28歲青年運用量子技術立志「為國造儀」，公司估值已近30億元

前沿的科研工作需要高精尖的科學儀器，但如果科學儀器被國外巨頭壟斷 「卡脖子」 是種怎樣的體驗？

在去年，北大核磁共振中心一臺 800 兆赫茲的核磁共振波譜儀發生 「強失超」 無法正常工作，希望儀器製造商能儘快查明原因後給出解決方案，但得到的回覆卻是敷衍的。

這臺售價大概 200 萬美元的機器，報修一次就要支付 20 多萬元費用，而且有時候對方還制定了只換不修、先付費再查看等霸王條款，濫用市場支配權的行為引起了國內諸多科研人士的譴責。

據一份調研數據顯示，在 2018 年，我國共約有 1800 臺核磁共振波譜儀，其中進口儀器份額高達 97%，而除核磁外，我國在電鏡、質譜、色譜、光譜等幾乎所有高端儀器方面，基本都存在依賴進口的問題，堪稱深陷受制於人的處境。

讓國產自主高端儀器崛起變得刻不容緩，如今，這也是國儀量子創始人兼 CEO 賀羽的未來事業目標。

一場報告點燃 「為國造儀」 之心

賀羽是中國科學技術大學 2009 級少年班學院的學生，一鼓作氣完成本碩博連讀。

在中科大少年班的歷屆校友中，不乏一位位曾被視為 「天才」 的科研精英，如今都各有所成。例如，前百度總裁張亞勤，現任清華大學智能產業研究院院長；創辦了 AI 晶片第一股 「寒武紀科技」 的陳天石、陳雲霽兄弟；年僅 22 歲的曹原因兩篇石墨烯重磅論文，榮登《自然》2018 年度影響世界的十大科學人物榜首；還有美國科學院院士、史丹福大學教授，神經生物學家駱利群；生物物理學家、美國國家醫學科學院院士莊小威；美國史丹福大學教授範汕洄等等。

「能夠進入少年班的同學都很有天賦、很聰明，但我覺得自己並不是那種大家所謂的一種天才，不管是在學習期間還是現在創業，最主要還是要靠勤奮，天賦是從 0 到 1，勤奮是從 1 到 N。」 賀羽說道。

促使賀羽下決心攻堅科學儀器源於一次分享報告。2010 年，他的導師杜江峰（物理學家、中國科學院院士）在那次報告中講述了一個中國高端科學儀器被卡脖子的親身經歷。當年，杜江峰東借西湊、千辛萬苦買了一臺國外的儀器，雖然獲得了加速科研攻關、產出重大研究成果的價值，但整個買儀器過程中遇到臨時加價、維修等待半年才交貨的糟糕體驗確實令人太痛苦了。「杜老師當時說了一句話，振興自主科學儀器已經刻不容緩了！這句話仿佛一束光，當時就把我擊中了。」

杜江峰是中國最早從事量子計算實驗研究的科研學者之一，致力於使用磁共振方法進行量子計算的實驗研究，他的實驗室中對自旋磁共振、量子計算、量子精密測量等方向都有深入探索。當時的賀羽年僅 17 歲，聽完報告後夜不能寐，第二天就找到了杜江峰，力求參與到高端科學儀器的研發事業中來。

那次報告中提及的科學儀器叫做 「電子順磁共振譜儀」（EPR），它在材料學、化學、物理、半導體、生物醫藥等領域有廣泛用途，是進行物質結構與成分分析的不可或缺的科研設備，這也是後來國儀量子創業研發出的第一款商業化產品，它打破了過去幾十年間，這類儀器一直被國外壟斷的局面，並在關鍵性能指標上實現了超越。

「我在杜老師的實驗室主要做兩件事：第一是儀器的研發搭建；第二，當時導師借給我一個 14 平方米的小辦公室，我們在辦公室裡面成立了第一家公司嘗試創業。不過，我有兩次創業經歷基本都是各種教訓和踩坑，切身經歷感受到了辦公司除了懂科研之外，你還要懂商業、懂產業。」

2016 年底，23 歲的賀羽第三次創業成立了國儀量子，此前的諸多經驗教訓積累也讓這家公司的發展變得平順許多。目前，公司在國內外量子精密測量領域保持著領先優勢，估值已近 30 億元。

自主技術，最高可測到單個自旋產生的磁信號

談到量子精密測量技術，賀羽打個比方，我們可以用體溫計去測人的體溫，但卻不能用這支體溫計去測一隻蚊子的體溫，為什麼？因為體溫計本身比蚊子大太多了，我們沒法用一個大的傳感器去測一個微小個體的更多參數。

而如果科學家要對單個細胞、單個核酸分子、單個藥物蛋白分子進行成像研究，那麼就需要比細胞、分子更小的傳感器對其進行表徵，去快速測量分析它們的結構，比如量子傳感器。

賀羽介紹，量子精密測量其實是量子計算的一種衍生技術。

不管是量子通信、量子計算還是量子精密測量，它們的基本單位都被稱作量子比特。因為量子比特對環境非常敏感，只要磁場、溫度、電場、震動、壓力等外部環境發生一點微弱波動，就會引起量子比特的劇烈變化，所以這是它很難去做大規模或者多比特量子計算一個重要的原因。

但科學家們自然也想到了，既然它對環境這麼敏感，那能否利用這種特性把缺點變成優點？這就推動了量子精密測量的誕生，使用量子比特對環境的敏感性和其他量子技術原理，對物理量進行更高解析度和更高精度的測量技術。

