信息概要

超导量子磁灵敏度实验是评估量子传感设备在极端弱磁场环境下性能的核心测试项目，主要面向量子计算机组件、医疗成像设备和基础物理研究装置。该检测通过验证设备在毫微特斯拉量级的磁场响应能力，确保量子态操控精度和抗干扰可靠性。在量子技术领域，此类检测直接关系到设备在科研、国防和医疗等关键场景的应用安全性，可预防因磁场干扰导致的数据错误和系统故障。

检测项目

磁场分辨率极限验证，测量设备可探测的最小磁场变化量。

超导临界温度稳定性，监控超导材料在特定温度下的相变特性。

量子比特退相干时间，量化磁场干扰导致的量子态维持时长衰减。

磁梯度线性响应，检测设备在非均匀磁场中的信号输出线性度。

低频噪声谱分析，解析0.1-100Hz频段的磁噪声基底水平。

磁屏蔽效能验证，评估外部磁场屏蔽系统的衰减系数。

约瑟夫森结临界电流，测定超导环结构在磁场中的电流承载阈值。

磁通量子化响应，验证设备对单个磁通量子的离散捕捉能力。

动态范围校准，标定设备在皮特斯拉至毫特斯拉量级的响应曲线。

温度漂移系数，量化温度变化引起的磁场读数偏移量。

多轴交叉耦合率，测量XYZ三轴磁场传感的相互干扰程度。

脉冲磁场恢复时间，记录强磁场脉冲后系统复位所需时长。

频率响应带宽，确定设备保持±3dB响应的最大工作频率。

地磁补偿精度，测试主动补偿系统对地磁场的抑制能力。

长期稳定性漂移，监测连续工作100小时内的基线漂移值。

振动敏感度系数，量化机械振动导致的磁场读数波动。

电磁兼容性测试，验证设备在射频干扰环境下的抗扰度。

量子态保真度衰减，测量磁场扰动引起的量子操作误差率。

磁滞回线特性，记录超导材料在交变磁场中的滞后效应。

死区时间测试，确定磁场突变后系统恢复有效测量的时间。

非线性失真度，分析高场强下输出信号的谐波失真成分。

共模抑制比，评估设备对空间均匀磁场的抑制能力。

零点漂移稳定性，监测无磁场环境下的基线长期稳定性。

磁通噪声功率谱，绘制1/f噪声特征频率分布图谱。

超导环电感参数，测定量子干涉器件的等效电感值。

磁通锁定精度，验证闭环控制系统维持量子态的能力。

瞬态响应特性，记录阶跃磁场输入下的信号建立时间。

电源纹波抑制，量化供电波动引起的磁场读数波动。

低温热沉效能，测试超导环境的热传导稳定性。

量子纠缠保持度，测量双量子比特系统在磁场中的关联性维持能力。

检测范围

SQUID磁力计，超导量子干涉器件，量子比特芯片，磁共振梯度线圈，原子磁力计，超导磁屏蔽舱，量子陀螺仪，神经磁成像探头，心磁图仪，脑磁图传感器，地磁监测站，反潜探测阵列，矿物勘探传感器，无损检测探头，超导储能线圈，粒子加速器校正磁铁，聚变装置等离子体监测器，太空磁场探测器，古地磁分析仪，生物磁性标记物，量子计算机稀释制冷机，超导射频腔，磁异常探测卫星，超导导线样品，量子存储器单元，磁纳米粒子检测仪，超导故障限流器，磁悬浮轴承，磁通泵系统，约瑟夫森电压基准器

检测方法

超导量子干涉技术，利用约瑟夫森结测量磁通量子的量子化跃迁。

锁相放大器检测法，通过相敏解调提取微弱磁场信号。

磁通锁定环测试，采用负反馈维持量子干涉器件工作点。

白噪声校准法，注入已知功率谱的噪声源标定灵敏度极限。

三轴亥姆霍兹线圈法，生成均匀可控的标准磁场环境。

低温恒温器测试，在4K以下超流氦环境中进行标定。

傅里叶变换噪声分析，将时域信号转换为频率域噪声功率谱。

脉冲磁场注入法，测量设备对瞬态磁场的响应特性。

交叉相关谱测量，使用双通道系统抵消仪器本底噪声。

量子态层析技术，重构磁场影响下的量子态密度矩阵。

磁屏蔽效能测试，对比屏蔽舱内外磁场衰减量。

振动台耦合测试，量化机械振动与磁场读数的耦合系数。

温度循环测试，在4K-300K范围扫描检测温度依赖性。

电磁干扰扫描法，在10kHz-10GHz频段注入射频干扰。

磁滞回线测绘，以0.001Hz超低频交变磁场扫描特性曲线。

量子比特能谱测量，通过微波谱分析磁场导致的能级分裂。

相干时间测量，采用拉姆齐干涉法测定量子态退相干速率。

梯度场映射法，通过三维移动平台测绘空间磁场分布。

地磁矢量补偿法，实时计算并抵消本地地磁场分量。

超导临界参数测试，监测电阻突变点确定临界磁场值。

检测方法

稀释制冷机，超导量子干涉仪，锁相放大器，磁通锁定电子学，三轴亥姆霍兹线圈，低温探针台，量子比特测试平台，磁屏蔽室，振动隔离台，矢量网络分析仪，低温恒温器，脉冲磁场发生器，低噪声前置放大器，微波信号发生器，数字采集卡，约瑟夫森结测试仪

荣誉资质

北检院部分仪器展示