探测灵敏度较经典技术提高10万倍！商用量子传感器——量子自旋磁力仪SpinMagI

　　2023世界制造业大会期间，国仪量子推出了自主研制的“量子自旋磁力仪（SpinMag-I）”，这是一款能耗低、易于携带，磁场灵敏度极高的商用量子传感器，可用于心磁、脑磁、地磁等弱磁场的精密测量，探测灵敏度较经典技术（霍尔效应传感器）提高10万倍，有望在生物医学、工业检测、地球物理等领域孕育新的变革。

2023世界制造业大会开幕式

量子自旋磁力仪（SpinMag-I）

量子自旋磁力仪（SpinMag-I）

　　量子自旋磁力仪（SpinMag-I）利用碱金属原子（Rb-87）外层电子自旋性质，以泵浦激光作为操控手段，使碱金属原子产生自旋极化。在外界弱磁场的作用下，碱金属原子发生拉莫尔进动，改变对检测激光的吸收，从而实现高灵敏度的磁场测量。量子自旋磁力仪具有灵敏度高、体积小、能耗低、易于携带的特点，未来将引领人类在科学研究、生物医学等磁传感领域进入量子时代。

　　国仪量子视频

　　面向极弱磁测量，助力心磁、脑磁成像研究

　　SpinMag-I的探测灵敏度小于15fT/√Hz。高灵敏度优势带来了独特的应用，目前最为突出的应用是生物磁成像（脑磁和心磁）。

脑磁研究设备。图片来源于网络

　　脑磁是由于脑细胞群体自发或诱发的活动，产生复杂的生物电流引起的，该信号可通过SpinMag-I捕获，按一定的数学模型重建形成数学图像，从而获得者脑磁图像。脑磁成像可以用于癫痫、帕金森、老年痴呆等功能性疾病的筛查，相较于当前基于超导量子干涉仪技术（SQUID）的脑磁图仪，具有更低的成本。同时，量子自旋磁力仪也为类脑计算、脑机接口等脑科学前沿研究提供了更多的技术手段。

　　SpinMag-I也可用于心磁测量，对心肌缺血等心血管疾病进行功能性诊断及研究，基于该方法的心磁检测具有无创、无辐射的优点，相较于当前的超声、CT、核磁方法更具安全性。

　　产品特点

　　小型化

　　SpinMag-I的探头尺寸约为30×16×12 mm3，并持续向小型化方向发展。这是由于小型化的探头可以更容易地集成到移动设备、便携式仪器或医疗设备中；同时，小型化通常伴随着功耗的降低，这有助于提高设备能效，满足SpinMag-I长时间运行的需求。

　　多方向测量

　　SpinMag-I支持单轴（Y轴或Z轴）及双轴测量（Y&Z轴）两种模式。在不增加探头数量的情况下，测量Y&Z方向的分量可以最大限度地获取磁场信息。

SpinMag-Ⅰ探头

　　多通道、易集成

　　SpinMag-I具有多通道、易集成的优势。SpinMag-I具有单通道/主机和多通道/主机形式，目前最多支持拓展至256通道。通过在多个通道上分布传感单元，能够实现空间中局部区域磁场测量。例如，在脑磁探测时，通过将阵列式传感器排布覆盖患者整个头部，可实现自然运动状态下“穿戴式”测量。相比于单通道，多通道可以同时采集头部多个位置的磁信号，有助于疾病溯源和病情分析。

　　智能化控制软件

　　SpinMag-I控制软件可同时连接多个探头传感器，实现多探头同时测量，主要功能包括：一键启动（Auto start）、时域信号测量、频域信号测量等。

SpinMag-I控制软件界面