量子科技被列入“十五五”未来产业重点方向后，量子精密测量从实验室走向电网、通信、医疗、地质勘测等实际系统的路径逐渐清晰。但测量精度只是产业化的起点，原子钟、磁力计、重力仪等设备还必须满足长期运行、批量制造和持续交付等工程化要求。上游半导体激光芯片作为量子态激发、操控与探测的核心器件，其性能与可靠性直接决定整机能否通过工程化门槛。

8月29日，昆元量子科技有限公司（以下简称“昆元量子”）在杭州举行量子传感与探测技术论坛暨产品发布会，正式发布795nm/894nm高温窄线宽VCSEL、795nm高功率窄线宽DFB芯片和780nm/795nm/1018nm半导体Gain-chip三类量子专用半导体激光产品。三条产品路线对应不同的量子光源需求，集中指向国产器件进入实际系统时最难回避的几项工程指标：线宽与噪声能否长期稳定，器件寿命能否支撑长期运行，以及产品性能能否在批量交付中保持一致。

昆元量子在发布会上公布三类量子专用半导体激光芯片产品。图｜OFweek维科网现场拍摄

会上，昆元量子CEO周旭彦将量子精密测量的产业演进概括为“科研验证—工程化、产品化—应用拓展和规模化应用”三个阶段。他认为，除实验指标外，产业端更关注核心器件的长期稳定运行、标准化复制能力和供应链持续交付能力。半导体激光芯片承担原子跃迁激发、量子态操控与信号读出功能，是连接科研性能与产品化能力的关键环节。目前，时频基准（原子钟）与磁场测量已率先形成较清晰的产品形态和需求，是观察产业化进程的主要窗口。

01｜量子精密测量走向产业应用，时频与磁场测量率先释放需求

量子传感整体处于工程验证、供应链整合与实际订单并行的阶段。其中，时频基准与磁场测量率先进入产业化，重力测量在资源勘探、地震监测等场景中形成较明确需求。根据ICV TA&K与光子盒研究院《2026全球量子传感产业发展展望》报告显示，预计全球量子传感产业总产值将从2025年的18.8亿美元增至2035年的50.7亿美元，年复合增长率10.42%。不同细分方向的成熟度差异，正在影响上游器件企业的研发优先级、产品定义和产能规划。

图｜OFweek维科网现场拍摄

六类应用中，不同场景的产业节奏有着明显差异。量子钟承担高精度授时，原子磁力计面向极弱磁探测，重力仪、加速度计和陀螺仪对应地球物理与惯性测量，量子雷达和电场传感器仍处于早期验证阶段。越接近规模部署，整机对光源器件的要求越接近工业级标准，体积、功耗需收敛，长期稳定性和批次一致性必须通过可重复的系统验证。

产业需求之外，政策和科研体系在补齐标准、计量与关键技术支撑。“十五五”规划纲将量子科技列入未来产业重点方向。2026年7月，工业和信息化部量子信息标准化技术委员会成立，量子精密测量进入行业标准制修订范围；国家自然科学基金委员会2026年度“高精度量子操控与探测重大研究计划”则把惯性与引力测量、生物医学与脑机接口、遥感等方向列入重点支持范围。市场需求、标准建设与科研任务开始围绕相近的应用链条汇合。

需求向上游传导后，半导体激光芯片的技术要求随之具体化。在多类原子量子测量系统中，激光承担激发、操控或读取量子态的基础作用，输出波长需要精确覆盖特定原子跃迁线，线宽、频率噪声、功率噪声、偏振稳定性还会进入系统误差预算。795nm对应铷原子D1跃迁，894.6nm对应铯原子D1跃迁，也是芯片级原子钟和原子磁力计常用的光源波段。昆元量子因此把量子测量专用激光芯片单列为重点产品板块，并把量产能力与系统验证放在同一条产品推进路径上。

02｜三类量子专用激光芯片发布，关键指标进入系统验证

昆元量子成立于2025年，由中国科学院技术团队孵化，聚焦半导体激光芯片与量子技术应用。此次选择VCSEL、DFB和增益芯片三条产品路线，分别对应低功耗集成、高功率窄线宽和外腔可调谐三类光源需求。其中，高温窄线宽VCSEL主要面向芯片级原子钟、原子磁力计等对体积和功耗敏感的设备；795nm高功率窄线宽DFB适用于原子磁力计、铷原子冷却、原子钟和量子陀螺仪等更高功率场景；780nm/795nm/1018nm增益芯片作为外腔半导体激光器的核心增益单元，用于可调谐、低纹波、高相干光源。

