本文件界定了量子测量相关的基本术语和定义。 本文件适用于量子测量相关标准制定、技术文件编制、教材和书刊编写以及文献翻译等。

ICS。01.040
ccs A 22
中华人民共和国国家标准
GB/T43737—2024
量子测量术语
Terminologyfor quantum measurement2024-03-15发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2024-10-01实施
43737—2024
规范性引用文件
通用基础
量子测量技术
典型量子测量材料、器件、系统与应用参考文献
素索引
GB/T43737—2024
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请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国量子计算与测量标准化技术委员会(SAC/TC578)提出并归口。本文件起草单位：中国计量科学研究院、中国科学技术大学、中国电子信息产业集团有限公司、科大国盾量子技术股份有限公司、之江实验室、山西大学、华中科技大学、中国信息通信研究院、航大二院北京无线电计量测试研究所、浪潮电子信息产业股份有限公司、中国科学院精密测量科学与技术创新研究院、中国科学院上海微系统与信息技术研究所、中国计量大学、中国空间技术研究院、中国人民解放军国防科技大学、航天九院西安微电子技术研究所、济南量子技术研究院、深圳中国计量科学研究院技术创新研究院、中国航天科工集团第三研究院第三十三研究所、山东国耀量子雷达科技有限公司、国仪量子(合肥)技术有限公司。
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1范围
量子测量术语
本文件界定了量子测量相关的基本术语和定义。GB/T
43737—2024
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通用基础
量子测量
quantummeasurement
获取量子系统状态，以及利用量子的最小、离散、不可分割特性和量子自旋、量子相于、量子压缩、量子纠缠等特性的测量。
量子计量
quantummetrology
基于基本物理常数定义国际单位制基本单位，利用量子系统、量子特性或量子现象复现测量单位量值或实现直接溯源到基本物理常数的测量。注：也用于其他高精度测量研究。3.3
量子传感
quantum sensing
利用量子特性实现物理量的高精度测量并按照一定的规律转换成可用信号的过程。3.4
量子态
quantum state
量子系统的状态。
[来源：GB/T
42565—2023,3.1]
量子费希尔信息
quantumFisherinformation
量子系统状态对待测参数的敏感性信息。注：经典费希尔信息的广展，用于确定参数测量的最高精度。3.6
海森堡不确定性原理
Heisenberg uncertainty principle两个非对易可观测量不可同时被确定，其中一个可观测量的不确定性越小，另一个可观测量的不确定性越大的物理学关系。
海森堡极限
Heisenberg limit
在特定量子态（3.4）下，量子系统的某个指定的可观测量受其非对易可观测量的测量不确定性的制约所能达到的测量精度极限。
43737—2024
散粒噪声shotnoise
遵从泊松过程的噪声。
注：对于电子或光子，其散粒噪声来源于电子或者光子离散的粒子本质。3.9
量子真空涨落
quantumvacuumfluctuation
真空能量密度的随机扰动。
注：量子真空涨落是海森堡不确定性原理(3.6)导致的结果3.10
量子噪声
quantum noise免费标准bzxz.net
测量过程中由于量子系统的海森堡不确定性引发的噪声。3.11
量子投影噪声
quantum projection noise
测量过程中由于量子投影测量结果的随机性所引发的噪声。3.12
相干态coherentstates
具有完全相干特性，且满足海森堡不确定性原理(3.6)极限的正交分量涨落分布呈圆形特征的量子态(3.4)。
压缩态squeezedstate
满足海森堡不确定性原理(3.6)极限的正交分量涨落分布呈椭圆特征的量子态(3.4)。3.14
量子干涉
quantumInterference
由于量子态(3.4)的叠加效应，量子态振幅发生的相干相长或相消现象。3.15
量子相干quantumcoherence
量子系统其量子态(3.4)能够发生稳定的相位干涉的能力和特性。注1：量子系统处于叠加态时，其各个叠加成分的相对相位稳定，是其具备量子相干特性的充要条件。注2：多个全同粒子相互之间相对相位的稳定，是其具备量子相干特性的充要条件。3.16
量子退相干
quantum decoherence
量子系统受外界扰动影响，失去量子相干性的过程。3.17
量子态寿命
quantumstatelifetime
量子态(3.4）上粒子占有数通过自发联迁降为初始占有数的1/e的时闻。3.18
quantum transition
量子跃迁
量子系统从一个量子态(3.4)跳跃式突变到另一个量子态(3.4)的过程。3.19
双光子拉曼跃迁
Etwo-photonRamantransition
