国家市场监管重点实验室（电学量子基准）

实验室介绍

国家市场监管重点实验室（电学量子基准）（以下简称“电学量子基准重点实验室”）依托于中国计量科学研究院，是由原国家质量监督检验检疫总局于2015年批准成立，并于2020年由国家市场监督管理总局优化调整后正式更名。电学量子基准重点实验室自成立以来，获国家科技进步奖一等奖1项，省部级科技进步一等奖4项、二等奖1项。发表国内外期刊学术论文80余篇，授权发明专利20余项。以能量天平、电学量子基准关键技术、噪声温度计关键技术研究为代表的多项具有国际领先水平的研究成果，显著提升了我国电磁计量在国际计量界的影响力和知名度，攻克的相关技术在推动科技发展、服务国民经济中发挥了极其重要的作用。实验室着力应对国际计量发展趋势和国民经济建设的迫切需要，建立和完善复现国际单位制基本单位的电学量子计量基准，实现新SI基于基本物理常数的自主创新测量装置和关键技术研究，向基础研究和应用研究的深度和广度延伸，以获取原始创新成果和自主知识产权，为国家经济和社会发展服务。

研究方向

电学量子基准重点实验室持续建立和完善电学量子计量基标准装置，融合最新的科学理论及技术，研究电学量子精密测量的新原理、新方法，开展电学量子基准的基础机理和技术研究，以及依托基准面向市场的应用研究：重点开展能量天平装置的优化与量传关键技术、电学量子基准关键技术、量子电压标定的噪声温度计关键技术，以及基于大数据的电学计量新方法研究等。

建设目标

电学量子基准重点实验室的建设目标是着力应对国际计量发展趋势和国民经济建设的迫切需要，建立和完善复现国际单位制基本单位的电学量子计量基准，实现新SI基于基本物理常数的自主创新测量装置和关键技术研究，向基础研究和应用研究的深度和广度延伸；在量子计量基准与溯源领域，特别是电学量子计量基准与量传扁平化方法的研究领域，建设实验室成为计量基标准体系的重要研究中心，在我国量子计量基标准领域建成具有创新学术思想、显著学科优势和优秀学术水平的有重要影响的研究机构；为社会和政府决策部门提供直接的技术服务，在多学科交叉的基础上进行开放型技术研究，努力提高科研软、硬件基础，跟踪相关国际前沿和研究热点。

科研队伍

电学量子基准重点实验室拥有1000多平米的专用实验室空间和9000多万元的仪器设备。实验室作为优秀人才的培养基地和科技创新的重要基地，在依托单位中国计量科学研究院有力支持下，实验室汇聚了一批基础扎实、治学严谨的中青年学术骨干，形成了团结协作、勇于创新的科研群体。现有固定研究人员19名，其中，研究员5名（其中中国工程院院士1名），副研究员11名，13人具有博士学位，占总人数的68%，科研团队整体实力较强，中青年学术骨干已逐渐成为科研主力军。

研究成果

自成立以来，电学量子基准重点实验室共承担省部级及以上项目24项（其中国家级科研任务20项），项目总经费约1.2亿元，其中：包括国家科技部重大科学仪器设备开发专项项目1项，国家自然科学基金项目12项，国家质量基础的共性技术研究与应用(NQI)重点专项项目1项、课题5项，国家重点研发计划制造基础技术与关键部件项目1项，国家高新技术发展计划项目1项。设立开放项目14项，项目总经费385万元。代表性研究成果包括：能量天平法测量普朗克常数试验装置、新型数字化计量仪器的溯源与量传技术研究、约瑟夫森结阵等量子基标准核心器件、量子电压标定的噪声温度计等；获国家科技进步奖一等奖1项，省部级科技进步一等奖4项、二等奖1项，发表与研究成果相关的学术论文共计80余篇，其中SCI 收录40余篇，获授权国家发明专利20余项；参加国际关键比对5项，并取得优异结果；举办2次国际学术会议和2次全国性学术会议，多次邀请国内外专家来实验室做学术报告，实验室固定人员31人次在国际会议上做大会特邀报告，具有较高的学术地位和国际影响力。相关研究成果产生国际重要影响，对实验室成为学科建设与学术发展的创造中心、培育中心和引领中心起到了重要作用。

最新进展

能量天平装置（NIM-2）参与国际关键比对CCM.M-K8-2019，比对结果与比对参考值的相对偏差1.17×10^-8，继加拿大、美国、国际计量局之后，我国成为第四个采用电天平方案在真空中达到10^-8量级测量能力的国家。

新量子霍尔电阻基准装置参与BIPM组织的1 Ω、 10 kΩ国际比对BIPM.EM-K13.a&b，比对结果一致性和不确定度领先，参与BIPM组织的QHR现场国际比对BIPM.EM-K12，量子电阻量值复现一致性达到4×10^-10。

新一代计算电容基准装置参加国际电容关键比对（CCEM-K4.2017），10 pF和100 pF电容比对成绩均位列世界第一，阻抗量值复现能力达到国际领先水平。

免液氦量子电压标准系统、免液氦量子电阻标准系统均实现量值的准确复现和传递。

图1 能量天平装置

 图2 量子霍尔电阻基准装置

图3 新一代计算电容基准装置

图4 免液氦量子电压标准系统

图5 免液氦量子电阻标准系统