图：暗态自旋放大原理图（左）；不同工作频率磁信号放大增益（右上）；不同工作频率可探测的最小磁场（右下）。


　　本报讯（全媒体记者 韩如意）近日，中国科学技术大学彭新华教授和江敏副教授带领的研究团队，在极弱磁场探测领域取得了革命性的突破。他们首次利用暗态自旋实现了极弱磁场的量子放大，其放大倍数竟突破了惊人的5000倍，单次磁场测量精度也达到了前所未有的0.1fT水平。这一重要成果不仅彰显了我国在量子科技领域的深厚实力，也为未来在生物医学、化学分子测量以及暗物质探测等领域的应用打开了全新的大门。
　　极弱磁场探测技术是21世纪现代探测技术的重要组成部分，对于生产生活、国家安全以及基础研究均具有重要意义，包括心脑磁生物医学诊断、地质勘探、分子结构测量以及暗物质探测等多个交叉科学应用。
　　据悉，彭新华教授和江敏副教授的研究团队针对传统磁场测量技术的局限性，创新性地提出了暗态自旋量子放大的概念。通过精密操控铷原子极化激光和氙原子偏置磁场等实验条件，他们成功地将极化、放大和读出的过程分离开来，使量子放大过程中氙原子核自旋处于暗态之中，从而避免了来自极化铷原子的干扰，极大地提升了量子放大的潜力。
　　实验结果发现，处于暗态的氙原子核自旋相干时间长达6分钟，相较以往提升了1个数量级。这一突破不仅克服了传统量子放大技术只能在单一频率处进行放大的局限，还实现了多频段极弱磁场信号的量子放大，为未来的多频段磁场测量提供了强有力的技术支持。