計量學是“關于測量、評價及其應用的科學”，而計量標準是指測量過程中的統(tǒng)一標準。20世紀50年代以前，基本單位的量值是由實物基準所保存及復現(xiàn)的。實物基準的缺點在于，由于它們是一些具體的、宏觀的實物，會受到一些不易控制的物理和化學過程影響，實物基準所保存的量值會發(fā)生緩慢的變化，已不能滿足現(xiàn)代工業(yè)和科學技術對計量準確度日益提高的要求。
　　20世紀，量子物理學的成就為計量科學提供了飛躍發(fā)展的機會，以量子物理學為理論基礎的量子計量基準在近40年來得到了快速發(fā)展。量子計量學的基本形式是基于離散量子（如電荷或磁通量子）進行計數(shù)的測量學，而在經(jīng)典計量學中測量結果則是對連續(xù)變量值的確定。從經(jīng)典計量到量子計量，連續(xù)實數(shù)結果的測量被量子整數(shù)個數(shù)的計數(shù)所代替。與傳統(tǒng)的計量基準相比較，量子計量基準具有準確度高、可在多個地點復現(xiàn)等優(yōu)點。量子計量學的進展也激發(fā)了修訂現(xiàn)行國際單位制（ SI）的討論，特別是量子計量學的發(fā)展使得用自然常數(shù)對SI基本單位進行新的定義成為可能。目前，長度、時間、電學等方面基于常數(shù)的基準已經(jīng)建立，使計量標準由實物標準向自然標準過渡，測量準確度提高了幾個數(shù)量級，說明基本物理常數(shù)的準確測定在量子計量學發(fā)展過程中具有重要作用。今后量子計量基準將會進一步發(fā)展和完善，主要集中在基本物理常量的新定義等方面。
　　本書的兩位作者是量子計量領域的權威專家，都是經(jīng)驗豐富的大學教授：恩斯特·弋貝爾（Emst 0.Gobel）曾擔任德國聯(lián)邦物理技術研究院的主席超過16年，并從2004年到2010年擔任國際計量委員會主席；烏維·西格納（Uwe Siegner） 1997年加入德國聯(lián)邦物理技術研究院，致力于飛秒激光技術的計量應用和電子量子計量的研究。本書介紹了未來新的SI單位定義背后的物理技術、實現(xiàn)過程及其對量子物理測量的影響，是量子計量領域中兼具系統(tǒng)性、新穎性和權威性的研究著作，對于相關領域的科學工作者和感興趣的讀者具有重要的參考價值。
　　本書內(nèi)容主要包括9章：第1章緒論；第2章介紹計量學的基本原理；第3章介紹激光冷卻、原子鐘和秒的定義；第4章介紹超導及其在計量中的使用；第5章討論基本的固態(tài)物理理論，并介紹量子霍耳效應的計量學應用；第6章介紹單電子傳輸設備的物理學原理以及利用其定義電流的單位——安培的可能性：第7章展望基于普朗克常數(shù)定義質量單位千克的可能性：第8章介紹玻爾茲曼常量的各種測量實驗和新的開爾文定義；第9章介紹單光子計量與量子輻射。
　　本書翻譯過程中，建立了涵蓋一線專業(yè)技術人員和科技情報研究人員的翻譯團隊，力求翻譯準確，信息不遺漏，整個過程經(jīng)過了三輪校對和修改。邢晨光主要完成了第1章、第3章的翻譯工作以及全書的統(tǒng)稿工作。王萍和于曉偉分別完成了第2章和第7章的翻譯工作，吳蔚、劉亞威分別完成了第2章、第7章的校對工作。張寶珍、尤晨宇完成了第4章、第5章的翻譯工作，蔡天恒、姜廷昀完成了第4章、第5章的校對工作。宋剛、程文淵完成了第6章、第8章的翻譯工作，王字、薛景峰完成了第6章、第8章的校對工作。夏棒、夏東星完成了第9章的翻譯工作，武騰飛、孟利、劉天易完成了第1、3、9章的校對工作。令人欣喜的是，在本書即將成稿之際，國際計量大會已經(jīng)通過決議，決定采用普朗克常數(shù)定義質量單位，而本書探討的采用常數(shù)定義基本單位的計量變革即將成為現(xiàn)實。
　　本書翻譯過程歷時8個月，過程中得到了整個團隊的有力支持，保證了整個工作按時完成，同時本書獲得了裝備科技譯著出版基金的資助，在此表示衷心感謝！并對支持這項工作的裝備發(fā)展部項目管理中心、中國航空工業(yè)發(fā)展研究中心、航空工業(yè)計量所的相關領導和同事表示感謝！
　　由于時間緊，水平有限，加之本領域的技術比較新，有些技術名詞沒有形成統(tǒng)一譯法，書中不當之處敬請讀者批評指正！