近日，我国深海探测领域传来捷报 —— 由中国科学技术大学联合中国科学院深海科学与工程研究所、浙江大学共同研制的金刚石量子矢量磁力仪，首次在南海海马冷泉海域完成 1400 米深海实验应用。这一成果发表于《国家科学评论》，标志着我国固态自旋量子精密测量技术在海洋工程应用中迈出关键一步。
图1 磁力仪样机执行深海试验过程中的照片
这款新型磁力仪以金刚石中的氮 - 空位（NV）色心为敏感单元，借助光探测磁共振技术实现磁场矢量测量。其核心优势在于利用金刚石稳定的晶格结构作为测量参考，规避了传统矢量磁力仪因机械结构变化导致的误差；同时，金刚石材料优异的极端环境兼容性，使其能在宽温宽压的深海复杂环境中长时间高精度工作。实验中，搭载于 “深海勇士” 号载人潜水器的该设备，成功验证了在导航、地磁观测、环境磁场时频监测等方面的能力，为深海资源勘探、地质研究及海洋导航提供了全新技术支撑。
图2 磁力仪样机结构与部分深海试验结果。(a) 设备结构示意图 (b) 潜航器航行中实时测得全向矢量磁场 (c) 磁力仪解算地理航向角与船载罗盘的对比 (d) 当地海域地磁倾角与地磁场总强度分布数据
此次突破凸显了高精度矢量磁测技术在极端环境中的重要价值。而在高精度磁测领域，超导磁力仪同样占据着举足轻重的地位。以美尔斯通超导磁力仪为例，其基于超导量子干涉器件（SQUID）原理，凭借超导技术带来的超高灵敏度，能够捕捉到微弱的磁场变化，在多个领域展现出独特优势。
美尔斯通超导磁力仪具备极高的测量精度，可广泛应用于地质勘探，助力精准定位地下矿产资源；在环境监测中，能灵敏感知环境磁场的细微波动，为研究地球物理活动提供关键数据；同时，在生物医学等前沿领域，自主研发的超导心磁图仪已上市，在心血管疾病筛查领域大放异彩，灵敏度比传统检查提升了 1000 倍。
从深海探测的金刚石量子磁力仪到多领域赋能的超导磁力仪，高精度磁测技术正不断拓展人类认知与探索的边界。相信随着技术的持续创新，这些先进设备将在更多未知领域绽放光彩，为科研与产业发展注入新动能。
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