中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)王鑫、江敏、彭新華等研究人員開發(fā)出一款傳感器頭體積壓縮至7cm3的87Rb原子磁力計(jì)。該研究成果已于2026年9月8日在線發(fā)表于《物理學(xué)報(bào)》。系統(tǒng)整體功耗控制在5W以下，基準(zhǔn)靈敏度達(dá)到10pT/√Hz。

與單純追求極限靈敏度的設(shè)備不同，該系統(tǒng)的核心優(yōu)勢(shì)在于對(duì)快速磁場(chǎng)變化的追蹤能力。其設(shè)計(jì)可應(yīng)對(duì)每秒25,200nT的劇烈磁場(chǎng)波動(dòng)，并在共諧振條件丟失后于1秒內(nèi)自動(dòng)恢復(fù)測(cè)量狀態(tài)。這一特性使其更適用于存在地球磁場(chǎng)背景及外部擾動(dòng)的戶外環(huán)境。

7cm3的體積是將垂直共振腔面發(fā)射激光器（VCSEL）、微型光學(xué)元件、邊長(zhǎng)不足1cm的銣蒸氣池、微型加熱器、薄膜柔性射頻線圈及無磁性光電二極管等高度集成于單一傳感器頭的結(jié)果。按報(bào)告尺寸計(jì)算，該傳感器頭約為3×1.5×1.5cm，內(nèi)部蒸氣壓室邊長(zhǎng)約4mm，測(cè)量帶寬為41.4Hz。作為對(duì)比，市售商用標(biāo)量磁力計(jì)TFM Gen-2的傳感器頭外形尺寸約為17.7×19.8×35.8mm，折算體積約12.5cm3，本次成果為其體積的約56%。需注意，實(shí)際產(chǎn)品外形并非標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)方體，且兩者測(cè)量原理不同，僅以體積衡量性能并不全面。

該裝置主要面向資源勘探、地磁導(dǎo)航、環(huán)境監(jiān)測(cè)及移動(dòng)平臺(tái)搭載需求。研究團(tuán)隊(duì)在戶外完成了三項(xiàng)實(shí)地測(cè)試：一是記錄大規(guī)模地磁暴期間的連續(xù)地磁變化；二是在地表監(jiān)測(cè)地鐵運(yùn)行產(chǎn)生的瞬時(shí)磁場(chǎng)擾動(dòng)，成功捕捉到每秒超2,000nT的變化信號(hào)；三是在40×25m范圍內(nèi)步行搜尋地下約0.5米處埋設(shè)的圓柱形永磁體，在克服行走振動(dòng)與姿態(tài)變化干擾的情況下，成功識(shí)別特征磁場(chǎng)分布并推算位置。

針對(duì)部分海外媒體將該技術(shù)直接關(guān)聯(lián)至潛艇探測(cè)的報(bào)道，研究團(tuán)隊(duì)明確指出，當(dāng)前實(shí)驗(yàn)于地表磁場(chǎng)監(jiān)測(cè)與淺層埋設(shè)物定位，并未開展水下試驗(yàn)或針對(duì)艦船的探測(cè)驗(yàn)證。由于水下傳播距離、環(huán)境噪聲、載體振動(dòng)及姿態(tài)控制與地表環(huán)境差異顯著，現(xiàn)階段數(shù)據(jù)尚不足以判斷其對(duì)遠(yuǎn)距離水下目標(biāo)的探測(cè)能力或誤報(bào)率。論文雖提及該技術(shù)在對(duì)潛戰(zhàn)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力，但實(shí)際探測(cè)效能仍需后續(xù)獨(dú)立驗(yàn)證。

此次成果的核心價(jià)值在于驗(yàn)證了高性能量子傳感技術(shù)在復(fù)雜戶外環(huán)境中的持續(xù)工作能力，而非刷新靈敏度紀(jì)錄。隨著小型化與抗干擾能力的提升，此類原子磁力計(jì)在無人機(jī)等移動(dòng)載具上的應(yīng)用前景逐漸清晰。未來需通過包含水上及水下環(huán)境的綜合測(cè)試、真實(shí)目標(biāo)探測(cè)距離評(píng)估及第三方復(fù)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步確認(rèn)其工程化應(yīng)用水平。