日本東京工業(yè)大學(xué)等開發(fā)出利用“量子傳感器”使純電動汽車（EV）的續(xù)航里程增加約10%的基礎(chǔ)技術(shù)。新技術(shù)可以準(zhǔn)確測量儲存的電量，最大限度地發(fā)揮車載電池的性能。目標(biāo)是最早于2030年實現(xiàn)實用化。 一次充電的續(xù)航里程越長，純電動汽車使用起來就越方便。雖然搭載更多電池可以延長續(xù)航里程，但車內(nèi)空間將變得狹小，同時成本也會變高。因此，各方正在推進提高電池性能的技術(shù)開發(fā)。 除了這些技術(shù)開發(fā)之外，還有其他方法可提高續(xù)航里程。車載電池如果充電超過規(guī)定容量，會有發(fā)生損壞的風(fēng)險。但是，由于難以準(zhǔn)確測量充電量，因此會設(shè)置富余量，使充電量比實際可存儲容量少10%左右。 如果擁有能以高精度測量充電量的傳感器，就能充分發(fā)揮車載電池的性能。東京工業(yè)大學(xué)和大型汽車零部件企業(yè)矢崎總業(yè)（Yazaki Corporation）瞄準(zhǔn)的是使用鉆石的“鉆石量子傳感器”。量子是原子級以下的極小的能量和物質(zhì)單位。量子傳感器利用量子的特殊性質(zhì)，能夠以較高的靈敏度測量電流和磁力等。　　 鉆石量子傳感器在鉆石的部分結(jié)晶中設(shè)置了特殊結(jié)構(gòu)。這種鉆石具有在綠色激光照射下發(fā)出紅色熒光的性質(zhì)，熒光的強度會隨著內(nèi)部電子的量子狀態(tài)發(fā)生變化。 　 電子的量子狀態(tài)會因周圍的電流、磁力、溫度的影響而發(fā)生變化，因此只要檢測熒光的強度，就可以計算出磁力等。 目前已經(jīng)實用化的量子傳感器包括“超導(dǎo)量子干涉儀（SQUID）”。SQUID使用超導(dǎo)材料，能夠以較高精度檢測磁力。但是，由于維持量子狀態(tài)需要制冷機，因此很難實現(xiàn)小型化。 鉆石量子傳感器則受到堅固的鉆石結(jié)構(gòu)的保護，即使在室溫條件下量子狀態(tài)也不易被破壞。有望實現(xiàn)設(shè)備小型化和低成本化。 東京工業(yè)大學(xué)等開發(fā)出的鉆石量子傳感器，可以安裝在被稱為“母線（Busbar）”的金屬零部件上。母線是從蓄電池輸送電力的通道。傳統(tǒng)傳感器以1安培為單位測量電流的大小，新開發(fā)的傳感器則以10毫安為單位，精度提高至之前的100倍。　 因此，可以讓充電量接近電池的實際可存儲容量，無需預(yù)留10%的富余量。除了能以同樣的電池延長續(xù)航距離之外，如果減少電池搭載量，還可以降低成本。 矢崎總業(yè)力爭最快2030年使鉆石量子傳感器實現(xiàn)實用化，面向汽車廠商和零部件廠商供貨。雖然目前周邊設(shè)備較大，但通過使用小型半導(dǎo)體激光等，將把尺寸縮小至10厘米見方。該公司表示，成本也“與以往的電流傳感器處于相同水平”?！?東京工業(yè)大學(xué)教授波多野睦子表示：“最大的成本因素是鉆石”。用于量子傳感器的鉆石是人工合成的。這與從礦山中開采出來、用于珠寶首飾等的天然鉆石不同。為了大幅降低制造成本，將使用便宜的基板，采用從常見的甲烷氣體制造鉆石等適合量產(chǎn)的制造方法。 　 除了測量蓄電量之外，量子傳感器還被期待用于其他各種用途。德國大型汽車零部件企業(yè)博世通過2022年成立的內(nèi)部初創(chuàng)公司進行研究。通過測量地磁，可以推算出汽車、飛機等目前所處的位置。博世正在與法國空中客車進行相關(guān)合作。此外，美國飛機制造商洛克希德?馬丁也在開發(fā)類似技術(shù)。 縮小到手掌大小的量子傳感器（圖由博世提供） 量子傳感器還可以測量生物體內(nèi)發(fā)出的磁力和溫度的微小變化，因此也可能在醫(yī)療和生命科學(xué)領(lǐng)域帶來創(chuàng)新。 檢測大腦和心臟活動產(chǎn)生的磁力有助于診斷疾病。東京工業(yè)大學(xué)成功以毫米級的分辨率測量出小鼠心臟的磁力。這有助于檢測心律不齊。　 博世正在研究測量大腦產(chǎn)生的磁力，該公司的董事Tanja Rueckert認(rèn)為，“阿爾茨海默癥等疾病的診斷或?qū)⒆兊酶臁⒏鼫?zhǔn)”。 日立制作所和東京工業(yè)大學(xué)還將推進研究以高精度測量受精卵的溫度。受精卵可用于治療不孕癥的人工授精。據(jù)說，受精卵是否容易發(fā)育與溫度具有關(guān)聯(lián)。這項技術(shù)可能有助于篩選合適的受精卵，提高不孕治療的成功率。