目前，量子测量主要有五大技术路线，分别为基于冷原子相干叠加、基于核磁共振或顺磁共振、基于无自旋交换弛豫（Spin-exchange Relaxation-free，SERF）原子自旋、基于量子纠缠或压缩特性和基于量子增强技术。通过对不同种类量子系统中独特的量子特性进行控制与检测，可以实现量子定位导航、量子重力测量、量子磁场测量、量子目标识别、量子时频同步等领域的精密测量。

近年，在五大技术路线的研发态势方面，冷原子技术路线渐“热”。其优势在于降低了与速度相关的频移，减速（或被囚禁）的原子可以被长时间观测，提高了测量精度，有望助力下一代定位导航授时技术的发展。

另外，原子自旋量子测量按照工作物质的不同可以分为基于核自旋（核磁共振）、电子自旋（顺磁共振），以及碱金属电子自旋与惰性气体核自旋耦合的量子测量系统，广泛应用于陀螺仪、磁场测量领域，测量精度较高，特别是基于SERF的量子测量具备很高的理论精度极限，也是目前的研究热点。

在五大技术路线的实用化进展方面，基于量子纠缠的量子测量技术理论精度最高，可以突破经典物理框架的限制，但是其技术成熟度较低，受限于量子纠缠源制备、远距离分发、量子中继等技术的发展程度，多为理论验证或原理样机开发，实用化前景不明确。基于冷原子相干叠加的量子测量技术理论精度较高，但是由于激光冷却、磁光阱等系统的存在，体积较大且成本较高。目前，一些小型化冷原子测量样机实验研究表明，通过MEMS（微机电系统）技术将电场、磁场和光场测量进行集成，可实现芯片级的原子囚禁、冷却、导引、分束等操控，但是相干时间较短。

例如，美国Cold Quanta公司提供的商用化原子芯片产品；2019年，华中科技大学报道了新型量子重力仪MEMS芯片，平面尺寸为25mm×25mm，厚度为0.4mm；2020年，英国伯明翰大学报道了用于产生冷原子的介电超表面光学芯片，平面尺寸为599.4μm×599.4μm，并基于芯片获得约107个冷原子，冷却温度需低至35μK，但应用条件较为苛刻，多面向高端基础科研等应用场景。

基于SERF的量子测量技术精度较高，目前研究机构多聚焦于提升磁场和角速度测量精度，而企业开始研发小型化SERF磁力计，探索心磁和脑磁测量等应用领域。基于核磁共振的量子测量，虽然精度不如冷原子相干叠加及基于SERF的量子测量，但是技术相对成熟，已有小型化和芯片化商用产品。基于量子增强技术的量子测量是经典测量与量子技术融合的产物，采用量子技术对经典测量的精度进行提升，技术相对成熟，在目标识别领域应用前景广泛。