中國科學技術大學王鑫、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。該研究成果已于2026年9月8日在線發(fā)表于《物理學報》。系統(tǒng)整體功耗控制在5W以下，基準靈敏度達到10pT/√Hz。

與單純追求極限靈敏度的設備不同，該系統(tǒng)的核心優(yōu)勢在于對快速磁場變化的追蹤能力。其設計可應對每秒25,200nT的劇烈磁場波動，并在共諧振條件丟失后于1秒內(nèi)自動恢復測量狀態(tài)。這一特性使其更適用于存在地球磁場背景及外部擾動的戶外環(huán)境。

7cm3的體積是將垂直共振腔面發(fā)射激光器（VCSEL）、微型光學元件、邊長不足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果。按報告尺寸計算，該傳感器頭約為3×1.5×1.5cm，內(nèi)部蒸氣壓室邊長約4mm，測量帶寬為41.4Hz。作為對比，市售商用標量磁力計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，實際產(chǎn)品外形并非標準長方體，且兩者測量原理不同，僅以體積衡量性能并不全面。

該裝置主要面向資源勘探、地磁導航、環(huán)境監(jiān)測及移動平臺搭載需求。研究團隊在戶外完成了三項實地測試：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)測地鐵運行產(chǎn)生的瞬時磁場擾動，成功捕捉到每秒超2,000nT的變化信號；三是在40×25m范圍內(nèi)步行搜尋地下約0.5米處埋設的圓柱形永磁體，在克服行走振動與姿態(tài)變化干擾的情況下，成功識別特征磁場分布并推算位置。

針對部分海外媒體將該技術直接關聯(lián)至潛艇探測的報道，研究團隊明確指出，當前實驗于地表磁場監(jiān)測與淺層埋設物定位，并未開展水下試驗或針對艦船的探測驗證。由于水下傳播距離、環(huán)境噪聲、載體振動及姿態(tài)控制與地表環(huán)境差異顯著，現(xiàn)階段數(shù)據(jù)尚不足以判斷其對遠距離水下目標的探測能力或誤報率。論文雖提及該技術在對潛戰(zhàn)領域的應用潛力，但實際探測效能仍需后續(xù)獨立驗證。

此次成果的核心價值在于驗證了高性能量子傳感技術在復雜戶外環(huán)境中的持續(xù)工作能力，而非刷新靈敏度紀錄。隨著小型化與抗干擾能力的提升，此類原子磁力計在無人機等移動載具上的應用前景逐漸清晰。未來需通過包含水上及水下環(huán)境的綜合測試、真實目標探測距離評估及第三方復現(xiàn)實驗，進一步確認其工程化應用水平。