Lambda型三能级原子（离子）分子系统中，双色光场从基态至共同激发态的两个跃迁通道在单光子大失谐、双光子共振的条件下耦合，原子(离子)或分子的布居可在两个基态之间相干地转移。注：是原子(离子)或分子自旋态的一种有效的操控过程。2
自旋进动spinprocession
T43737—2024
微观自旋系统（电子、原子核、原子等）的自旋磁矩在外磁场作用下，以一定的角频率绕外磁场方向的进动过程。
拉莫尔频率Larmorfrequency
自旋进动(3.20)的角频率。
spinpolarization
自旋极化
微观自旋系统（电子、原子核、原子等）的自旋磁矩，在一定的物理过程中，其失量和（即宏观磁矩)不等于零，且朝向某个特定的方向。3.23
量子隧穿效应
Zquantumtunnelingeffect
微观粒子具有一定的概率穿透高于粒子能量的势垒的量子效应。注：体现了微观粒子同时具有波动性。该过程中，粒子穿透势垒和被势垒反弹回的概率同时存在，反映出相干性的特征。
opticalmomentumeffect
光动量效应
具有动量的光子在与物质的相互作用中存在动量交换，进而使物质的运动状态发生变化的现象。注：此过程满足动量守恒定律。4量子测量技术
量子态制备
quantum state preparation
通过量子的操控方法使量子系统处于所需的量子态(3.4)。4.2
量子态探测
quantum state detection
利用探测器件，借助光或者微波与量子系统的作用，测量得到量子系统的量子态（3.4)的技术。4.3
quantumcontrol
量子操控
通过控制系统哈密顿量改变量子系统量子态(3.4)的操控方法。4.4
量子非破坏测量
quantumnondemolitionmeasurement对某个可观测量持续测量，但不增加其不确定性的量子测量方法。注：使用该方法测量某可观测量，会导致其他可观测量的不确定性增加。4.5
电子磁共振electronparamagneticresonance物质的电子磁矩与外磁场相互作用，在垂直于外磁场方向入射电磁波且能量与塞曼分裂能匹配时，物质从电磁波吸收能量的现象。4.6
核磁共振
nuclear magnetic resonance
磁矩不为零的原子核，在外磁场作用下自旋能级发生塞受分裂，共振吸收某一定频率的射频辐射的GB/T43737—2024
物理过程。
[来源：GB/T42035—2022,3.5]
专opticalrotation
光致旋转
物质与携带角动量的光场或光子相互作用而发生角动量的传递，使物质在光致力矩的作用下产生自旋、旋进、扭转等角向运动。4.8
atomicinterference
原子干涉
利用原子的物质波或内烹量子态的相干特性，产生相关量子态(3.4)相位叠加引起的相长或相消现象。
superconducting quantum interference effect超导量子干涉效应
闭合超导量子线路中的宏观量子干涉(3.14)现象。注：通常量子线路中包含一个或多个约悬夫森结，电流随穿过闭合环路的磁通周期性变化4.10
量子敏感介质
quantumsensitivemedium
在量子精密测量系统中直接与待测量发生相互作用的成分。注：包括单一组分的原子、分子，或系统形态的原子团、分子团、微小颗粒，亦或功能集成的芯片、气室等4.11
冷原子coldatom
保持在接近绝对零度温度的原子，通常通过原子与激光场的相互作用制备注：通常情况下，温度在10nK及以下的原子称为超冷原子4.12
levitated harmonic oscillator悬浮谐振子
被光场、电场、磁场等方法形成的势阱俘获并悬浮后，与外界环境不存在直接的机械接触，具备谐振敏感特性的量子敏感介质。
激光冷却lasercooling
利用激光降低粒子（如原子或离子或微纳颗粒）的随机运动速度从而降低粒子温度的技术，4.14
质心运动等效温度effectivetemperatureofcenter-of-massmotion以热力学温度为计量标准，描述微纳颗粒质心随机运动的平均能量。4.15
多普勒冷却
Dopplercooling
原子(离子)仅从特定方向吸收光子能量进入激发态，并随机地向各个方向发射光子回到基态，使原子在吸收光子方向上的运动速度减小。4.16
sub-Doppler cooling
亚多普勒冷却
超越多普勒冷却温度极限的激光冷却(4.13)技术。4.17
光学黏团
opticalmolasses
由激光束交汇形成的光场，基于激光冷却(4.13)使身处其中的原子减速。4.18
相干布居禁coherentpopulationtrappingT43737—2024
当用两相位差恒定、频率差等于原子基态两超精细能级间频率差的相干激光将原子基态的两超精细能级耦合到一个共同的激发态时，原子被抽运到基态两超精细能级的一个相干叠加态，此时激发态上没有原子，原子被“囚禁”在基态的两超精细能级上的现象4.19
势阱potential well
在给定势能的空间中，围绕着势能最小值形成的空间区域。4.20
离子阱iontrap
利用电场或磁场将离子囚禁在特定空间范围内的一个势阱(4.19)。4.21
磁光阱magneto-opticaltrap
由特定波长激光束和梯度磁场构成，用于囚禁原子的势阱（4.19)。4.22
lasertrapping
激光囚禁
利用激光陷阱对目标原子(团)、分子(团)或微纳颗粒进行束缚的过程。4.23
光晶格opticallattice
利用驻波激光场形成的周期性势阱。4.24
量子基态冷却
