金剛石量子傳感器，指利用金剛石氮-空位中心作為量子比特來進(jìn)行精密測(cè)量的設(shè)備。金剛石量子傳感器具有易于集成、監(jiān)測(cè)精度高等優(yōu)勢(shì)，在新能源汽車、電子電氣、醫(yī)學(xué)研究、量子計(jì)算等諸多領(lǐng)域擁有廣闊應(yīng)用前景。
   人造金剛石為金剛石量子傳感器主要基材。我國為人造金剛石生產(chǎn)及消費(fèi)大國，其產(chǎn)量長期保持增長趨勢(shì)。據(jù)中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)超硬材料分會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2023年我國人造金剛石產(chǎn)量占據(jù)全球總產(chǎn)量的95%。原材料優(yōu)勢(shì)將為金剛石量子傳感器行業(yè)發(fā)展提供有利條件。
   日本為全球較早布局金剛石量子傳感器行業(yè)研發(fā)賽道的國家，目前已取得眾多新進(jìn)展。2024年7月，東京工業(yè)大學(xué)工學(xué)院巖崎孝之副教授、關(guān)口直太特任副教授與波多野睦子教授團(tuán)隊(duì)合作，成功開發(fā)出一種金剛石量子傳感器，其可在9.4pT/√Hz低頻磁場下進(jìn)行高靈敏度檢測(cè)，未來有望在腦磁測(cè)量領(lǐng)域獲得應(yīng)用。未來伴隨研究不斷深入，金剛石量子傳感器行業(yè)發(fā)展速度將不斷加快。
金剛石量子傳感器在新能源汽車、電子電氣、醫(yī)學(xué)研究、量子計(jì)算等諸多領(lǐng)域擁有廣闊應(yīng)用前景。在新能源汽車領(lǐng)域，金剛石量子傳感器可用于測(cè)量動(dòng)力電池電流，改善電池功耗。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度加快，我國新能源汽車產(chǎn)銷量不斷增長。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2024年1-8月我國新能源汽車產(chǎn)量達(dá)到700.8萬輛。未來隨著應(yīng)用需求日益旺盛，我國金剛石量子傳感器行業(yè)發(fā)展空間將得到進(jìn)一步擴(kuò)展。
   雖然金剛石量子傳感器應(yīng)用前景廣闊，但其行業(yè)發(fā)展仍面臨諸多挑戰(zhàn)。一方面，高性能金剛石量子傳感器需采用含有可控濃度NV中心的高質(zhì)量人造金剛石制成，生產(chǎn)難度較大，我國企業(yè)尚不具備其規(guī)�；�生產(chǎn)能力；另一方面，金剛石量子傳感器在測(cè)量時(shí)易受到磁信號(hào)干擾以及噪音干擾，這將限制其應(yīng)用范圍。
   金剛石量子傳感器作為一種新型傳感器，應(yīng)用前景廣闊，未來伴隨市場需求日益旺盛，其行業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)持續(xù)向好。目前，金剛石量子傳感器行業(yè)尚處于起步階段，以實(shí)驗(yàn)室研發(fā)為主。未來伴隨研究深入、技術(shù)進(jìn)步，金剛石量子傳感器商用化進(jìn)程有望加快。