昆元量子公布的VCSEL规格显示，795nm和894.6nm产品可在70—90℃环境长期工作，线宽不高于100MHz，边模抑制比不低于20dB，偏振抑制比不低于16dB。阶段性寿命验证中，795nm VCSEL超过5万小时，894nm VCSEL超过2万小时。根据2024年6月至2026年6月的稳定性迭代数据，功率噪声由79.90nW/Hz1?2降至2.19nW/Hz1?2，频率噪声由27.30MHz/Hz1?2降至5.05MHz/Hz1?2。以海外Vixar产品为参照，部分指标已经接近同类成熟产品水平。

795nm高温窄线宽VCSEL 图｜OFweek维科网现场拍摄

昆元量子现场展示量子专用VCSEL功率噪声、频率噪声的迭代数据。图｜OFweek维科网现场拍摄

VCSEL侧重小型化与低功耗，795nm DFB则聚焦更高功率和更窄线宽。公布规格为输出功率>120mW、线宽<2MHz、无跳模调谐范围>20GHz。在原子钟和磁力计应用验证中，样品分别实现170mW输出功率/900kHz线宽和150mW/1MHz；饱和吸收稳频场景下测得200kHz线宽、45GHz调谐范围。更高功率和更窄线宽可为原子冷却、光谱操控和精密读出提供更大的功率预算与频率控制裕度。

795nmDFB窄线宽激光器 图 | OFweek维科网现场拍摄

增益芯片面向另一种光源架构需求。昆元量子此次覆盖780nm、795nm、1018nm三个波段，其中780nm产品3dB光谱带宽≥30nm；1018nm增益芯片在外腔激光结构中可实现>80mW输出，外腔激光器的边模抑制比>78dB，-20dB线宽为340kHz。该类产品主要面向外腔激光器、冷原子物理和片上集成光源等应用。

谈及系统端验证，周旭彦表示，公司当前首要目标是实现国产替代，部分关键性能已持平或优于海外同类产品，寿命仍需持续优化。高温窄线宽VCSEL推进最快，已完成客户端原子钟系统级验证；DFB和增益芯片处于不同验证与导入阶段。目前三类产品均具备约5000颗/月的供货能力，后续产能将根据需求调整。

03｜国产量子专用激光芯片工程门槛：多参数耦合与全链条协同

以芯片级原子钟为例，795nm或894.6nm中心波长只是光源进入系统的基本条件。NIST对芯片级原子钟长期稳定性的研究指出，VCSEL温度、注入电流和调制状态变化会通过光移影响钟频，因此长期稳定度与光源频率、功率和温控密切相关。昆元量子总结了约13项关键参数，反映量子测量对光源的综合要求：窄线宽、低频率噪声、低功率噪声、稳定偏振和足够寿命必须同时满足，单项指标突出无法替代系统级稳定性。

长期稳定性受VCSEL自身的偏振与模式行为影响。近似对称的垂直腔缺少天然偏振选择机制，注入电流、温度以及制造、封装引入的应力都可能改变偏振状态，甚至触发模式竞争。根据2024年发表于《Journal of Lightwave Technology》的795nm量子传感VCSEL研究，专门把85℃下保持较高偏振抑制比和单模输出列为关键设计目标；2026年Applied Optics关于高温VCSEL稳频的研究同样强调，量子精密测量泵浦光需要高稳定性和严格波长约束。当高温工作、低阈值、窄线宽、稳定偏振和长寿命等要求集中到同一颗器件上时，制造工艺容差显著收窄。

进入制造环节后，材料、结构与封装之间的耦合效应进一步放大：外延层厚度和组分决定增益峰与腔模匹配，晶圆制造影响光学腔和电流限制结构，封装应力与热管理则改变波长、偏振和寿命。昆元量子将材料外延、芯片设计、晶圆制造、封装测试和光学耦合纳入同一技术体系，以IDM模式缩短迭代周期并控制批次一致性。昆元量子COO杜晓宇透露，杭州一期产线目前主要覆盖封装测试，二期计划补齐材料外延和晶圆制造环节，部分流程仍由代工和外协完成。这意味着完整研发与工艺能力已经建立，但自有规模制造体系仍在完善中。