quantum ground state cooling将捕获的微纳颗粒的运动冷却到基态，使其等效声子数小于1的方法或过程。4.25
腔冷却cavitycooling
利用高精细度谐振腔与被捕获物质（原子、分子或微纳颗粒）发生耦合，实现物质运动状态的冷却。4.26
质心运动冷却
centerof massmotion cooling
利用光动量效应(3.24)抑制量子敏感介质的质心热运动、注：质心热运动的冷却会大幅提高其传感灵敏度，降低热噪声，并隔绝环境干扰。4.27
量子光力系统
quantum optomechanical system通过把光学或微波场与机械共振器（机械振子）相结合，获得的一种对机械运动进行量子控制或者对光或微波场进行机械控制的方法及系统。4.28
腔光力系统
cavity optomechanical system基于光学谐振腔的光力学方法及系统。4.29
quantumimaging
量子成像
利用量子系统的相干叠加、量子纠缠等特性，借助量子操纵实现的成像。4.30
原子光刻
atom lithography
经激光冷却(4.13)准直后的原子束，穿过光场并与光场发生作用，在光与物质相互作用产生的力的5
GB/T43737—2024
作用下原子运动轨迹发生偏转，在光场后的基片上沉积形成图形的技术4.31
量子材料
quantummaterials
具有量子态(3.4)或者量子能级结构的材料。4.32
量子点quantumdot
束缚电子或空穴的半导体器件。[来源：GB/T42565—2023,4.2]
saturated absorption spectroscopy饱和吸收光谱
消去多普勒展宽的原子(分子)吸收光谱，5典型量子测量材料、器件、系统与应用5.1
量子传感器
quantum sensor
以量子或者量子系统为核心，利用量子态(3.4)或者量子系统的相干叠加、量子纠缠等特性，借助量子操纵实现的传感器件。
延迟线delayline
对光或者微波等多种频段电磁波造成一定传输延迟的器件。vapor cell
原子气室
使用高密封性封装工艺制成的用于储存原子的腔室。colorcenterindiamond
金刚色心
金刚石中的一种点缺陷，一般指氮-空位色心，具有C3v对称性，由沿[111]晶向取向的置换氮-晶格空位对组成。
原子钟atomicclock
原子时间频率标准atomictimeandfrequencystandard原子频标atomicfrequencystandard以原子（分子、离子)稳定的量子跃迁辐射的频率为参考、对实用频率源进行频率或相位锁定、产生准确稳定时间(频率)信号的设备。5.6
被动型原子钟passiveatomicclock利用本地振荡器输出的激励信号激发原子跃迁，通过误差信号反馈控制本地振荡器输出频率实现的原子钟(5.5)。
active atomic clock
主动型原子钟
利用受激辐射方法直接得到原子跃迁谱线输出频率信号实现的原子钟(5.5)。5.8
微波原子钟
microwaveatomicclock
microwavefrequency standard
微波频率标准
利用频率在微波波段的原子(分子、离子)能级跃迁作为稳定的频率参考而建立的原子钟(5.5)5.9
optical atomic clock
光频原子钟
光学频率标准opticalfrequencystandardGB/T
43737—2024
利用频率在光学波段的原子（分子、离子)能级跃迁作为稳定的频率参考而建立的原子钟(5.5)。空间原子钟
spaceatomicclock
在空间环境运行的原子钟(5.5)。注：包含空间氢原子钟、空间冷原子微波钟和空间光钟等。芯片钟
chip-scale atomic clock
基于微机电系统(MEMS）技术，外形尺寸及功耗接近集成电路芯片级别的微型原子频率钟。atomicinterferometer
原子干涉夜
利用原子干涉(4.8)效应测量物理量的仪器。超导量子干涉仪
superconducting quantum interference device基于超导约瑟夫森效应的磁通量子干涉效应测量极微弱磁场强度的装置。原子干涉倾斜仪
atomic interferencetiltmeter基于原子干涉(4.8)效应测量倾角的仪器。atomic interference gravity gradiometer原子干涉重力梯度仪
基于原子干涉(4.8)效应测量重力梯度的仪器。原子重力仪
gravimeter
atomic
基于原子的物质波干涉原理实现重力加速度绝对值测量的仪器。原子陀螺仪
atomie gyroscope
基于原子的角速度测量仪器。
文atomicinterferometergyroscope原子干涉陀螺仪
基于原子的物质波干涉原理实现角速度测量的仪器。5.19
原子自旋陀螺仪
atomicspingyroscope
探测原子自旋在外磁场中拉莫尔进动的频率移动实现角速度测量的仪器。5.20
量子涡旋陀螺仪
quantum vortex gyroscope
基于粒子-准粒子超流涡旋等量子效应的角速率测量仪器。5.21
原子磁强计
atomicmagnetometer
利用原子内部稳定能级的跃迁频率变化测量外部磁场的仪器。注：典型的有使用氨原子为核心工作介质的氨原子磁强计。7
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