5.2.6基于現代量子物理的計量基標準系統
計量基標準是計量科技的核心,是國家測量量值溯源的源頭。計量科學研究的主要目的是不斷提高計量基標準的精度和測量的準確度。目前,國際上的計量科技發展趨勢是由實物計量基標準向量子計量基標準轉變,通常同類量子計量基標準比實物計量基標準準確度高兩個以上數量級。
基于量子物理的計量基標準系統,其主要內容是以量子理論為基礎的若干計量基標準的建立及量子計量基標準所需的量子計量器件的研制。量子計量基標準包括現代國家時間頻率基準(離子存儲光頻標、空間守時鐘)和國家時間頻率量值溯源體系及守時與授時系統,交流約瑟夫森電壓基準、量子化霍爾電阻基準和單電子隧道效應電流基準構成的現代電學計量基標準,電功率質量自然基準,現代熱力學溫度計量標準及絕對測量方法,光幅射基準,長度量子基準,物質的量的量子基準。量子計量基標準所需的量子計量器件的研制包括交、直流約瑟夫森電壓陣列器件,交、直流量子化霍爾電阻器件、量子電流基準器件(SET)、溫度量子標準器件、超導量子干涉器等。
6組織方式與政策措施建議
(1)長期規劃,將振興測量控制與儀器儀表業作為一個系統工程,從影響測量控制與儀器儀表業的各主要方面,包括政府、企業、社會環境、科研和教育機構等方面制定協調一致的戰略措施并認真貫徹執行。
(2)建立行業專家咨詢體系,包括中國儀器儀表學會專家委員會,行業專家庫等,由政府官員、行業專家等組成國家級別的“評議會”,探討諸如研究資源的分配、基于技術評價的課題選定、交叉學科之間的聯合研究、開發基地的設立等戰略性的問題。
(3)對帶有基礎性、前瞻性的產品開發以及社會公共工程,予以一定的財政支持,對于意義重大的科技項目,如本規劃提出的新型傳感器及信息獲取技術;與國家重點工程相配套的過程控制系統和測控裝備及其系統集成技術;精確制造中的測量控制技術及儀器儀表;微分析儀器及其關鍵技術;數字化醫療儀器及其關鍵技術;基于量子物理的計量基標準系統等項目,政府要立項,提供較大強度的專項資金支持,并通過政府的投入帶動多渠道融資。政府的投入也可選擇較有基礎的軍工單位,項目開發過程中通過軍轉民技術的開發,形成產業化能力。重大科技項目的主要實施單位應選擇較具規模的、有較強開發能力和良好運行機制的現有儀器儀表研究所或企業,以便通過項目的實施形成一批行業龍頭企業,帶動整個測量控制與儀器儀表業的長期發展。同時通過項目的實施,協調制造企業與應用部門的關系。建議通過與國家重點工程相配套的過程控制系統和測控裝備及其系統集成技術項目的實施,建立具有大型工程儀器儀表系統集成能力的國家級儀器儀表系統集成公司,并建立相應的機制、渠道,通過組織試點工程、樣板工程,促進國產主干產品進入國家重大技術裝備。
(4)對于未列入科技發展重點項目的大量科技問題,主要靠市場優化資源配置,政府適當給予政策支持,由企業投入研發經費。如量大面廣的色譜、光譜、質譜、電化學等各類通用科學儀器,可大量出口的電度表、數字萬用表等各類電測儀器儀表,可通過政策支持、引導有一定基礎的企業,特別是新興的民營企業加強中擋產品的研發力度,逐步向高檔產品發展。
對于目前已有一定基礎的儀器儀表元器件、專用電路、功能材料生產基地和地區,如廣東東莞、廣州黃埔一帶,已形成較強的儀器儀表印刷電路、元器件、塑膠部件、五金件、電子零配件的加工、外協、配套能力,江蘇無錫地區已形成較強的儀器儀表元器件、專用電路加工、配套能力,在行業上予以優選,以促進加速發展,加強儀器儀表生產的基礎。
(5)改善科研體制、積極探索更加有效的科研模式和管理模式,建設國家測量控制與儀器儀表創新體系。建議建立國家儀器儀表科學研究院;并以國家投資為主,創立交叉學科的聯合國家實驗室、工程中心或高技術孵化中心。主要承擔起基礎研究開發工作,力爭產生原創性成果。將國家的資金和資源充分向社會開放,充分發揮信息交流和基礎技術支援的中心的作用。
(6)創造靈活的有利于中小企業的支持政策,探討對于有技術力量的中小企業與具有產業化的大企業的合作的支持方法、探討中小企業可以使用大學或者研究院所中的實驗室(國家資源)的方法等。
(7)建立資金引導機制,充分利用現在政府提供的風險產業基金和民間基金,引導企業(特別是科技企業)、民營資本進入儀器儀表產業。制訂政策積極引導企業增加研發投入,加強技術創新的能力。把應用先進制造技術,重點解決生產中的工藝問題,作為企業技術工作的重點,保持與提高在市場中的競爭能力。在提高技術水平的同時,也要關注自身市場運作能力和工程能力的提高。在國內形成若干個綜合實力強的大型企業集團。
儀器儀表不僅是裝備制造業中進口較多和外貿逆差最大的行業,同時也是外資積極和活躍的工業部門。目前外資從合資轉獨資的態度強烈,有利于國際著名儀器儀表企業將生產基地和研發機構轉移至中國,建議有關部門制訂政策采取措施,引導將難以增資的國資轉讓給外資;或制訂有利于技術引入的政策措施,在引入外資的同時引入技術。