原標題：量子“捕手”搜尋宇宙暗物質 中國科大在合肥、杭州架起全球首個核自旋量子傳感網

彭新華、江敏帶領研究團隊做實驗。

　　一張連接合肥與杭州的“量子探測網”，為暗物質的探測提供全新路徑。近日，中國科學技術大學自旋磁共振實驗室彭新華、江敏團隊在《自然》雜誌發表突破性研究成果：團隊革新核自旋量子精密測量技術，成功搭建國際首個基於原子核自旋的量子傳感網絡。團隊將5台超靈敏量子感測器分別部署在合肥與杭州，如同佈下的宇宙信號“監聽系統”，讓暗物質探測靈敏度實現質的飛躍。

　　暗物質，堪稱宇宙“隱形巨頭”，佔宇宙總品質的26.8%。它雖然不發光、不與普通物質發生電磁相互作用，卻能通過引力影響星系運動，一直以來難以搜尋。

　　軸子，是暗物質的熱門候選者。科學家要探測它，還需要穿過一層被稱為“暗物質墻”的存在。當地球穿越這堵“無形之墻”時，軸子可能與量子感測器中的原子核發生極微弱的相互作用，産生轉瞬即逝的信號。要捕捉這個信號，難度堪比在沸騰的廣場上，精準分辨出一片特定雪花落地的聲音。

　　為攻克探測難題，研究團隊給量子感測器裝上了兩件“硬核裝備”：一是將轉瞬即逝的信號“儲存”在接近分鐘級的核自旋相干態中，大幅延長了信號探測窗口；二是通過自研量子放大技術，將微弱信號增強一百倍，讓“蛛絲馬跡”不再難尋。

　　更進一步，團隊將5台超靈敏量子感測器分別部署在合肥與杭州，通過衛星時間精確同步，構建成分佈式探測網絡。捕捉真實宇宙信號，並進行“多地比對、協同驗證”。這種組網模式能讓探測結果的可靠性達到前所未有的高度。

　　經過兩個月的持續觀測，團隊雖未捕捉到明確的“暗物質墻”穿越信號，卻取得了關鍵進展：在廣泛的軸子品質範圍內，給出了該暗物質模型最嚴格的限制標準。其中部分品質區間的限制精度，比天文學家用超新星觀測的結果高出40倍，首次實現實驗室探測精度超越天文觀測。

　　這一突破意味著，人類搜尋暗物質的“工具庫”中，新增了一款更精準的“量子神器”。

　　該研究不僅為暗物質探測開闢了新路徑，其網絡化、分佈式探測思路，未來還可與引力波天文臺協同，用於搜尋更多宇宙奧秘。目前，團隊計劃進一步擴大“量子探測網”的覆蓋範圍，通過全球組網、空間部署等方式，將進一步極大提升暗物質探測靈敏度，持續向解開暗物質之謎發起衝擊。（記者 張玉蓮）