2023世界制造業(yè)大會(huì )期間，國儀量子推出了自主研制的“量子自旋磁力儀（SpinMag-I）”，這是一款能耗低、易于攜帶，磁場(chǎng)靈敏度極高的商用量子傳感器，可用于心磁、腦磁、地磁等弱磁場(chǎng)的精密測量，探測靈敏度較經(jīng)典技術(shù)（霍爾效應傳感器）提高10萬(wàn)倍，有望在生物醫學(xué)、工業(yè)檢測、地球物理等領(lǐng)域孕育新的變革。

2023世界制造業(yè)大會(huì )開(kāi)幕式

量子自旋磁力儀（SpinMag-I）

量子自旋磁力儀（SpinMag-Ⅰ）

量子自旋磁力儀（SpinMag-I）利用堿金屬原子（Rb-87）外層電子自旋性質(zhì)，以泵浦激光作為操控手段，使堿金屬原子產(chǎn)生自旋極化。在外界弱磁場(chǎng)的作用下，堿金屬原子發(fā)生拉莫爾進(jìn)動(dòng)，改變對檢測激光的吸收，從而實(shí)現高靈敏度的磁場(chǎng)測量。量子自旋磁力儀具有靈敏度高、體積小、能耗低、易于攜帶的特點(diǎn)，未來(lái)將引領(lǐng)人類(lèi)在科學(xué)研究、生物醫學(xué)等磁傳感領(lǐng)域進(jìn)入量子時(shí)代。

面向極弱磁測量，助力心磁、腦磁成像研究

SpinMag-I的探測靈敏度小于15fT/√Hz。高靈敏度優(yōu)勢帶來(lái)了獨特的應用，目前最為突出的應用是生物磁成像（腦磁和心磁）。

腦磁研究設備。圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )

腦磁是由于腦細胞群體自發(fā)或誘發(fā)的活動(dòng)，產(chǎn)生復雜的生物電流引起的，該信號可通過(guò)SpinMag-I捕獲，按一定的數學(xué)模型重建形成數學(xué)圖像，從而獲得者腦磁圖像。腦磁成像可以用于癲癇、帕金森、老年癡呆等功能性疾病的篩查，相較于當前基于超導量子干涉儀技術(shù)（SQUID）的腦磁圖儀，具有更低的成本。同時(shí)，量子自旋磁力儀也為類(lèi)腦計算、腦機接口等腦科學(xué)前沿研究提供了更多的技術(shù)手段。

SpinMag-I也可用于心磁測量，對心肌缺血等心血管疾病進(jìn)行功能性診斷及研究，基于該方法的心磁檢測具有無(wú)創(chuàng )、無(wú)輻射的優(yōu)點(diǎn)，相較于當前的超聲、CT、核磁方法更具安全性。

產(chǎn)品特點(diǎn)

小型化

SpinMag-I的探頭尺寸約為30×16×12 mm3，并持續向小型化方向發(fā)展。這是由于小型化的探頭可以更容易地集成到移動(dòng)設備、便攜式儀器或醫療設備中；同時(shí)，小型化通常伴隨著(zhù)功耗的降低，這有助于提高設備能效，滿(mǎn)足SpinMag-I長(cháng)時(shí)間運行的需求。

多方向測量

SpinMag-I支持單軸（Y軸或Z軸）及雙軸測量（Y&Z軸）兩種模式。在不增加探頭數量的情況下，測量Y&Z方向的分量可以最大限度地獲取磁場(chǎng)信息。

SpinMag-Ⅰ探頭

多通道、易集成

SpinMag-I具有多通道、易集成的優(yōu)勢。SpinMag-I具有單通道/主機和多通道/主機形式，目前最多支持拓展至256通道。通過(guò)在多個(gè)通道上分布傳感單元，能夠實(shí)現空間中局部區域磁場(chǎng)測量。例如，在腦磁探測時(shí)，通過(guò)將陣列式傳感器排布覆蓋患者整個(gè)頭部，可實(shí)現自然運動(dòng)狀態(tài)下“穿戴式”測量。相比于單通道，多通道可以同時(shí)采集頭部多個(gè)位置的磁信號，有助于疾病溯源和病情分析。

智能化控制軟件

SpinMag-I控制軟件可同時(shí)連接多個(gè)探頭傳感器，實(shí)現多探頭同時(shí)測量，主要功能包括：一鍵啟動(dòng)（Auto start）、時(shí)域信號測量、頻域信號測量等。

SpinMag-I控制軟件界面