划青年首席。他于2016年6月毕业于中国科学技术大学，获理学博士学位，导师为郭国平教授和郭光灿院士；2016年7月至2018年1月任中国科学技术大学副研究员；2018年2月加入电子科技大学基础与前沿研究院量子信息研究中心，担任量子物理与工程实验室负责人、量子物理与光量子信息教育部重点实验室副主任。他先后荣获“王大珩光学奖”、“电子科技大学校百人”、“四川省青年人才”等奖励，并受自然科学基金委邀请代表中国博士参加2016年诺贝尔奖获得者大会。他作为项目负责人主持国家自然科学基金青年、面上、重大研究计划培育、联合基金重点项目各一项，主持国家重点项目子课题一项、国家重点研发计划青年项目一项；作为学术骨干参与科技部超级973项目，科技部重点研发计划，中科院战略先导B等国家重大研究项目。在量子计算与精密测量等领域做出了系列创新研究成果，在各类学术期刊发表论文60余篇，其中第一/通讯作者在Nature Communications、Science Advances、PNAS、Physical Review Letters、Optica期刊上各发表1篇，在Nano Letters期刊上发表2篇。他目前主要关注的研究方向为：量子光力学、量子计算与精密测量关键器件（纳光机电器件、量子换能器、光电集成量子器件）、精密测量研究平台（量子压缩、量子纠缠、分布式量子传感网络）、精密测量应用推广（量子惯性导航、极低温光电子学、微纳传感）等。他组织PIERS等国际会议，多次在国际国内学术会议上做邀请报告；担任APS、IOP、npj等系列刊物评审，Chinese Optics Letters青年编委，《激光技术》编委，《电子科技大学学报》量子信息专栏编委；担任中国光学学会-光量子科学与技术专业委员会-委员，中国计算机学会CCF-量子计算专业委员会-常务委员。
黄勇军，博士，电子科技大学教授、博士生导师，国家青年人才，电子科技大学校百人。他博士毕业于电子科技大学，后留校任教，期间曾赴美国哥伦比亚大学、加州大学洛杉矶分校学习交流两年，师从IEEE/OSA/APS/SPIE/NAI Fellow Chee Wei Wong教授。他的研究领域主要包含基于腔光力系统的高精度微加速度计、微陀螺仪、微磁场传感器、微腔振荡器及芯片级原子钟等。他曾主持国家自然科学基金（NSFC）青年及面上、JKW173基金及GF创新特区、ZF预研基金、ZF“慧眼行动”、ZF-教育部联合基金等10余项国家级项目，对新型腔光力高精度微加速度计、微陀螺仪等惯性传感器芯片开展了系统深入的研究工作，研制出系列微惯性传感器芯片，构建了完整的腔光力微惯性传感器芯片技术体系；发表中外高水平期刊论文100余篇，总被引4000余次，授权发明专利23项。他的科研成果已联合航天科技/科工、中航工业、军事科学院、兵器工业等多家单位开展引导转化应用，曾获四川省科技进步奖、省学术技术带头人后备、博士后创新人才支持计划、电子教育学会优秀博士学位论文奖、国家WR计划青年人才等荣誉，并在科技部期刊《中国高新科技》做封面人物报道。
黄靖正，博士，上海交通大学副研究员、博士生导师，上海交通大学量子感知与信息处理研究所副所长。他长期研究光量子传感技术及其在导航、电力等方面的应用研究，解决相关基础科学问题与样机研发过程中的核心技术问题。他已主持国家自然科学基金委项目3项、国防科技项目6项，并以骨干成员身份参与科创2030重点研发项目。他在Nature Communications、Science Advances、Physical Review Letters等高水平国际学术期刊上发表SCI论文40余篇，获授权国家发明专利10余项、国防专利6项，以第一译者身份出版译著1部。
李浩，博士，中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员，长期从事超导单光子探测技术及应用研究，具有丰富的超导及光电器件研究经验。他发明了多层超导纳米线单光子探测器件，实现近极限效率（98%）超导单光子探测器；研制了百通道超导探测器应用于“九章”光量子计算原型机，合作应用成果多次创造光纤量子密钥分发和光量子计算世界纪录，入选两院院士评选的“中国十大科技进展新闻”。他作为项目负责人承担了国家基金委、上海市、中国科学院等重大科研任务。已发表学术论文150余篇，申请专利50项。他入选上海市青年科技启明星，中科院青年创新促进会，上海微系统所新微之星等人才计划，获第五届中国光学工程学会技术发明奖一等奖。
肖太龙，博士，上海交通大学感知学院助理研究员。他于2023年在上海交通大学获得博士学位，研究方向为量子人工智能（AI）算法及其在量子传感中的应用，主持国家自然科学基金等项目4项，曾获得首届CCF量子计算优秀博士论文，在Nature合作期刊npj Quantum Information、Communications Physics、New journal of Physics以及Phys. Rev.系列等期刊上发表SCI论文25余篇，被引用170余次。他目前担任Physical Review Letters、PRX Quantum、Quantum Science and Technology、New Journal of Physics、Physical Review A/Applied等期刊审稿人。他曾获2019年首届上海交大杨嘉墀奖学金、2022年光纤国重一等奖研金、中国计算机学会“司南杯”量子编程挑战赛一等奖（2023）与二等奖（2022）。
七、培训费用和报名咨询
报名咨询：请发送电子邮件至BISainan@MEMSConsulting.com，邮件题目格式为：报名+量子传感与精密测量+单位简称+人数。
报名网站：
https://www.memstraining.com/training-68.html
培训赞助：请致电联系毕女士（18921125675），或麦姆斯咨询固话（0510-83481111）。
麦姆斯咨询联系人：毕女士
电话：18921125675
邮箱：BISainan@MEMSConsulting.com
