量子磁测量取得关键突破，我们如何向未来？

100年前，诺贝尔物理学奖获得者海森堡提出“测不准理论”：在微观世界中，测量一个粒子的位置和动量的准确值不可能同时得到。

打个通俗的比方，假定你想测量出澡盆里热水的温度。当你把温度计放入水中的那一刻，它就会使得水温温度稍稍降低。这时，你虽然仍然可以得到热水温度的近似值，但是它总不会精确到万亿分之一度。

的确，“测不准理论”设定了测量精度的物理极限，但多年来，科学家们仍然尝试着在这些极限内进行尽可能精确的测量，量子测量便是其中的解决方案。

随着医学成像、精密工程、环境监测和国家安全等领域对高精度数据的日趋重视，量子磁测量技术在各领域的下游应用市场展现出广阔的前景，有关机构预测，到2029年，量子精密测量市场规模将增长到13.48亿美元。

要理解这一技术为何能撬动千亿市场，首先需要明确其核心定义与底层逻辑。

量子磁测量（Quantum Magnetometry）是一门利用量子效应、量子态或量子系统来探测和测量极微弱磁场的技术。并非直接测量磁场的“力”，而是通过测量磁场对特定量子系统能级或量子态相干的扰动，来反推出磁场的强度和方向。

其核心优势在于，能够突破经典物理极限，实现极高灵敏度、高空间分辨率和宽动态范围的磁场探测。

当原子、电子或原子核等具有磁矩的粒子被置于外磁场中时，由于其磁矩与磁场的相互作用，其原本简并的能级会发生分裂。分裂的能级差 ΔE 与磁场的强度 B 成正比：

ΔE = g * μ_B * B

其中，g 是朗德因子，μ_B 是玻尔磁子。

通过测量这个能级差 ΔE，就可以计算出磁场 B。而测量能级差最常用的方法是磁共振：

用特定频率的电磁波（通常射频或微波）去照射量子系统。当电磁波的能量 hν 恰好等于能级差 ΔE 时，会发生共振吸收或激发，即 磁共振。这个共振频率 ν 直接与磁场强度 B 线性相关：ν = (g * μ_B / h) * B。因此，精确测量共振频率 ν，就能精确计算出磁场 B。

由一个超导环和一个或多个约瑟夫森结（Josephson Junction）构成。根据超导体的磁通量子化原理，穿过超导环的磁通量只能是磁通量子 Φ₀ = h/2e 的整数倍。当外磁场变化时，超导环会通过产生感应电流来“抵抗”磁通量的变化，以维持磁通量子化。

约瑟夫森结对外部磁通极其敏感，其临界电流会随磁通量周期性变化，周期正好是一个磁通量子 Φ₀。通过测量约瑟夫森结的电压或电流，可以极其精确地测量出小到一个磁通量子百分之一的磁通变化，从而反推出极其微弱的磁场。

从医疗健康的 “微观探测” 到国家安全的 “宏观防护”，量子磁测量的产业化进程正与国家战略深度同频。今年政府工作报告提出，“培育壮大新兴产业、未来产业”。其中，特别指出要“建立未来产业投入增长机制，培育生物制造、量子科技、具身智能、6G 等未来产业”。

宁波飞磁生物科技有限公司，在量子科技领域持续发力，深耕量子传感细分领域，引领新一轮科技革命和产业变革。

行业层面，量子科技的发展热度与市场潜力正不断释放。近日，麦肯锡发布《量子技术监测报告》，系统梳理了过去一年量子领域的重要进展。报告指出，量子技术三大核心领域——量子计算、量子通信和量子传感正迎来前所未有的发展机遇，预计到2035年全球市场规模将达到高达970亿美元。