技术路线背后是一支兼具科研积累与产业化经验的团队。昆元量子生产制造团队覆盖外延、流片、封测等环节。科研与工程能力的结合，是推进量子专用激光芯片产品化和制造体系建设的重要基础。

图｜OFweek维科网现场拍摄

在既有半导体激光技术积累之上，下一代产品的研发进一步指向光场调控。中国科学院半导体研究所2025年公示显示，研究所与昆元量子开展为期5年的合作，共同推进光子晶体激光器产品研发和批量生产，并转让5项相关专利。昆元量子目前已与核心客户联合立项，把光子晶体结构用于下一代量子激光芯片，研发重点落在更稳定的光场控制、寿命优化以及面向系统需求的参数协同。

昆元量子提出下一阶段将加强面向量子系统的激光芯片正向定义与上下游协同。图｜OFweek维科网现场拍摄

04｜芯片原子钟率先导入，国产核心光源加快系统验证与市场导入

芯片级原子钟是昆元量子当前最明确的下游突破口。公司披露，已有三家下游厂商同步采用相关芯片，但客户名称尚未公开。高温窄线宽VCSEL已完成客户端原子钟系统级验证，是三类新品中推进最快的产品。周旭彦透露，联合验证后，部分客户已提出更小型化、更低成本的下一代需求，昆元量子正配合开发新一代产品。客户关注点正从“能否替代进口”延伸到尺寸、成本和系统性能，这将推动上游芯片更早参与整机方案定义。

现阶段需求主要集中在精准授时。昆元量子观察，芯片级原子钟已进入电网精准授时、实时电价交易、5G/6G基站同步等验证和小规模导入环节，公司预计2027年部分电网场景可能形成几十万台级的潜在采购需求。原子磁力计的机会集中在心磁、脑磁等极弱磁测量；重力仪和加速度计仍以科研、特种及专业应用为主。实际采购节奏取决于系统厂商验证和项目落地进度。

围绕联合验证和中试能力建设，昆元量子与产业链上下游企业达成战略合作，并与国科大杭州高等研究院、北京航空航天大学签署产学研及中试平台共建协议，合作涵盖联合技术攻关、人才培养和成果产业化。中试平台、系统验证和客户联合定义产品，有助于缩短器件研发与整机需求之间的反馈周期。

昆元量子提出“面向量子系统正向定义激光芯片”，意味着国产核心光源开始进入系统开发前端。过去下游设计多围绕成熟进口器件展开；本土器件形成稳定供给后，上游可根据原子钟、磁力计等整机对体积、功耗、稳定性、寿命和成本的要求，同步调整材料、结构与封装方案，缩短器件参数与系统性能之间的反馈周期。

这套协同最终由供货能力承接。昆元量子预计量子测量专用激光芯片年规划产能为10万颗，杜晓宇强调，一致性、可靠性和稳定性仍是公司长期建设重点；杭州一期已经具备封装测试能力，二期计划补齐外延和晶圆制造。原子钟需求若按企业预期进入更大规模采购阶段，良率、批次一致性、交付周期和质量体系会比单次样品性能更快地成为竞争门槛。

结语

昆元量子此次发布三类量子专用激光芯片，正处于量子精密测量应用验证加速、国家未来产业布局强化的关键窗口。政策侧已明确量子科技定位，标准体系与核心器件攻关同步推进；市场侧，时频基准与磁场测量率先形成清晰需求路径。三类新品将国产核心光源的竞争推进到高温工作、窄线宽、低噪声、长寿命以及系统验证、持续供货等具体工程层面。

对国内量子精密测量产业而言，核心光源的本土稳定供给意味着更短的协同开发链路和更快的系统迭代。从长远看，寿命、自有制造能力、批次一致性等能力能否持续兑现，以及规模应用能否顺利推进，将决定国产核心光源能否从国产替代阶段迈入长期稳定供应能力阶段。