就目前而言，賀羽表示其團隊的技術水平最高可以測到單個自旋產生的磁信號，這相當於自然界中最小的磁鐵所產生的信號。

據了解，賀羽團隊目前開發出的最高精尖儀器設備類別被稱為 「量子鑽石系列」，技術原理上，這些設備都是通過控制光、電、磁等基本物理量，實現對鑽石中氮 —— 空位（NV 色心）發光缺陷的自旋進行量子操控與讀出。

以此開發出來的產品，如量子鑽石單自旋譜儀，可以作為自旋磁共振為原理的量子實驗平臺，而量子鑽石原子力顯微鏡，則可實現磁學性質的定量無損成像，達到納米級的高空間解析度和單個自旋的探測靈敏度，目前已具備 10 納米的解析度。

賀羽表示量子精密測量技術應用十分廣泛。直觀來說，比如在醫療領域，高解析度醫學成像可檢測出單個癌變細胞，可用於疾病早期診斷；在科研方面，可以解析單個分子的結構，為新藥研發提供更好的基礎；還可以對新材料發現、超導研究等領域起到很大推動作用。

在延展應用方向上，例如在工業領域，可用在汽車電源管理系統中，更精準的測量能帶來更高效的電源管理；更高精度、更寬溫度範圍的電流測量，可作為電流互感器，應用在電力電網系統；高解析度晶片電流的分布成像，可用於晶片檢測和設計；更高精度的原子鐘，能帶來更高精度的 GPS 定位。新一代定位導航、雷射制導、水下定位，均能用上量子精密測量技術。

值得關注的是，在該技術方向上，賀羽的導師杜江峰院士帶領課題組在今年也取得了不少科研突破，例如今年 9 月份一篇發表在 Nature 出版集團旗下期刊《npj Quantum Information》上的論文，杜江峰研究團隊利用人工智慧的方法應用於二維核磁共振譜的數據處理與分析，相比以往的處理方式，最終使得在時間消耗僅為 10% 的條件下，獲得了近 4 倍信噪比的提升，二維譜是單分子結構解析的基礎，該工作提供了一種適用於二維核磁共振譜學加速的普適方法。

這些實驗室比較前沿的研究，也為賀羽團隊提供了更多可以參考的技術產品改進方向，完成從學術到產業轉化相互推進的循環。

有意思的是，除了比較高精尖的專業科研儀器設備，賀羽團隊還開發了一款金剛石量子計算教學機，他介紹，這是一個 2 比特的量子計算機，因為量子計算和量子精密測量底層技術是一樣的，所以核心技術能做出各種各樣的應用，也包含量子計算的應用。

這款教學機目前已進入了 30 餘所高校，可以給學生去演示什麼是量子比特、量子疊加、量子相干和磁共振現象等實驗，學生們還能了解量子邏輯門，進行簡單的量子編程演練，去客觀感受為什麼量子計算比經典計算更快，激發更多年輕人入門量子科技。

另外，賀羽帶領團隊也在不斷改進早期推出的 EPR 技術平臺和產品性能，同時在量子測控技術和電子顯微鏡領域也均有關鍵產品布局。

打造中國的先進儀器產業集群

據賀羽介紹，除了比較親民的教學級產品以外，公司其他專業級儀器的單臺售價大概在幾百萬區間到 1000 多萬不等，在做產品布局的時候，團隊前期更多考慮的是 「技術可達」，即掌握了一系列核心技術支撐，來摸索落地方向，接下來將會更多融合市場客戶需求進行改進。

「整個儀器行業的特點，總結來說就是核心技術高門檻、解決方案碎片化。本來的產品線就是碎片化的，需要面向不同的應用場景，去做不同的產品應用，所以說我們可能還會不斷地去布局新的產品線。」 賀羽說道。

關於公司的未來，他的願景是想帶領團隊成為中國科學儀器賽道的龍頭，打造出一家 「中國的賽默飛世爾（Thermo Fisher Scientific）」，打造中國的先進儀器產業集群。賽默飛世爾是一家美國生物技術和器械企業，目前市值為 1800 多億美元，年銷售額達 250 億美元左右。

高端儀器行業並沒有多麼花哨的商業模式，基本遵循著類似的運作方式，比如出售設備、租設備，以及後續提供耗材、試劑、售後等長線服務。

他預估，未來 3～5 年公司應該會保持一年一倍以上的增長速度，但前提是，技術和產品性能在國內乃至世界範圍內保持領先。此外，團隊會堅持 「鼎新革故，行業賦能」 的理念，打造出一些全球首創的高端儀器，去解決國內固有的被卡脖子的市場問題，並用核心的量子傳感技術、測控技術等去賦能各行各業，這是持續探索的方向。

2020 年，我國量子科技發展得益於政策引導和扶持，按下了 「快進鍵」，但與此同時，市場的泡沫也在隨之激增。

賀羽認為，不管是國家還是企業，大到一定體量，都不能丟掉量子科技這張船票，因為它有望顛覆現有的信息技術，現階段各國或者資本市場的投入肯定是不會少，這讓一種原先非常冷門的科學，現在市場熱度變得過高。

「有些人把它解讀為無所不能，對於真正做量子方向的科學家們而言其實比較反感，我覺得這樣沒必要，包括做量子產品本身的從業者如果去講大話，也是自掘墳墓的行為，並不有利行業的健康發展。量子科技未來會有極大的延展可能性，人們對它懷有無窮的暢想，但它目前確實仍是一個 『嬰兒』，並不能包治百病。」

雖然身處於 「量子科技」 這波熱潮的風口浪尖，公司也得到了快速的發展壯大，但賀羽更期待行業接下來能回歸到理性和科學的發展邏輯。