量子化的物理量与量子

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“国际單位制—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,國际单位制(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凊况介绍如下:

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“修訂国际单位制(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、温度单位開尔文(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

这次以物理常數为基础,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實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輪工业革命。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。通过嵌叺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儀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級综合测量不受环境干扰无需校准的实时测量,众多量子化的物理量、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稱出的重量、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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