浅谈电流计量单位的量子化进程

蔡振超

内蒙古自治区计量测试研究院 内蒙古呼和浩特 010060

1 计量单位的发展概况

计量是利用技术和法制手段实现单位统一和量值准确可靠的测量。在计量过程中，认为所使用量具和仪器是标准的，用它们来校准、检定受检量具和仪器设备，以衡量和保证使用受检量具仪器进行测量时所获得测量结果的可靠性。计量涉及到计量单位的定义和转换；量值的传递和保证量值统一所必须采取的措施、规程和法制等。自从人类开始进行商品贸易，但是早期的计量仍然依赖于人们的主观。早期出现的计量单位以人体某个部位或自然物体为一定的参照。正如古代的记载，“布指知寸、布手知尺、舒臂为寻”“举步为跬、倍跬为步”等的标准。而在国外计量方式也是数不胜数，当然每一个国家在计量单位方面都会有极大的区别。对量子信息的物理操控，就能够挖掘出量子比特状态的初始化、逻辑门控制以及状态测量等。对当前量子化出现的上述问题，计量单位的出现可以对上述的问题进行优化。但对于“词处理” 等的问题，我们就需要借助量子化对资源的浪费现象进行监督与控制，计量单位不具有速度优势。 与此同时，对于最佳化以及积分问题，计量单位的加速能力也是明显的。为构建计量单位，首先要求量子比特与环境隔绝，避免“退相干”。使用逻辑门操控量子比特是我们所要做的，但退相干则引入误差。 利用相互纠缠的量子对，可以对信息传输进行加密或解密[1]。然而，纠缠的应用对增强计量单位的功能而言，尚没有圈内的共识。 对量子比特做出精确的物理操控，是计量单位给出正确结果的关键。我们不可能纠正每一个可能发生的错误，最终的量子纠错测试应在一台规模化的计量单位上完成。

（1）功率计量具有高准确度，有功计量0．2S级，实际控制误差±0．1%，主表与副表误差最大相差4-0．05%；无功计量0．5S级，实际控制误差±0．2%；视在计量1．0S级，实际控制误差4-0．2%。

（2）有功/无功计量误差曲线平坦且分布合理，负荷电流范围0．0021-1mn（即动态范围1:2000）；计量线性度误差为仪表准确度等级的1/10。

（3）0-360度范围内有功／无功计量准确，增加临界相位角计量准确度考核，有功计量904±0．5。2704±0．5。考核；无功计量 04±0．5。180±0．5。考核。

2 为什么要对SI基本单位进行重新定义

2.1 当前SI基本单位定义存在问题

现在计量单位的定义的方式多种多样，当然具有实物作为参照系，具体比如国际千克原器（IPK）；有其固定的物理性质，如开尔文的定义使用水的三相点；还有更为直观性的单位感受，例如物理学中的名词的定义或概念；或自然常数，例如用光速来定义单位米。为了在实验过程中对SI以及其他的计量单位有所区分，我们就需要将传递重复出现的单位的信息。假设当前基本单位的定义形成了普遍化的共识，而要想按照定义复现就会出现一系列的问题。例如，电流单位安培定义中的“无限长”“圆截面可忽略”等要素，在单位复现时，就会产生各种各样的问题[2]。

2.2 基于人工实物基准的单位定义存在弊端

就人工实物基准的单位定义而言，定义和复现基本处于同等的地位，在此处我们就需要对人工实物具有重新的认识，我们需要结合当前实物出现的问题，结合实物的损毁程度。就能够判断出国际千克原器（IPK）从1889年，我们就需要结合时代的发展，从不了解与不熟悉到了解与熟悉进行过渡，但IPK却一直保持着定义标准的地位。

2.3 对千克等单位重新定义的条件已经成熟

对计量单位进行重新的定义，这是研究者以及社会各界的共同心愿，而当前假设对当前的计量单位能够结合当前的具体技术手段，就可以结合不同的时代的特点，对基本单位以及标准进行一定程度的修改，从而将基本单位变得更加科学化以及系统化，从而就能够为人们提供更多的方便，对千克等单位的重新定义，当前学术界也是众说纷纭的，2007年国际计量大会要求国际计量局及各国计量研究机构积极开展与SI基本单位重新定义有关的研究。而随着这些年的发展，我们能够看出当前国家已经具备一定的条件，对千克等的单位进行重新定义[3]。

3 基于常数的SI基本单位定义

我们需要结合单位制定的各项规则，就是使用经久不变的自然规律进习惯设立的测量规则，而自然界需要对常数进行考察，能够实现从最小的测量量到最大的测量量，这样就能够将常数的SI的基本单位进行联系。在曾经的国际单位制的测量的过程之中，自然常数的值就是从最早的定义演化而来的，其数值就是实地测量的结果，这就导致基本常数的值会集中存在于一定的区间内。新修订的国际单位制就是一个自然的常数，而自然常数的取值是固定的，由此可见，在此时自然常数具有不变性，单位制是当前广大的社会民众普遍接受的。

4 计量单位量子化的影响

计量单位对人们日常生产生活是十分深远的。计量单位量子化定义后，人们的日常测量活动虽然在形式上与之前没有明显的区别，但是对于测量仪器而言，具体从超市中的电子秤以及尺子、以及坐标测量机，再到实验室中的高精尖的测量设备，定义修订前后测量的数值基本上没有很大的差距。但计量单位的量子化定义就能够充分实现SI单位的未来能力，为计量单位的未来发展提供有利的条件，从而能够为计量单位的日后发展提供仪器与设备的支持[4]。

5 结语

计量单位的量子化定义能够突出显示SI单位的未来能力，为未来发展奠定坚实的基础，而当前的社会需要借助一场一场、鳞次栉比的技术革新或者技术革命，就能够充分实现计量单位的量子化，因为计量单位的量子化不仅仅有利于人们日常的生活，更能够帮助人们能够追求更为精准的未来。